Persaingan bidang teknologi yang pesat serta meningkatnya angka pertumbuhan dan mobilitas masyarakat khususnya dibidang tranportasi merupakan faktor inti yang mempengaruhi sistem kinerja lalu lintas, sehingga menumpuknya volume kendaraan atau kemacetan. Sebagaimana kasus kemacetan pada simpang empat bersinyal Gemangan, Sleman, Yogyakarta. Sistem pelayanan sinyal pada simpang tersebut masih menggunakan cara manual searah jarum jam. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa, mengevaluasi, dan memodelkan sebagaimana kinerja pada simpang tersebut. Metode yang digunakan dalam mengkaji permasalahan ini dengan pedoman Manual Kapasitas Jalan Indonesia 1997 dan pemodelan software PTV VISSIM Student Version, data yang digunakan yaitu volume jam puncak. Hasil analisis metode MKJI 1997 kondisi eksisting yaitu nilai arus lalu lintas total (Qtot) = 3101 smp/jam, derajat kejenuhan (DS) = 1,025, panjang antrian (QL) = 326 meter, tundaan (D) = 271 det/smp. Hasil pemodelan software PTV VISSIM kondisi eksisting yaitu panjang antrian (Qlen) = 143,5 meter, tundaan (VEHdelay) = 170,0 detik, dan tingkat pelayanan (Level of Service) = LOS F atau sangat buruk. Dengan hasil kondisi eksisting tersebut maka direncanakan alternatif guna memperbaiki kinerja simpang yaitu alternatif 1 perancangan ulang waktu siklus dan alternatif 2 penambahan lebar efektif dan perancangan ulang waktu siklus. Perencanaan alternatif tersebut diterapkan pada kedua acuan MKJI 1997 dan PTV VISSIM.