信号控制道路交叉口交通延误是评价信号交叉口服务水平和车辆运行效率的重要度量指标，它综合反映了车辆通过信控交叉口的受阻程度、司机的不舒适性以及车流平均行驶损失时间和车辆的油耗，还反映出信号周期的设计和控制以及管理是否合理。因此，交通延误模型的建立和分析对于信控交叉口服务水平、信控参数设计和规划有着重要意义。针对目前大多数信控道路交叉口交通延误模型是基于交叉口一个进口方向延误分析的特点，文中提出了信控交叉口各个进口方向在同一个信号周期内的期望交通延误分析计算方法。本论文通过对城市信号控制交叉口车辆到达交叉口过程和驶离交叉口的运行特性的讨论，详细分析车辆通过最大排队断面到达停车线及通过停车线的运行规律之后，针对信控道路交叉口在一个信号周期各相位同时处于非饱和与饱和状态下，分别推导建立了能够体现交叉口期望交通延误与信号控制参数、车辆到达率、车辆排队长度等参数之间的动态关系的新的与车辆车头时距相关的微观交叉口交通延误模型。通过对交叉口延误模型在非饱和流与饱和流状态下的车头时距分析，使得交通延误模型在计算方面更具有操作性，利用两个算例说明了新建立的期望交通延误模型计算方法。最后，论文以长沙市解放西路与建湘路信号控制道路交叉口为实例应用文中提出的信控交叉口交通延误模型进行计算，并与点样本法停车延误值、HCM2000法控制交通延误值的计算结果比较，表明推导模型在信控交叉口交通延误计算分析中具有较好的精确度和适用性，为进一步研究交通信号自适应控制方法和建立交通信控参数优化的性能指标函数具有重要意义。