随着国民经济的高速发展，和人民生活水平的不断提高，我国加速进入城市化阶段，城市规模不断加大、土地利用和空间结构改变，导致城市交通、城际交通需求增加。近年来，随着我国汽车产业的不断发展，小汽车价格下降，城市机动车保有量不断攀高，“城市行车难、停车难”等问题愈加严重。此外，城市交通问题所引发的空气污染、能源浪费、噪声污染等一系列问题，严重影响我国的经济发展和人民的生活水平，交通问题俨然成为城市发展的“瓶颈”制约问题。公共交通作为一种大容量、低能耗的交通方式，特别是地铁、BRT、轻轨等城市轨道公共交通，得到国内外众多交通学者的一致青睐，通过增强公共交通吸引力，使更多居民选择公交出行来取代小汽车出行，从而降低城市交通总需求量，使得交通需求增长与道路交通基础设施建设相协调，大力发展公共交通事业被认为是解决城市交通问题的有效途径之一。鉴于我国多数城市土地资源稀缺，同时全面实施快速公共交通（BRT）需要大量的财力物力，短时内实现十分困难。可以通过设置公交专用道、交叉口专用进口道和公交信号优先控制等方式，将非快速公共交通平稳过度到快速公交时期。本文基于上述认识，以构建符合城市道路网的公交信号优先控制系统为目标，以公交车辆信号优先控制方法体系为研究对象，针对公交车辆信号优先控制策略和优化模型展开研究。首先介绍公交信号优先的研究背景，分析目前常见的具有公交优先控制的信号控制系统，以及交叉口公交信号优先理论与方法的国内外研究现状，并对研究现状进行综合评述，明确本文研究目的和研究意义，确立本文研究的整体技术路线和主要研究内容。其次，基于排队理论，明确不同排队形式所适用的公交信号优先策略；基于交叉口空间-时间图，确定不同优先策略选择的决策边界条件；并考虑多申请之间存在冲突的情况，对公交信号优先策略选择方法进行详细研究。在前一章的基础上，引入动态规划理论，对多申请公交信号优先控制问题进行详细研究，进而建立模型并给出模型求解方法，提出多申请下公交信号优先控制逻辑流程图。最后，综合分析公交车辆和社会车辆利益，同时考虑公交车辆特殊的社会意义，根据双层规划理论，对公交优先下交叉口信号配时优化模型进行详细研究，同时对模型求解算法进行研究，并通过实例仿真对本文提出的方法进行验证。本文的交叉口公交信号优先控制策略及优化模型是对公交信号优先理论和方法的有益探索，为地面公交车辆实现时间优先提供一定的技术支持，进一步响应国家优先发展公交的政策。