Este documento propone un marco de optimización sostenible integrado que consta de tres módulos para optimizar las rutas de vehículos, los semáforos y las trayectorias de vehículos autónomos conectados a nivel de red. El módulo de guía de rutas determina las rutas óptimas para maximizar el rendimiento de la red. El módulo de optimización de señales ajusta dinámicamente los tiempos de los semáforos para mejorar la eficiencia de la red, y el módulo de planificación de trayectorias optimiza las aceleraciones de los vehículos para mejorar la comodidad del viaje y reducir el tiempo de viaje. Todos los módulos intercambian sus salidas inmediatamente en cada iteración. El marco de optimización se resuelve utilizando el algoritmo de Dijkstra, programación dinámica y programación lineal, con técnicas de linealización y descomposición empleadas para mejorar la eficiencia computacional. Específicamente, los módulos de optimización de señales a nivel de red y planificación de trayectorias se descomponen en subproblemas a nivel de intersección y a nivel de carril, respectivamente. El rendimiento y la escalabilidad del marco de optimización propuesto se demuestran mediante simulaciones experimentales, considerando diferentes densidades de tráfico y tamaños de redes viales. Los resultados muestran que el marco propuesto es efectivo para mejorar la eficiencia del tráfico y la sostenibilidad, incluyendo la comodidad del viaje y la demora en el viaje, en redes viales urbanas. Un análisis comparativo evalúa además la efectividad de cada módulo y revela el impacto significativo de la optimización de señales en la mejora de la eficiencia del tráfico, destacando su importancia en las redes viales urbanas.