近年来，城市机动车数量激增，城市路网交通压力明显增大，导致了大量的交通拥堵问题与交通事故，如何通过交通协调优化控制改善城市路网交通状况成为目前交通发展最为迫切的课题之一。城市交通干线系统作为城市控制系统中的重要组成部分，它的畅通与否直接影响整个道路网能否平稳、有序、安全的运行。在城市干线信号协调系统信号配时与参数的确定中，考虑行车安全因素对保障城市路网的交通安全和交通效率具有重要的意义。对于干道信号协调系统的安全问题，驾驶员的心理和生理的变化是其安全隐患的根本原因，本文以干线信号协调系统为主要研究对象，考虑干线信号系统的行车安全问题，用车头时距表征驾驶员的心理和生理变化，对现有的干线信号控制方法进行了优化设计。　　首先，本文通过分析现阶段城市干线信号协调系统的发展状况，系统的阐述和概括了城市干线交通信号协调的适用条件和控制目标，并对现有的城市干线交通信号协调控制方法进行了分析，进而对现有的干线信号协调系统存在的问题进行了总结和分析。　　其次，对城市道路干线信号协调系统交通安全特性与车头时距定性关系分析，并设计详细试验方案对干线信号协调系统车头时距特性进行调查，进而分析试验数据得：车头时距可较为全面地表征驾驶员在干线信号协调系统中的心理和生理变化。　　此外，对双层规划在交通领域的适用性及其基本模型进行了较为全面的论述，综合考虑交通效益性和交通安全性双层目标，构建了面向交通安全的城市道路干线信号协调优化控制模型，并基于遗传算法对面向安全的双层规划模型设计并求解。　　最后，制定三种不同的信号控制方案，借助交通仿真软件（VISSIM），搭建仿真平台，分析比较三种方案的车辆平均延误、排队长度、平均车辆停车次数等评价参数，结果表明，本文提出的城市干线信号协调控制方案在满足交通安全要求的同时，对交通效率影响不大，满足可行性。