由于隧道是半封闭性空间，隧道内机动车排放的污染物严重影响着隧道内交通安全和司乘人员的健康，通过隧道的通风照明可以降低污染物浓度和减少对司乘人员的健康威胁，而隧道运营过程中的通风和照明产生巨大能源消耗，为了平衡隧道内安全与高能耗的关系，推进隧道的节能减排对于城市隧道运营管理具有积极意义。首先对重庆市城市隧道内的机动车速度、交通量、交通组成、CO浓度分布和隧道内风速等数据进行实地调研，分析掌握山区城市隧道的交通特点以及隧道内CO浓度分布特征，并运用主成分分析法确定隧道节能减排的主要影响因素。通过分析机动车排放的尾气及对人体健康的危害性，确定了以一氧化碳作为隧道内污染物浓度的主要控制对象，运用Coburn-Forster-Kane方程，以人体血液中的COHb含量占血红蛋白的2%建立隧道内CO浓度控制限值模型。从隧道内污染物质量守恒方程出发，建立CO浓度分布的偏微分方程，讨论了该方程的稳定性条件，分析模型灵敏度。并通过工程实例的运用检验了CO线源排放和FTCS格式的扩散模型在山区城市隧道应用的可行性。通过分析速度与排放因子的关系，建立不同车型比例条件下隧道内的推荐限速控制标准，并且研究了城市隧道内车速控制策略。以人机工效学、认知理论、交通工程学等理论为基础，详细探讨了隧道限速标志的设置，建立了适合城市隧道限速控制的设置方法。针对城市隧道的交通特性，对常规车流计算模型进行改进，对其参数取值进行修正，建立隧道通行能力计算模型，结合机动车CO线源排放模型和扩散模型，形成城市隧道的交通量推荐控制标准。并且研究了城市隧道在交通量控制情况下的交通组织管理方案；最后通过隧道通行能力与人车混行隧道交通量控制限值标准的对比分析，形成了城市隧道人行通道设计技术。