近年在我国,随着汽车工业的快速发展,城市交通格局发生了巨大变化。在城市交通系统中,交叉口是道路网络中的关键节点,直接关系到道路的通行能力和运行效率。往往城市交通阻塞大都发生在交叉口,不仅导致了车流中断、事故增加、延误加重,还导致城市环境污染加剧。同时,由于我国地域和经济水平差别较大,导致各地的交通状况也有所差别。在这种背景下,本论文选择城市单点交叉口信号控制的核心内容——最佳信号周期的确定方法及其仿真研究作为主要研究内容,包括绪论、常用定时信号算法分析、定时信号配时方案研究、单点交叉口信号控制设计和仿真研究、优化设计研究和结论六个部分。本论文针对定时信号配时中常常采用的Webster算法进行了深入研究。通过单点交叉口的道路交通设计,利用Webster算法进行配时计算和延误计算。在VISSIM交通仿真软件中对设计交叉口进行仿真及评价,生成延误评价结果。将设计交叉口的计算和评价结果作为数据支持,进行对比,深入分析Webster方法的一些优缺点及其适用范围情况,总结出较适合Webster方法计算的交通情况。针对于Webster方法计算不太准确的饱和度高的交叉口,提出合适的周期时长计算方法。采用延误和通行能力作为优化双目标,其中性能指标的加权系数随交通需求的不同而变化,建立周期时长的优化设计模型,并利用MATLAB遗传算法和直接搜索工具箱来求解此模型的非线性问题。用哈尔滨和平路与民生路交叉口进行验证,根据交通调查数据,分别用Webster方法和优化方法进行计算,通过对比结果可知,优化方法可以一定程度上降低交叉口的总延误时间并提高通行能力,最后通过VISSIM软件仿真验证。