面对日益严重的交通问题,国内外专家学者采取多种措施来缓解,其中,发展先进的城市道路交通管理与控制系统是解决目前交通问题的最佳选择之一。道路交通信号控制的类型多样,不同的信号控制系统有不同的信号方案优化算法和与此类算法相匹配的综合控制软件。相位差优化算法是区域信号方案优化和干线协调信号方案优化不可缺少的算法之一。道路交通信号控制的三个要素是相序、周期和绿信比,它们是单点路口信号控制的核心参数。根据交通流数据选择合适的参数,可提高单点路口的通行效率,若多个路口联控,则需加上相位差参数,即实现干线协调控制。区域信号控制常分为多个子区自适应控制,与干线协调控制一样,控制的终极目的都是使整个区域交通流总延误时间最小、总停车次数最少,因此信号控制参数的优化算法成为诸多学者的研究对象,但相位差的优化算法仍缺乏有效的研究成果,所以如何确定相位差让延误最小是本文研究的重点。最大绿波法和最小延误法是相位差求解的经典算法,最大绿波法通过令车流绿波带宽最大,以此保证车辆的行驶流畅;最小延误法通过建立相位差和车辆延误关系,求得延误最小时的相位差解。本文基于干线交通特性,根据路口距离、车速、流量、饱和流率、周期、绿信比和相位差等参数和变量,推导了单向车流延误时间的计算公式,再结合双向相位差与周期的关系,推导了双向车流总延误的计算公式。采用基于延误最小的相位差选择原则,由计算机根据爬山算法确定最佳相位差;并根据上述算法,确定了相位差优化算法中需要的路口物理常数、信号优化中间参数以及交通大数据交通流数据格式。基于以上理论,本文设计了相位差优化软件,先通过软件窗口输入路口物理常数和信号优化中间参数,再从下载的交通大数据文件中导入所需数据,结合相位差优化算法程序,最终由软件输出干线协调控制的最优相位差。最后,以实际协调控制系统的交叉口作为优化控制对象,把相位差优化软件算出的相位差值与实际应用中的较优经验值的一致性进行比较,验证了本文提出的相位差优化模型在减少车辆延误时间,提高行车效率等方面的可行性以及程序设计的正确性。