机动车数量的快速增长与城市道路的有限空间存在的矛盾造成了一系列交通问题。信号交叉口作为城市道路的重要节点,其运行效率很大程度上决定了城市交通的整体运行状态。信号交叉口的交通需求在时间与空间维度上均具有一定差异性,导致传统控制条件下信号交叉口时空资源利用率较低。现有的大多数交通控制策略主要通过交通信号来控制冲突交通流的通行时间与通行顺序,此类方法难以应对交通需求变化较大的情况,交叉口时空资源利用程度较低。为应对更加复杂的交通需求场景,提高交叉口运行效率,本文对基于动态车道的交叉口时空资源优化方法进行了研究。首先对信号交叉口时空资源配置特性进行研究。在预设交通条件下,分析了总量交通需求与转向交通需求波动条件下,交通信号控制与动态车道控制方法的时空资源优化特性。得出两种控制方式对于交叉口时空资源优化的差异性与各自适用的交通条件。在此基础上,研究了两种控制方式对于时空资源优化的互补效应,并对信号控制和动态车道的时空资源优化协同性进行分析,包括协同控制的可行性分析与协同控制效益的研究。研究结果表明,交通信号控制与动态车道控制方法具有各自效益范围,且存在适用条件的互补性,二者协同控制可以有效提高交叉口时空资源利用率,增加交叉口应对复杂交通需求条件的能力,有效提高了交叉口运行效率。其次对单点控制条件下动态车道时空资源优化方法进行研究。分析了动态车道运行所需的交通需求条件、道路渠化条件及交通信号条件,并对动态车道时空资源优化目标及优化策略进行研究。在考虑交叉口渠化与交通信号差异的条件下,提出了基于非线性整数规划的动态车道单点优化模型,并给出求解方法。此外研究了动态车道方案接驳方法,以解决实际工程应用中的方案过渡问题。随后对动态车道在干线协调条件下的时空资源优化方法进行研究。基于传统干线协调控制思想与动态车道控制方法的研究成果,分析了动态车道在干线协调条件下的应用可行性,提出了动态车道在干线协调条件下的优化目标与控制策略。在考虑干线车辆运行延误与协调绿波带宽的基础上,建立了多目标遗传算法的动态车道干线协调模型,并给出干线协调条件下该模型的应用方法。最后,对所提出的单点及干线协调条件下基于动态车道的交叉口时空资源优化方法进行案例分析。在单点案例中,研究了转向重交通流与公交优先两种情况下动态车道的应用效益。结果表明,所提出模型可以显著降低左转及右转重交通流条件下车辆运行延误,并提高特定交通条件下的公交优先程度。干线协调案例分析表明,所提出方法可以有效降低干线交叉口车辆延误,同时增加协调绿波带宽,提高干线协调能力。