近年来,随着国内经济的高速发展和城镇化进程的加快,城市交通拥堵问题日益严重。交通拥堵制约着整个城市的经济发展,解决城市交通拥堵问题已刻不容缓。由于路口是城市道路的交叉点,交通拥堵往往发生在该处,因此对交叉路口交通信号控制方法的深入研究有着十分重要的意义。由于城市路网中交通状况的随机性、非线性和动态性,原有的交叉路口交通信号控制方式已经不能解决现在的交通拥堵问题,在这种情况下,将智能控制系统应用于交通信号控制中为解决城市交通问题提供了十分有效的手段。本文将交叉口的车辆平均延误时间作为评价指标,将模糊控制理论和Markov理论应用于交叉路口交通信号控制系统中,设计了多相位基于Markov模型的模糊控制系统,并对城市交叉路口交通信号控制的问题进行分析解决。具体研究内容如下:首先,本文介绍了交叉路口信号控制以及模糊控制基本理论。其次,将模糊控制方法应用于城市交叉路口多相位控制中,使用模糊控制方法对交叉路口进行交通信号控制,以车辆平均延误时间为性能指标,详细设计模糊控制方法的实现过程,通过Matlab实验平台进行仿真,将模糊控制方法和传统控制方法进行对比分析。再次,本文针对经典模糊控制方法的不足,结合Markov理论与模糊控制理论,对模糊控制方法进行改进,提出一种基于Markov模型的两级模糊控制方法对交叉路口多相位进行控制,以车辆平均延误时间为性能指标,详细设计该控制方法中各个控制模块的实现过程,并通过Matlab实验平台进行仿真,验证改进后的模糊控制方法在交叉路口交通信号控制中的优越性。最后,本文利用VISSIM软件搭建南关什字仿真路网,对设计方案进行微观仿真,结果表明经优化后的配时方案能够更好的改善交通拥堵状况。