由于城市居民交通出行需求的不断增长,道路交通的方向性协调控制需求日益明显。为了实现城市交通信号控制的精细化,协调对象的选取不应停留在子区层面,而需要进一步细化到有向路径连线上。对此,本文以车辆轨迹数据作为数据支撑,以协调路径集作为研究对象,从协调对象的选取、协调模型的建立以及控制方案的评价等方面展开相关科学研究,着重区域协调路径集的构成与优选方法、面向区域协调路径集的信号控制模型、协调路径集控制效果的评价方法等。本论文的主要研究工作及研究成果如下:1)考虑控制区域内交叉口之间的方向性协调控制需求,通过定义协调路径、协调路径链与协调路径集,以及构成路径链的父路径与子路径,建立了一套可以反映出协调控制方向性需求的概念体系,并分析了协调路径链的计数方法;分别给出了利用轨迹数据和车牌识别数据的路径链生成方法,搭建VISSIM仿真平台,为后续研究工作提供数据支撑与方法验证。2)针对路网中车辆的轨迹分布,从路径链经过的交叉口数量（路径链长度）和所承载的交通流量的角度,分别制定了相应的协调路径集优选法则与流程;算例分析结果表明,该方法能够根据拟协调的交叉口数量和行驶路径流量,选出控制区域内流量较大的主要路径链,可进一步丰富控制子区与交叉口群的划分理论。3)考虑控制区域内交叉口之间的方向性协调控制需求,将协调路径集作为协调对象,基于NEMA双环相位结构建立信号控制模型,实现协调路径集的进一步优选,以及信号周期、信号相序、相位时间、相位差的综合优化;以协调路径的流量总和最大为目标,通过对各交叉口协调相位中心时刻点进行约束,求解最优信号控制方案;通过算例结果表明,该模型可以极大限度地保证了协调路径集的优化效果,满足路网中协调控制需求非对称性需求。4)考虑到路网交通运行状况与路段交通运行状况的联系,提出了一种基于路段权重系数的路网交通运行状况评价方法;通过定义权重系数,量化各个路段交通运行状况在整个路网中的权重大小,建立起路段、协调路径链、协调路径集和路网交通拥堵指数的联系;通过算例表明,该方法能更加科学合理地对当前协调路径集交通状态进行判别,为协调路径集控制效果提供了一种新的评价方法。