十九世紀(jì)工業(yè)革命的成功促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市的繁榮，交通工具的機(jī)械化和現(xiàn)代化則使得交叉路口作為城市交通的瓶頸日益凸現(xiàn)出來。根據(jù)英國學(xué)者韋伯思特（Webster V）和柯布（Cobber M）的著作記述，為保證各沖突車流能分時使用交叉路口和減少交通事故的發(fā)生，1868年在英國倫敦的威斯敏特街口安裝了一種紅綠兩色的臂板式燃?xì)庑盘枱?，從此揭開了城市交通信號控制的序幕。1918年，紐約街口安裝了一種手動的三色信號燈，首次出現(xiàn)了真正現(xiàn)代意義上的信號控制，這也是交通信號控制的雛形。
隨著社會的發(fā)展，城市車輛不斷增多，傳統(tǒng)的交通信號燈己不能滿足交通控制的需求，交通工程師開始尋求其它工程領(lǐng)域的技術(shù)來解決交通信號控制問題，由此帶來了交通控制技術(shù)的迅速發(fā)展。1926年，英國在沃爾佛漢普頓安裝了一種結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械式交通信號機(jī)，它通過電動機(jī)帶動齒輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)單時段定周期的紅綠燈切換，這種機(jī)械式的信號機(jī)首次實現(xiàn)自動控制，奠定了城市交通信號自動控制的基礎(chǔ)。
自動化的交通信號控制系統(tǒng)是由交通信號控制器控制紅綠燈的周期變化。早期的交通信號燈通過固定配時方式實行自動控制，這種方式對于早期交通流量不太大的交通需求曾發(fā)揮過一定的作用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，交通流量增加，交通流的隨機(jī)變化性相應(yīng)增強(qiáng)，單一模式的固定配時方式已不能滿足城市交通的客觀需求，于是，多時段多方案的信號控制器相應(yīng)出現(xiàn)，并逐步取代了傳統(tǒng)的單一控制模式的機(jī)械式控制器。這類控制器在一天的時間里備有幾種不同的配時方案，能夠按照交通流的變化規(guī)律，在不同的時間段選用不同的信號控制方案。當(dāng)交通流的變化規(guī)律比較明顯時，這種方式可以獲得良好的控制效果。多時段多方案定時控制器在長期的使用過程中不斷地改進(jìn)和提高，至今仍作為單交叉口的一種控制方式廣泛應(yīng)用于城市道路交通控制系統(tǒng)。
由于交通流具有連續(xù)運(yùn)動的特點，特別是當(dāng)兩個相鄰交叉口距離很近時各交叉口之間“各自為政”的孤立控制方式勢必造成頻繁停車和控制效果的下降。在此情況下應(yīng)考慮采用系統(tǒng)工程的思想進(jìn)行相鄰交叉口的協(xié)調(diào)控制。1917年，在美國鹽湖市開始使用聯(lián)動式信號系統(tǒng)，把六個交叉路口作為一個系統(tǒng)，以人工方式加以集中控制。1922年，美國休斯頓市建立了一個同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)以一個交通亭為中心控制十二個交叉路口，并使用了電子自動計數(shù)器。1928年，上述系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)，形成了“靈活步進(jìn)式”的定時系統(tǒng)，并很快在美國推廣普及。這種系統(tǒng)以后不斷改進(jìn)和完善，發(fā)展成為當(dāng)今的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。
交通信號的控制，從信號機(jī)由手動到自動，由固定周期到可變周期，控制方式由點控到線控和面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。1952年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計算機(jī)和交通檢測器實現(xiàn)了對交通信號機(jī)網(wǎng)的配時方案選擇式信號控制。1964年，加拿大的多倫多市建成了世界上第一個利用計算機(jī)進(jìn)行集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制的交通信號控制系統(tǒng)，作為城市交通控制系統(tǒng)發(fā)展的里程碑，這一系統(tǒng)使得城市交通信號控制的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段。進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代，隨著計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，交通流理論的不斷完善，以及交通運(yùn)輸組織與優(yōu)化理論和技術(shù)水平的不斷提高，交通管制中心的功能得到增強(qiáng)，控制手段和算法越來越先進(jìn)，形成了一批高水平有實效的城市道路交通控制系統(tǒng)。