随着我国城市化进程的加快以及机动化水平的不断提高，城市交通问题不断出现并日益加剧，城市干道智能化控制系统的研究已成为在现有交通环境条件下，实现人、车、路的有效控制与管理以及解决当前城市交通问题的有效途径之一。城市干道信号控制技术与策略，作为改善路网服务水平的重要手段，是城市交通复杂系统建模过程中的必要环节，也是交通阻塞机理解析的重要影响因素，因此，需加大对城市干道交叉口信号优化控制技术与方法研究的力度。论文首先回顾了国内外关于城市干道交叉口信号控制技术的研究现状，归纳总结了各类控制理论与技术的优缺点及适应性应用范围，并启发新的、有效的、适用性范围广的控制技术应用于城市干道的迫切性。其次，通过分析城市干道交通流特征及其控制相关理论，在经典LWR宏观交通模型基础上，应用元胞传输模型(Cell Transmission Model)作为城市道路干道交叉口信号控制建模研究的基础：以城市干道交叉口进口道交通流为研究对象，对路网进行元胞划分及状态描述，建立了城市干道交叉口元胞传输模型；描述了城市干道交叉口交通流受到信号控制影响离散现象，模拟了交通流在道路网络上的动态演化；为合理控制城市干道交叉口交通流和优化信号配时，基于元胞传输模型，结合遗传算法和免疫机制，以绿灯时间、相位差为变量进行优化，设计了信号联动优化求解算法。为验证控制模型及优化方法的优越性，并对其应用特性进行初步探讨，以重庆市巴南区龙海大道作为仿真建模平台进行实例研究与分析。实例计算结果表明：该算法克服了以往优化在大范围内失效的缺点，与传统定时控制算法相比，车流总延误减少了45.7%。