随着我国社会经济和城市化的快速发展,以及机动车保有量的不断增长,城市交通问题愈发严重。常见的交通问题有交通拥堵、交通事故增加、交通导致的环境恶化等,而交通能耗问题涉及人类未来发展的前途,因此也是一项不能忽视的重大问题。能源是人类社会赖以生存的必需品,而交通运输系统作为人类社会发展过程中的派生事物,不可避免的消耗大量能源。如何减少交通运输系统中的能源消耗,合理有效的利用有限的能源,将是一项系统复杂的研究内容。从宏观角度来看,城市路网是城市发展中的物理基础,同时也在城市交通运输系统运行中起着至关重要的作用,当在路网规划设计过程中充分考虑交通能耗的因素时,将有利于构造一个经济、环境可持续性发展的城市。从微观角度来看,关键信号交叉口的信号控制策略将会影响路网的交通流分配结果,进而影响路段和交叉口的负荷度,间接作用在汽车的行驶工况上,影响系统中交通流的能源消耗。基于此,本文着眼与宏观的城市路网结构和微观的交叉口信号控制策略,在既有研究成果的基础上,做了以下几方面工作：1、从交通能耗的角度出发,结合道路交通和复杂网络相关理论建立了路网总能耗等多项特性指标,通过运用以上特性指标对棋盘型、放射环型和带状型三种典型城市路网进行计算分析,并分别发现当路网各小区之间交通发生吸引量较小和较大时,三种类型路网的能源消耗程度,以及三种类型路网对交叉口和路段的依赖程度,还获得了三种类型路网的能源消耗临界值。2、在分析非信号控制交叉口冲突类型的基础上,建立了不同冲突类型下的饱和流率模型,结合排队论理论求解非信号控制交叉口的逗留时间。同时,结合车辆在信号控制交叉口的加减速行为,建立信号控制交叉口的逗留时间模型。综合信号控制和非信号控制交叉口的逗留时间模型对基于信息利用或经验利用的出行者最优行程时间路径选择行为进行建模,运用可行方向法对非线性规划问题进行求解,同时还建立了路网总行程时间等多项指标。同理对最优能源消耗路径选择行为进行建模,并建立相应的特征指标。3、在确定路网中关键节点的基础上,建立了路网信号控制策略评价体系,并分别给出其相应的计算方法。在对上述评价指标进行等级划分的基础上,运用层次分析对各信号控制策略方案进行评分。最后通过算例应用,证实了本文方法的可行性。