针对城市路网中交叉口车辆通行效率低下、交通信号控制策略难于满足输入路段上车流变化的问题，提出了一种基于时延赋色Petri网的交叉口交通流优化控制模型。建立路段车流、交叉口车流和交通信号控制的TCPN模型，再建立以交叉口输入路段车辆数最小为目标的车流优化方程。在假设信号周期固定的前提下，利用15个周期采集的交叉口输入、输出路段车辆数，求解满足优化目标的相位配时，确保交叉口输出车辆数最大，且输入路段上待通过车辆平均数最小。仿真结果表明，交叉口的通行能力显著提高，各输出路段上的车辆平均数分别增加了13.3%、9.7%、9.8%和4.3%。