信号交叉口是城市道路的重要组成部分，其运行是否畅通直接关系到一个城市的交通运行状况的好坏。本文回顾了当前交叉口信号控制系统、通行能力以及交通仿真等方面的国内外研究现状，在对上述三方面研究情况的优缺点进行分析的基础之上，提出了本论文——基于驾驶员行为特性的双层平面信号控制交叉口研究。本论文在广泛收集资料、分析研究的基础上，提出双层平面信号控制交叉口的概念，分析研究信号控制作用机理以及通行能力的影响因素，建立基于驾驶员行为特性的双层平面信号交叉口通行能力计算模型，采用仿真技术和案例分析对模型进行验证。论文的研究对从根本上把握信号控制的双层平面交叉口的运行规律、优化城市交通流运行状态以及实现城市可持续发展具有重要的现实意义，同时对于扩宽交通工程相关领域的理论与方法体系具有一定的意义。本文的主要研究成果如下：1．提出一种新型的交叉方式——双层平面信号控制交叉口，双层平面交叉的型式根据上、下层平面交叉的类型可分为四种，分别为：十字型式（上）+十字型式（下）、环岛型式（上）+十字型式（下）、c、十字型式（上）+环岛型式（下）以及环岛型式（上）+环岛型式（下）。2．在详细研究驾驶员行为特性的基础上，运用系统工程的原理对驾驶员的出行路径进行科学定量描述，提出利用可变信息标志（VMS）中的信息诱导驾驶员正确选择出现路径，达到任一方向的车辆在任何时候都可通过交叉口（理论上）；3．突破对交叉口时空资源的理解，以往平面交叉的资源是“以时间资源换取空间资源”，立体交叉则是“以空间资源换取时间资源”，本文则提出“时空资源综合利用”的原则，在有限的时间和空间资源下，提高交叉口时空资源的利用效率；4．对双层平面信号控制交叉口提出新的信号控制原理——联动控制原理，将上下层交叉口的信号进行联动控制，采取独特的相位方案，保证交叉口内车流的连续性，并对信息转换的时机进行详细研究；5．在详细分析一般信号交叉口通行能力影响因素基础之上，对影响双层平面信号控制交叉口通行能力的因素（可变信息标志、临界点至分岔点的距离、横断面型式、信号配时等）进行详细分析，并通过模型修正系数K来表征其对通行能力的影响；6．综合分析当前交叉口通行能力的计算公式，选择接近实际、符合中国国情的计算公式作为本文研究的基础，在给定双层平面信号控制交叉口假定条件基础之上，建立双层平面信号控制交叉口三种型式的通行能力计算公式；7．对某交叉口的现状交通情况进行分析，并运用VISSIM仿真程序对本文提出的交叉口方案进行仿真运行，结果显示：本文提出的方案无论在通行能力的提高上还是停车的平均延误上都得到大大的改善，具有一定实用价值。