我国城市道路普遍存在混合交通现象，加上路网间距大、行人密度高、交通文明意识差等因素，国内道路交通条件同西方发达国家存在较大差异，反映在车队行驶离散规律上必然存在巨大不同。本文详细阐述了国内外关于车队离散特性的研究成果，并以此为基础针对国内城市道路交通条件进行了车队行驶离散规律的研究，得到了能够较好表现国内城市道路车队行驶离散规律的离散系数。由于车队行驶离散特性对协调控制效果的优劣有重要的影响作用，因此本文以车队行驶离散特性的研究为基础，对交通信号协调控制中两个重要部分即协调控制子区划分以及协调控制模型进行了进一步的改善性研究。本文以前人的研究成果为基础，针对现有控制子区划分方法对长距离交叉口划分不适用的问题，以车队离散特性为基础进行了协调控制子区划分方法的研究。并与基于关联度的子区划分方法相结合，提出了综合性的协调控制子区划分方法。并且通过算例分析验证了研究成果的实用性及有效性。干道交通信号协调控制在实际应用中往往出现协调效果达不到预期理想的问题，其中一个原因就是现有协调控制模型的建立缺乏对车队离散行驶特性因素的考虑。针对这一问题，论文以应用广泛的MAXBAND模型和MULTIBAND模型为基础进行了基于车队行驶离散特性的改善性研究。最终建立了基于车队离散行驶特性的MAXBAND改善模型和MULTIBAND改善模型。并通过算例分析对模型的改善效果进行了验证。论文最后以广州市南沙区环市大道西为实际案例，利用论文所得出的研究成果进行了交通信号协调控制方案的设计，并利用Vissim仿真软件进行了验证分析。结果证明应用本文研究成果得出的方案相对于已有研究成果建立的方案，平均停车次数和平均延误都降低了达20%。可见本文的研究成果对协调控制效果有明显的改善作用，具有较强的现实意义。