随着城市化进程的逐步推进和汽车保有量的不断增长,城市交通道路通行的压力愈加明显,并引发了交通拥堵、尾气污染、通行安全等一系列问题。仅依靠传统的交通管理手段虽然可以在一定程度上缓解交通通行的压力,但作用力有限。随着城市交通控制（Urban Traffic Control,UTC）的快速发展,交通信号控制成为目前调节交通流运行的主要方式。在城市路网中,信号交叉口间的关联紧密,且大多数车流均集中在干线上,仅对单个交叉口的交通信号进行优化已不能满足城市交通的通行需求。因此,本文以干线协调控制为研究背景,在对干线交通信号的配时方法进行研究时,采用分层优化的思想提出了一种由路口控制层和干线协调层构成的双层干线信号协调控制策略,在路口控制层中完成对公共周期和绿灯时长的计算,在干线协调层中建立交叉口间的相位差关系,以改善干线交通的通行效率。针对目前大多数交通信号配时方法在对信号周期进行优化时仅以单个交叉口作为研究对象的问题,本文在路口控制层计算信号周期和绿灯时长时,对公共周期的可调整范围进行优化,并以车辆平均延误最小、通行能力最大为优化目标,建立基于双目标优化的公共周期计算模型。在干线协调层计算相位差时,本文在经典数解法的基础上提出了一种基于理想交叉口位置优化的数解法。此外,针对大多数求解相位差方法将车辆行驶速度视为常量的问题,本文考虑了车速分布对相位差设置的影响,利用基于信息熵和多属性决策的相位差优选方法,选取不同车速分布下的最优相位差,并对不同车速分布下的干线通行效果进行分析。在集成VISSIM和MATLAB的交通仿真平台中搭建干线交通模型,对本文提出的公共周期优化方法和相位差优化方法的有效性进行验证。仿真结果表明,相比F-B法和考虑交叉口间距的最大值周期法,本文提出的基于双目标优化的公共周期计算方法车辆平均延误分别降低了 12.4%、4.5%,总通行能力分别提高了 7.7%、2.2%。利用基于理想交叉口位置优化的数解法在此基础上对相位差进行优化,使干线方向的车辆平均延误、平均停车次数和平均排队长度分别降低了 4.6%、7.0%、4.8%。将不同车速分布下最优相位差的仿真结果进行对比,实验结果表明,方差σ越大,干线交通的通行效果越差,由此验证了车速分布对相位差具有一定的影响。