车路协同系统是通过出行者、智能车载设备以及智能路侧设备三者之间实时、高效的信息交互来达到保障交通系统行车安全、提高通行效率的目的,是目前道路交通领域的研究热点,也是未来智能交通的发展方向。交叉口是影响交通系统安全与效率的关键环节,也是车路协同需要研究的关键问题之一。无信号交叉口是常见的交叉口类型,但此类交叉口常存在路段内车速较快、视野狭窄等因素,使得驾驶员不能准确预测冲突车辆的具体位置及到达时间,从而导致其交通事故发生率高、通行效率低,因此解决无信号交叉口的安全和效率问题已成为迫在眉睫的交通需求。本文就车路协同系统中的无信号交叉口优化控制方法展开研究。论文基于车路协同系统的技术特点、无信号交叉口可接受间隙理论及道路使用权理论,设计了无信号交叉口控制系统,制定了车辆和路侧设备以及车辆和车辆之间的信息交互策略,确定了无信号交叉口的基本控制流程。论文针对交叉口通行效率问题,在保证车辆安全的前提下,设计了适应于不同交通流量的两种无信号交叉口优化控制方法：(1)设计了适用于交通负载较大的基于车速引导的无信号交叉口优化控制方法。该方法保留了传统信号控制用相位保证车辆安全的思想,利用速度引导模型及交叉口控制优化模型对虚拟信号配时进行优化,并将之转换为速度引导信息及路权信息发送给车辆。试验证明,该方法不仅能够解决信号交叉口“两难区”问题,还可以在保证车辆安全的前提下提高交叉口的通行效率。(2)设计了适应于交通负载较小的基于TdPN的无信号交叉口优化控制方法。该方法为了使交叉口交通资源被最大限度的利用,使车辆能够按其到达时间穿插通过交叉口,利用时延Petri网对车辆通过交叉口的过程进行建模,并依此建立交叉口车辆最快消散目标函数,采用递归方式求解车辆最优通过序列。试验证明,该方法在车流负载较小的情况下能够在保证安全的同时,获得很好的通行效率。论文利用已有的车路协同系统仿真平台预留接口,设计了基于HLA的无信号交叉口控制联邦,该联邦具有数据接收、处理及统计功能,为方法验证提供了有力的测试平台。在该平台上,验证了本文所设计的两种无信号优化控制方法的有效性,达到了论文预期的开发要求。