公交优先是缓解我国大中城市交通拥堵、交通能源消耗和污染物排放等问题的重要策略。北京、上海、南京等城市已积极开展公交专用道的规划、设计和建设,保证公交车辆的“路权优先”。但交叉口公交优先通行信号控制效果差,城市交叉口成为公交车辆运行线路上的重要瓶颈,适合于我国城市交通情境的公交优先信号控制方法亟需研究。论文首先通过公交GPS数据的筛选、地图匹配、投影校正等处理分析步骤,对公交车辆的行程时间、站点停靠时间、交叉口延误、行车速度等运行特性进行研究,掌握公交车辆的运行规律;其次,基于ARIMA模型,建立了公交车辆行程时间预测方法;以人均延误作为优化指标,建立了多相位交叉口的信号配时方法,兼顾了行人过街和社会车辆的通行需求,优化了交叉口的基本配时方案;最后,结合预测交叉口公交优先通行申请情况,建立了基于动态规划模型的多线路公交车辆优先申请决策方法,调整相位绿灯时长实现交叉口实时优先信号控制。论文选取南京市公交7路作为例,检验了本文提出的公交运行状态预测方法的有效性;通过设计算例,论文验证了基于人均延误的多相位交叉口信号配时方法和基于动态规划的多线路公交优先申请决策方法能够显著降低交叉口人均延误。