城市交叉口交通信号优化控制方法
摘要：随着人们生活水平的不断提高，车辆保有量持续增加，城市交通拥堵情
况日益严重，交通信号的控制对缓解交通压力的具有重要作用，所以本文主要探
讨了城市交叉口交通信号优化控制方法，以此减轻城市交通压力，促进我国城市
交通的稳定发展。
关键词：城市交叉口；交通信号；优化控制；方法
目前各类交通工具不断增多，形成较为复杂的城市交通网，给城市交通带来
了较大的交通压力，若不能有效地管理交通，就会造成较为严重的交通拥堵情况，给城市发展带来不利影响。交通信号控制主要用于交叉路口车辆调度，传统的信
号灯控制方法比较单一，比较死板，对环境的适应情况比较差，导致交叉路口的
车辆调度较差，所以还应采取合理的方式，对城市交叉口实施有效的交通信号控
制方法，提高交叉口的车辆调度效率，达到有效缓解交通压力的目的。因此本文
在此提出一种城市交叉口交通信号控制方法。
1信号控制问题
每个城市交通路口都需要设置相关信号控制设备，假设所有的信号设备中都
安装一个传感器，为了监视交叉路口，指挥中心也需要设置传感器，而且传感器
的数量应达到W个，在观测过程中，没有其他因素进行干扰，且对于不同时间段的信号切换，其消耗的时间，可以忽略不计。所以针对信号控制问题，做出以下
描述：（1）用集合S={S1，S2，S3......Sm}表示控制控制资源m个。（2）用集合
O={O1，O2，O3.........On}表示交叉路口n个。（3）用集合T={T1，T2，https://www.doczj.com/doc/3c15084448.html,}表示交通信号控制分的时间段。（4）并采用φ｛φ（i，j，k）｝策略进行有效城
市交叉口的交通信号控制，其中，i代表第i个交叉路口，j代表第j个监控设备。 2交通信号优化控制方法的实现
2.1前沿驱动优化
在对城市交通信号优化控制过程中，可以采用前沿引导控制算法，通过对这
种方法的合理利用，改变传统的交通信号控制方法，实现交通信号的优化控制，
但是在实际情况下，最优控制方法适应性不强。所以本文提出Pareto的前沿驱动
粒子群优化算法，该算法的适应性更强，利用该算法进行交通信号优化控制，为
满足交叉路口的通行，先至少提出一种交通信号控制方案，然后提出不同的交通
信号控制方法，并计算最优通行能力控制，进而提出一种最优的交通解决方案。
前沿算法按照一定的流程进行计算，具体的流程如下图所示。
图1：前沿算法流程
2.2延迟分组控制机制
采用前沿算法对交叉口交通信号优化控制后，延迟分组控制也至关重要。所
以在延迟分组控制过程中，交通信号的优先级合理确定是延迟分组控制的关键环节，在确定控制信号的优先级后，还应对信号资源进行合理的分配，一般需要按
照交通信号的先后顺序进行。在交通信号控制过程中，需要先确定控制信号的优
先级，在确定后，应根据初始时间，对过程冲突时间进行合理的调整，进而确定
过程中冲突时间。一般情况下，整个控制工作，就是任务间的冲突时间。由于交
通灯期峰值对交通控制系统具有一定的约束，所以为了保证交通信号控制正常的
运转，还应满足交通灯期峰值功率，在此种条件下，还应采取合理的措施，最大
限度的将得交通信号控制过程中产生的能耗，以此节省能源，降低成本比。
城市道路交通信号控制方式适用规范1范围 本标准规定了不同信号控制方式的适用基本原则、多相位控制方式设计原则以及采用不同控制方式的技术-经济评价方法。 本标准适用于城市道路交通信号控制方式的设计和建设。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GA/T 509-2004城市交通信号控制系统术语 3术语和定义 GA/T 509-2004中确立的术语和定义适用于本标准。 4单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式适用基本原则单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式均应根据交通需求和道路条件选定，并需进行技术-经济评价。 在选用某种控制方式时，宜采用计算机仿真技术进行分析比较和配时方案的优化。 4.1单点多时段定时控制方式适用原则 单点多时段定时控制方式是最基本、最经济的控制方式。 当交通状况符合总体流量稳定、变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式。 4.2单点感应控制方式适用原则
4.2.1当单点控制的交叉口交通状况变化比较频繁且没有规律时，宜采用单点感应控制。 4.2.2单点感应控制一般在交叉口进口车道设置检测器或在人行横道线前设置行人按钮，信号配时参数可随检测到的信息而改变。 4.2.3单点感应控制分为半感应控制和全感应控制。 在支路流量比较小的信号控制交叉口或路段的人行横道处，可采用半感应控制。在支路上设置检测器或在人行横道处设置行人按钮，根据是否有交通需求而确定是否运行该相位，并根据交通需求情况确定相应相位时间。 在各进口流量相近，且变化较为频繁的信号控制交叉口宜采用全感应控制方式。若单个路口信号机有能力根据检测的实时交通状况进行配时优化，也可实现单点优化控制。 4.3线协调控制方式适用原则 4.3.1当需要在单点控制的基础上扩大控制范围，对若干连续交叉口形成的线路上进行协调控制以提高整体通行效率时，可采用线协调控制方式。 4.3.2采用此种控制方式时，针对若干连续交叉口设计一种相互协调的配时方案，通过时钟同步，各交叉口的信号机按预设方案协调运行。 4.3.3线协调控制方式应考虑相邻交叉口的距离。通常若路口间距离大于800 m以上时，会降低路口间的协调效果。 4.3.4线协调控制通常采用无电缆线协调控制方式。 交通状况符合总体流量稳定、变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式，但不能适应随机性较强的交通。 采用此种控制方式，宜进行事前交通调查，根据调查结果设定控制参数，并应根据交通变化情况适时调整控制参数，以取得较好的控制效果。 无电缆线协调控制方式若适当设置检测器，应用感应控制，可根据交通需求调整绿信比，提高控制效果。 4.4区域协调控制方式适用原则
交通信号控制优化服务解决方案 1概述 交通信号控制优化服务是借助专业团队对交通信号控制方面进行挖掘，以更加有效地缓解目前由于机动车数量过快增长而造成路网交通运行压力增大，道路硬件资源增长严重失衡这一问题。具体服务内容包括： ?对交通信号控制理论及相关技术进行总结，规范信号优化工作流程，落实责任，建立统一化与个性化相结合的交通信号管理模式，保证交通信号合理运行，满足各种条件下道路交通参与者的通行需要。 ?通过对相关路口进行周期性调查，及时发现存在不足并予以改善、跟踪，从而不断提高其运行水平。 ?通过路口排查和调研，对有条件进行协调控制的路口设计协调控制方案，降低协调控制路口的行车延误，提高交叉口服务能力。 ?以周报、月报和专项分析报告总结归纳工作开展情况及完成效果，有计划性的回检评价历史优化路口，提炼可取之处及考虑不周的地方，对未来将有可能发生变化的交叉口或路段有一定预测性。 2服务内容 2.1交通信号管理基础工作 （1）交通信号控制理论及相关技术总结 交通信号控制理论及相关技术的总结包括对交通信号控制相关理论的总结和对现今主流信号控制模式及方法的总结2部分内容。 ?对交通信号控制相关理论的总结 包括对信号控制涉及的相关参数的总结、对通过能力的总结及对信号路口对车流停滞作用的总结3部分内容。 ?对现今主流信号控制模式及方法的总结 包括对单点信号控制模式与方法的总结、对交通信号子区划分的模式与方法的总结、对主干道交通信号协调控制模式与方法的总结、对同类型交通信号路口协调控制模式与方法的总结、对长距离交通信号协调控制模式与方法的总结以及
对区域协调控制模式与方法的总结六大类涵盖点、线、面三个层次的信号控制与协调方法的相关技术理论的总结。 在对交通信号控制相关理论的总结基础上，根据各地市信号路口特点，重点对适用该地信号控制特点的信号控制模式及方法进行总结。 ?单点信号控制 主要包括单点定时信号控制、单点感应信号控制和单点自适应信号控制三种方式。针对信号控制路口常用的单点信号控制方法有Webster等方法。 ?交通信号子区划分 主要基于距离原则、车流特征原则、周期原则的子区划分原则及其相关的关联度判断方法、合理周期范围判断方法的划分方法总结。 ?主干道交通信号协调控制 主要包括单向绿波协调控制、对称双向绿波协调控制、非对称双向绿波协调控制的方法。针对不同地市信号控制路口不同的流量特征可选用相对应的主干道信号协调控制方法。 ?同类型交通信号路口协调控制 主要针对信号路口饱和度同类型及其基础上的潮汐特征同类型进行交通信号路口同类型的判定分析，归纳与其相对应的信号控制适用方法。 ?长距离交通信号协调 主要对相邻路口间距离较长的信号路口及交通信号路口数较多的整体距离较长的协调控制方法进行研究，针对长距离交通信号协调的分类归纳相对应的协调模式及方法。 ?区域协调控制 交通区域协调控制是二维上的控制，它通过将绿波协调控制的路口利用组合叠加的方式，对各信号控制路口的信号周期、绿信比以及路口间的相位差进行优化，以减小延误、提高路网通行效率的信号控制方法。当前交通信号区域协调控制的方法主要可以分为结合调控的协调方法、基于延误的协调方法和基于绿波带优化的协调方法。 通过全面深入的了解信号控制的基础理论及信号控制主流模式及技术方法，掌握前沿技术，归纳出适用性强的主流核心技术规范，为交通信号控制优化提供
我国城市交通信号控制的现状与发展 二零一二年四月
本论文的背景和意义 背景：我国近年城市交通信号控制的情况 意义：1、减少交通事故，增加交通安全。 2、缓和交通拥挤、堵塞，提高运行效率。 3、节约能耗，降低车辆对环境的污染。 本论文的主要内容 分析我国城市交通信号控制的现状、存在问题以及发展趋势。 本论文的结构安排 本论文主要分为两大部分： 第一部：分分析我国交通信号控制的现状以及存在问题； 1、我国城市交通状况 2、城市交通信号控制系统应用现状 3、国内交通信号控制系统问题分析 第二部分：分析我过交通信号控制的发展趋势。 1、交通系统的发展历程 2、我国一些城市的发展计划和目标
正文 第一部分：分析我国交通信号控制的现状以及存在问题 1、我国城市交通状况 我国城市交通面临的总体形势：城市化势头迅猛、机动车拥有量增长迅速、道路交通基础设施落后、交通结构和路网结构不尽合理、市民的交通法规意识和交通安全常识缺乏，交通管理措施不完善、管理效率低下、城市交通拥挤严重、社会消耗巨大、交通事故多发、汽车废气对城市环境污染严重。因此，在对我国城市交通目前的状况进行全面把握和详细解剖的基础上，探索解决我国城市交通问题行之有效的办法，展望城市道路交通的发展趋势和特点，探讨适合我国城市道路交通特点的道路交通管理发展战略，具有重要意义。而交通控制实际上属于交通管理的范畴，交通控制是交通管理的某一表现方式。 将城市道路互相连起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。交叉口的通行能力又是决定道路通行能力的关键所在，对城市交通网络的交叉口信号控制系统进行协调优化控制，对提高道路通行能力和服务水平具有重要意义。 2、城市交通信号控制系统应用现状 交通控制的发展经历了点控、线控和面控3个阶段。把控制对象区域内全部交通信号的控制作为一个交通控制中心管理下的整体控制系统，是单点信号、干线信号和网络信号系统的综合控制系统。 随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断完善，交通运输组织与优化理论的不断提高，世界上出现了多种城市交通信号控制系统——澳大利亚的SCATS系统、加拿大的RTOP系统、英国的TRANSYT系统和SCOOT系统、美国的UTCS-3GC系统以及ASCOT系统，其中TRANSYT系统、SCOOT系统和SCATS系统正在实践中取得了较好的应用效果，并在世界上很多城市得到广泛应用。 3、国内交通信号控制系统问题分析 上个世纪八十年代至今，北京、上海、天津、沈阳、南宁等中大城市先后引进SCOOT、SCATS、TELVENT等先进的城市交通控制系统，迄今国内已经有30多个城市引进类似系统。本土企业如青岛海信、上海宝康等自1990年后也先后进行了交通信号系统的研发，但总体的技术指标和应用范围与国外系统仍有一定差距。 交通信号系统建设工程是一项投资大、周期长和社会公益性强的系统工程，但目前无论是建设中国本土系统还是引进国外先进系统，许多城市建成后投入应用的城市交通信号系统普遍存在效能发挥不佳、使用不方便、经济效益差等问题，究其原因，排除系统产品本身的质量和功能因素外主要涉及一下几个方面： 1、轻视前期调查。交通调查和基于交通调查数据的交通工程设计是交通信号系 统是否个性化、适应性和效能发挥的关键性工作。遗憾的是，相对信号配时设计，中国内陆城市交通管理者和系统设计施工者对设计前期的交通现场调查、交通流组织、交通流量等分析工作普遍认识不足、重视不够。对交通调查的方法、内容、时间和数据分析缺乏针对性和系统性，导致受控区域的交
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
1交通信号控制系统概述交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协 1.1调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。 必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。 NATS交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。 从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NATS系统和路口交通信号控制机的研制开发。 该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。 NATS交通信号控制系统特点： 适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；系统支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种软件平台（WINDOWS 98/NT/2000/XP）；支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录仪…）；支持多种系统互联（电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违章捕捉系统、信息管理系统…）；系统配置灵活、裁剪方便；支持远程控制和维护；支持多种通信方式（光缆、电话线、GPRS/CDMA无线通信、城域网…）；系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。 1.2系统结构 1.2.1系统控制应用层结构NATS交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构： 中心控制级，区域控制级，路口控制级（参见下图）。
中心控制级区域控制级1区域控制级2路口控制级路口控制级路口控制级区域控制级N 1.2.2系统基本结构区域监控台动态地图板室内信息板违章捕捉仪区域控制计算机数据通信控制机(光端机)光纤(光端机)(光端机)路口信号机…(光端机)(光端机)路口信号机室外情报板…室外情报板交通信号灯车辆检测器其中： 区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128个外部设备，如果外部设备超过128路，可采用多台区域控制计算机。 区域监控台用作交通工程师工作台，实时显示被控区域内的交通状态和信息，下达人机会话命令；数据通信控制机为区域控制计算机与户外设备提供通信通道；路口信号机负责采集、处理、传送交通信息，控制路口信号灯色；环形线圈检测器和微波检测器安装位置可分布在路口或者路段；动态地图板实时显示被控区域内的交通状态。 1.3系统功能 1.3.1系统三级控制功能1）中心控制级监控整个系统的运行；协调区域控制级的运行；具备区域控制级的所有功能。 2）区域控制级监控受控区域的运行；对路口交通信号进行协调控制； 对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；监视和控制区域级外部设备的运行；进行交通流量统计处理。 3）路口控制级控制路口交通信号灯；接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；具有单点优化能力。 4）终端控制为了方便灵活地控制系统，系统可挂接终端控制计算机（工作站），终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能，终端控制计算机既可以是本地的（如放在管控中心），也可以是远程的（如在任何地方通过公安网进行控制）。 1.
城市交叉口交通信号优化控制方法 摘要：随着人们生活水平的不断提高，车辆保有量持续增加，城市交通拥堵情 况日益严重，交通信号的控制对缓解交通压力的具有重要作用，所以本文主要探 讨了城市交叉口交通信号优化控制方法，以此减轻城市交通压力，促进我国城市 交通的稳定发展。 关键词：城市交叉口；交通信号；优化控制；方法 目前各类交通工具不断增多，形成较为复杂的城市交通网，给城市交通带来 了较大的交通压力，若不能有效地管理交通，就会造成较为严重的交通拥堵情况，给城市发展带来不利影响。交通信号控制主要用于交叉路口车辆调度，传统的信 号灯控制方法比较单一，比较死板，对环境的适应情况比较差，导致交叉路口的 车辆调度较差，所以还应采取合理的方式，对城市交叉口实施有效的交通信号控 制方法，提高交叉口的车辆调度效率，达到有效缓解交通压力的目的。因此本文 在此提出一种城市交叉口交通信号控制方法。 1信号控制问题 每个城市交通路口都需要设置相关信号控制设备，假设所有的信号设备中都 安装一个传感器，为了监视交叉路口，指挥中心也需要设置传感器，而且传感器 的数量应达到W个，在观测过程中，没有其他因素进行干扰，且对于不同时间段的信号切换，其消耗的时间，可以忽略不计。所以针对信号控制问题，做出以下 描述：（1）用集合S={S1，S2，S3......Sm}表示控制控制资源m个。（2）用集合 O={O1，O2，O3.........On}表示交叉路口n个。（3）用集合T={T1，T2，https://www.doczj.com/doc/3c15084448.html,}表示交通信号控制分的时间段。（4）并采用φ｛φ（i，j，k）｝策略进行有效城 市交叉口的交通信号控制，其中，i代表第i个交叉路口，j代表第j个监控设备。 2交通信号优化控制方法的实现 2.1前沿驱动优化 在对城市交通信号优化控制过程中，可以采用前沿引导控制算法，通过对这 种方法的合理利用，改变传统的交通信号控制方法，实现交通信号的优化控制， 但是在实际情况下，最优控制方法适应性不强。所以本文提出Pareto的前沿驱动 粒子群优化算法，该算法的适应性更强，利用该算法进行交通信号优化控制，为 满足交叉路口的通行，先至少提出一种交通信号控制方案，然后提出不同的交通 信号控制方法，并计算最优通行能力控制，进而提出一种最优的交通解决方案。 前沿算法按照一定的流程进行计算，具体的流程如下图所示。 图1：前沿算法流程 2.2延迟分组控制机制 采用前沿算法对交叉口交通信号优化控制后，延迟分组控制也至关重要。所 以在延迟分组控制过程中，交通信号的优先级合理确定是延迟分组控制的关键环节，在确定控制信号的优先级后，还应对信号资源进行合理的分配，一般需要按 照交通信号的先后顺序进行。在交通信号控制过程中，需要先确定控制信号的优 先级，在确定后，应根据初始时间，对过程冲突时间进行合理的调整，进而确定 过程中冲突时间。一般情况下，整个控制工作，就是任务间的冲突时间。由于交 通灯期峰值对交通控制系统具有一定的约束，所以为了保证交通信号控制正常的 运转，还应满足交通灯期峰值功率，在此种条件下，还应采取合理的措施，最大 限度的将得交通信号控制过程中产生的能耗，以此节省能源，降低成本比。
第六章交通信号控制理论基础 经过调查统计发现，将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。一般而言，交叉口的通行能力要低于路段的通行能力，因此如何利用交通信号控制保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行效率引起了人们的高度关注。 交通信号控制是指利用交通信号灯，对道路上运行的车辆和行人进行指挥。交通信号控制也可以描述为：以交通信号控制模型为基础，通过合理控制路口信号灯的灯色变化，以达到减少交通拥挤与堵塞、保证城市道路通畅和避免发生交通事故等目的。其中，交通信号控制模型是描述交通性能指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比和信号相位差），交通环境（车道饱和流量等），交通流状况（交通流量、车队离散性等）等因素变化的数学关系式，它是交通信号控制理论的研究对象，也是交通工程学科赖以生存和发展的基础。 本章主要针对建立交通信号控制模型所涉及到的基本概念、基本理论与基本方法，对交通信号控制的理论基础进行较为全面深入的阐述。 6．1交通信号控制的基本概念 城市道路平面交叉口是道路的集结点、交通流的疏散点，是实施交通信号控制的主要场所。根据交叉口的分岔数平面交叉口可以分为三岔交叉口、四岔交叉口与多岔交叉口；根据交叉口的形状平面交叉口可以分为T型交叉口、Y型交叉口、十字型交叉口、X型交叉口、错位交叉口、以及环形交叉口等。 6．1．1交通信号与交通信号灯 交通信号是指在道路上向车辆和行人发出通行或停止的具有法律效力的灯色信息，主要分为指挥灯信号、车道灯信号和人行横道灯信号。交通信号灯则是指由红色、黄色、绿色的灯色按顺序排列组合而成的显示交通信号的装置。世界各国对交通信号灯各种灯色的含义都有明确规定，其规定基本相同。我国对交通信号灯的具体规定简述如下：对于指挥灯信号： 1、绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行； 2、黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人，可以继续通行；
交通信号控制优化服务解决实施方案
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交通信号控制优化服务解决方案 1概述 交通信号控制优化服务是借助专业团队对交通信号控制方面进行挖掘，以更加有效地缓解目前由于机动车数量过快增长而造成路网交通运行压力增大，道路硬件资源增长严重失衡这一问题。具体服务内容包括： ?对交通信号控制理论及相关技术进行总结，规范信号优化工作流 程，落实责任，建立统一化与个性化相结合的交通信号管理模式，保证交 通信号合理运行，满足各种条件下道路交通参与者的通行需要。 ?通过对相关路口进行周期性调查，及时发现存在不足并予以改善、 跟踪，从而不断提高其运行水平。 ?通过路口排查和调研，对有条件进行协调控制的路口设计协调控 制方案，降低协调控制路口的行车延误，提高交叉口服务能力。 ?以周报、月报和专项分析报告总结归纳工作开展情况及完成效果， 有计划性的回检评价历史优化路口，提炼可取之处及考虑不周的地方，对 未来将有可能发生变化的交叉口或路段有一定预测性。 2服务内容 2.1交通信号管理基础工作 （1）交通信号控制理论及相关技术总结 交通信号控制理论及相关技术的总结包括对交通信号控制相关理论的总结和对现今主流信号控制模式及方法的总结2部分内容。 ?对交通信号控制相关理论的总结 包括对信号控制涉及的相关参数的总结、对通过能力的总结及对信号路口对车流停滞作用的总结3部分内容。 ?对现今主流信号控制模式及方法的总结 包括对单点信号控制模式与方法的总结、对交通信号子区划分的模式与方法的总结、对主干道交通信号协调控制模式与方法的总结、对同类型交通信号路口协调控制模式与方法的总结、对长距离交通信号协调控制模式与方法的总结以及
城市道路智能交通信号控制系统 智能交通信号控制系统是城市道路交通管理系统中对交叉路口、行人过街，以及环路出入口采用信号控制的子系统，是运用了交通工程学、心理学、应用数学、自动控制与信息网络技术以及系统工程学等多门学科理论的应用系统。 主要包括交通工程设计、车辆信息采集、数据传输与处理、控制模型算法与仿真分析、优化控制信号调整交通流等。国内外各大中城市已有的交通信号控制系统就是根据不同环境条件，基于各自城市道路的规划和发展水平建立起来的。 国家重点基础研究规划（973）项目“信息技术与高性能软件”中设立的二级课题“城市交通监控系统”，结合我国城市交通发展的特点，确定了建立实时自适应的城市道路智能交通信号控制系统的智能化管理的发展方向。 智能交通信号控制系统的基本组成 智能交通信号控制系统的基本组成是主控中心、路口交通信号控制机以及数据传输设备。其中主控中心包括操作平台、交互式数据仓、效益指标优化模型、数据（图象）分析处理等。具体结构框架见下图。
城市道路智能交通信号控制系统框架 智能交通信号控制系统的核心 智能交通信号控制系统的核心是控制模型算法软件，是贯穿规划设计在内的信号控制策略的管理平台，体现着交通管理者的控制思想，它包括信号控制系统将起到的作用和地位。 目前，国内外已应用的信号控制系统大多是以优化定周期方案、优化路口绿信号配比以及协调相关路口通行能力为基础的，是根据历史数据和自动检测到的车流量信息，通过设置的控制模型算法选取适当的信号配比控制方案，是被动的控制策略。 应用较多的核心软件即效益指标优化模型的是英国运输和道路研究所（TRRL）
研制的SCOOT系统（Split Cycle Offset Optimization Technique）和澳大利亚悉尼为应用背景开发的SCATS系统 (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System),他们是动态的实时自适应控制系统的早期代表，也是未来一个时期交通信号控制系统智能化发展的开发基础。 随着网络技术的发展，交互式控制策略使信号控制由感控到诱导实现了真正的智能，交通信号控制系统不仅可以检测到车流量等交通信息参数，调控路口绿信号配比，变化交通限行、禁行等指路标志，还可以根据系统联接的数据仓完成与交通参与者之间的信息交换，向交通参与者显示道路交通信息、停车场信息，提供给交通参与者合理的行驶线路，以达到均衡道路交通负荷的主动的控制策略。 尤其重要的是计算机网络技术和数字化使数据传输和信息利用得到了可靠保证。可以说，城市道路智能交通信号控制系统是城市道路交通管理随着信息产业技术迅猛发展的综合产物。 交通信号控制系统的主要术语和参数 周期：是指信号灯色发生变化，显示一个循环所需的时间，也称周期长，即红、黄、绿灯时间之和。 相位：即信号相位，是指在周期时间内按需求人为设定的，同时取得通行权的一个或几个交通流的序列组。 相位差：具有相同周期长的相关路口，在同方向上的两个相关相位的启动时间差，称为相位差。 绿信比：是指在周期长内的各相位绿灯时间与周期长之比。 饱和流量：是衡量路口交通流施放能力的重要参数，通常是指一个绿灯时间内的连续通过路口的最大车流量。 流量系数：是实际流量与饱和流量的比值。既是计算信号配时的重要参数，又是衡量路口阻塞程度的一个尺度。 绿灯间隔时间：是指从失去通行权的相位的绿灯结束，到下一个得到通行权的相位绿灯开始所用的时间。 有效绿灯时间：是指被有效利用的实际车辆通行时间。它等于绿灯时间与黄灯
优化道路交通信号灯设置努力提高城市道路通行效率 交通信号灯是在交通流有冲突的交叉口或路段，用于在时间和空间上给不同方向交通流分配通行权的一种交通控制和指挥的设施，交通信号灯轮流显示不同的灯色（红色、黄色、绿色）来指挥不同方向交通流的通行或停止。1868年，英国伦敦安装使用了世界上第一台交通信号灯，揭开了城市交通信号灯控制的序幕，经过近百余年的发展，交通信号灯在世界各国交通管理中得到广泛应用，在缓解道路交通拥堵、减少交通事故、改善交通环境等方面发挥着无可替代的重要作用。 交通信号灯在交通管理中的广泛应用，相对其他交通控制方式而言，交通信号灯体现出诸多优势，如交通信号灯通过颜色的变换明确告知驾驶人路权分配情况，不需驾驶人作出自主判断，合理分配通行路权，对交叉路口进行有效的控制和管理，对相互冲突的交通流进行有效的分配和控制，减少交通事故的发生等等；但其效能也不是万能的，交通信号灯给我们带来诸多便利的同时，其本身也存在一定的不足，如交通信号灯的工程造价以及维护费用相对较高，加大低交通量交叉路口的通行延误时间，不合理的信号配时可能会存在反作用，降低通行效率，有可能增加追尾事故等等。因此交通信号灯设置和使用应当综合考虑多方面因素，扬长避
经过科学判断和正确设计，能够合理设置和运行的交通信号灯，可以兼有改善交通安全的效果，但交通信号灯的主要目标和功能是使各方向交通有秩序、高效率的通行。如果交通信号灯只被看成一种纯粹的交通安全设施，仅仅是为了交通安全而盲目设置，往往会带来很多反面效应，国内外的一些研究表明，在不合理的地点设置交通信号灯，会出现相邻道路无车辆通行，但驾驶人却需要长时间等候交通信号，增加交通延误，通行效率降低，也造成能源的消耗和运行费用的浪费，而当驾驶人在相当长的时间内并未看到相邻道路有车辆通行，往往会引起故意或无意的闯红灯，从而增加发生交通事故的可能性，信号灯控制交叉路口的交通事故，多发生在交通流量较低的交叉路口，或是交通量较低的时段内。 因此，我们在交通管理实际工作中，必须要正确理解和严格把握交通信号灯的设置条件，本着科学严谨的工作态度，对是否设置交通信号灯要进行认真的交通调查，获得科学的数据作为依据，避免不经认真分析研究，就盲目设置交通信号灯，减少无谓的能源消耗和投资浪费，避免因交通信号灯设置不合理而引发交通事故。 二、合理确定信号灯的设置位置和数量 当路口、路段满足了设置信号灯的条件，我们就应当根据道路实际情况，合理选择确定信号灯的设置位置和数量，
毕业设计中文摘要
目录 1 前言 (1) 2 城市轨道交通信号系统 (1) 2.1 信号定义与实现意义 (1) 2.2 信号的基本分类 (2) 2.3 信号机与行车标志种类 (2) 2.3.1 信号机的基本种类 (3) 2.3.2 行车标志 (3) 2.3.3 信号标志 (4) 2.4 视觉信号的意义 (5) 2.5 手信号的显示方式和意义 (6) 2.6 听觉信号 (9) 3 信号系统的基础 (11) 3.1 联锁的定义 (11) 3.2 进路与道岔 (11) 3.3地铁信号系统 (13) 3.4 车场线信号 (13) 4 信号控制系统在城市轨道交通中的应用 (13) 4.1 城市轨道交通中使用的信号系统 (13) 4.2 城市轨道交通移动闭塞信号系统的通信实现方式 (15) 4.3 信号控制方式及列车运行模式信号控制方式 (16) 4.3.1 ATP列车自动保护系统 (16) 4.3.2 ATO列车自动驾驶系统 (16) 4.3.4 SICAS微机联锁系统 (17) 结论 (19) 致 (20) 参考文献 (21)
1 前言 近年来，在改革开放政策的指导下，我国国民经济发展十分迅速，为了城市轨道运输能力与国民经济发展相适应。就要求足够数量、质量良好的车辆投入到生产运输当中去，才能满足和适应国民经济发展的需要。所以信号控制系统作为最重要的一部分，关乎到效益的今天，不得不重视信号控制系统的作用。稳定而安全是最重要的，信号系统在快速发展的同时，安全这一块也不能忽视，总体来说信号系统还是可以确保列车的安全可靠，但再紧密的机器也会有失误。本文从信号系统的安全可靠性分析，从细小的组成到整体的应用，探讨了信号控制系统。首先介绍了信号系统的组成，信号机、联锁、进路、信号标志等。从而介绍信号控制系统在轨道交通中的应用，三种闭塞的分类，固定闭塞，准移动闭塞，移动闭塞，更加详细介绍了当今通用的无线通信移动闭塞系统。 2 城市轨道交通信号系统 2.1 信号定义与实现意义 定义：所谓信号是指示列车运行与调车工作开展的命令，它传达指挥者的意图，指示列车运行条件，表示有关行车设备的位置和状态等，是行车指挥的一种形式。信号装置就是实现信号含义的专用装置。 基本作用：“信号”的发展同交通运输事业的发展紧密联系，它同运输事业密不可分。 实现意义：由于信号的基本作用的重要性是客观存在的，所以他已经深入和渗透到所有交通运输的行业中，没有信号作为相关的指示和命令，任何交通工具都无法在现代社会现实中实现其功能。 从我们日常生活中经常遇到的，如地面道路交通、地铁、航海运输、航空运输都必须要有统一规的行业公认的信号来确保运转安全和保证它运输能力的发挥。甚至在其他领域都必须用标准的规和命令来实现功能，如先进的信息高速公路同样要有相关的命令和标准规的制约才能实现信息的快速传输。所以，信号是实现和保障交通运输运行的最重要工具与手段。 在整个的运输过程中，有关行车人员必须严格按信号指示的要求执行，任何单位、个人均不得违反，而任何违反都将造成十分严重的后果及无法挽回的损失对信号的基本要求： 各种信号机的灯光排列、颜色、外形尺寸应符合规定的标准。 信号机的显示方式和表达的含义必须统一并且符合规定的要求。 信号机的设置须保持能够进行实时检测、故障警告，为列车运行提供安全保障、正确信息。 在一般情况下，信号机设置在运行线路的右侧，与列车司机的驾驶位置相同，便
城市道路交通信号控制方式适用规范（GA527-2005 ） 1 范围 本标准规定了不同信号控制方式的适用基本原则、多相位控制方式设计原则以及采用不同控制方式的技术-经济评价方法。 本标准适用于城市道路交通信号控制方式的设计和建设。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GA/T 509-2004 城市交通信号控制系统术语 3 术语和定义 GA/T 509-2004中确立的术语和定义适用于本标准。 4 单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式适用基本原则 单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式均应根据交通需求和道路条件选定，并需进行技术-经济评价。
在选用某种控制方式时，宜采用计算机仿真技术进行分析比较和配时方案的优化。 4.1 单点多时段定时控制方式适用原则 单点多时段定时控制方式是最基本、最经济的控制方式。 当交通状况符合总体流量稳定、变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式。 4.2 单点感应控制方式适用原则 4.2.1 当单点控制的交叉口交通状况变化比较频繁且没有规律时，宜采用单点感应控制。 4.2.2 单点感应控制一般在交叉口进口车道设置检测器或在人行横道线前设置行人按钮，信号配时参数可随检测到的信息而改变。 4.2.3 单点感应控制分为半感应控制和全感应控制。 在支路流量比较小的信号控制交叉口或路段的人行横道处，可采用半感应控制。 在支路上设置检测器或在人行横道处设置行人按钮，根据是否有交通需求而确定是否运行该相位，并根据交通需求情况确定相应相位时间。 在各进口流量相近，且变化较为频繁的信号控制交叉口宜采用全感应控制方式。 若单个路口信号机有能力根据检测的实时交通状况进行配时优化，也可实现单点优化控制。 4.3 线协调控制方式适用原则
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国内外交通信号控制系统综述 摘要：交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。随着信息技术、人工智能技术、计算机及通信技术的发展,交通信号控制系统也在逐渐完善,本文对国内外主要交通控制系统作了介绍。 关键词：交通信号控制计算机通信 正文： 20世纪70年代,由于社会对环境的重视,加上土地资源的限制、石油等状况,人们开始从增建道路满足需求转向以提高道路效率为主。为了实现缓解交通拥堵,畅通交通,提高道路的通行效率,交通控制信号系统是必不可少的手段。因为,城市是否畅通在很大程度上受到这条道路上的每一个交叉口的制约。当交叉口的流量到达一定数值时候,就必须对该路口采取相应的措施。而交通信号控制系统可以把冲突的交通流在时间与空间上适当分离,以保证交叉口范围的交通安全和充分发挥现有道路在交叉口的通行能力。 一．国外交通系统 1．TRANSYT交通信号控制系统 TRANSYT系统是一种脱机配时优化的定时控制系统,全称是(Traffic Network Study Tool)“交通网络研究工具”,这一方法最初是由英国道路交通研究所的D-I罗伯逊先生于1966年提出的。经过十几年的实践,罗伯逊领导的研究小组对TRANSYT方法不断改进,到1980年,TRANSYT8公之于世。TRANSYT是目前世界各国流传最广、普遍应用的一种协调配时方法。除TRANSYT之外,还有其他一些广泛应用的版本如TRANSYT7、TRANSYT-GN 等,这些都是由TRANSYT的某一版本经过修改而派生出来的。它用来确定城市交通运行指标最小的信号网络的最佳绿信比和相位差。各国的工程师、专家们对这系统都有不同研究与发展,其中美国有TRANSYT-7F,法国将TRANSYT改为THESEE和THEBES型。TRANSYT是最成功的静态系统,己被世界上400多个城市所采用,产生了显著的社会经济效益。但其缺点也很明显:计算量大,在大城市中这一问题尤为突出;不对周期进行优化,故很难获得整体最优配时方案;它是离线优化,需要大量的路网几何、交通流数据,需要花费大量的人力、物力、财力。 2．SCOOT系统 SCOOT(Split-Cycle-Offset Optimization Technique)即“绿信比-信号周期-相位差优化技术”,SCOOT是由英国道路研究所在TRANSYT系统的基础上采用自适应控制方法于1980年提出的动态交通控制系统. SCOO T的模型与优化原理与TRANS YT相仿,不同的是SCOO T为方案生成的控制系统,是通过安装在交叉口每条进口车道最上游的车辆检测器所采集的车辆信息,进行联机处理,从而形成控制方案,并能连续实时调整周期、绿信比和相位差来适应不同的交通流。概括来讲,SCOOT系统具有5个特点： 1）实用性强,几乎不受城市交通出行方式、出行起讫点分布、土地使用情况、季节性和临时性交通变化以及天气和气候变化的影响。 2）对配时参数的优化是采用连续微量调整的方式,稳定性强。 3）个别交通车辆检测器错误的反馈信息几乎不影响SCOOT系统对配时方案参数的优化,而且该系统对这类错误的信息有自动鉴别和淘汰效用。 4）对路网上各交叉口信号配时方案的检验和调整,每秒钟都在进行,所以能对路网上交通状况的任何一种变化趋势做出迅速的反应。 5） SCOOT系统能提供各种反映路网交通状况的信息,为制定综合管理决策创造了有利的条件。 目前我国使用SCOOT系统的主要有：北京、大连、成都、青岛、绵阳等地。 SCOOT系统的不足是:相位不能自动增减,任何路口只能有固定的相序;独立的控制子区的划分不能自动完成,只能人工完成;安装调试困难,对用29户的技术要求过高。 3．SCATS系统 SCATS 系统是澳大利亚新南威尔士州道路交通局（RTA）为在悉尼市实施信号控制,于70 年代开发成功的系统。之后,它的高效性和对道路环境的广泛适应性,逐渐被其它澳大利亚和新西兰的城市及大量海外城市所认同,到目前为止,世界上已有70 多个城市安装了SCATS 交通管理系统,其中包括美国、爱尔兰、墨西哥、斐济、以色列以及大部分东南亚国家,系统本身也逐渐发展成为一个完整的交通管理系统,并且能够与其它智能交通系统完美地集成在一起,以发挥系统的整体效益,为现代交通管理服务。SCATS 系统无论是在控制技术还是在智能交通应用方面,都处于交通科技的最前沿,是世界领先的交通管理系统。
我国城市交通信号控制的现状 摘要交通信号控制系统控制着城市经济活动的命脉，其效率高低直接影响着社会经济的发展，因而备受社会各界关注。从起步至今，从全盘依赖外国技术到能自主研发，我国的交通信号控制逐步走向更高的层次。但由于基础薄弱，晚起步发展等原因，我国的城市信号控制总是呈现出这样那样的问题。 关键词交通信号控制现状发展 引言 (1) 一些城市的交通信号控制系统 (2) 南京城市交通控制系统 (2) 海信HiCon交通信号控制系统 (2) 深圳市SMOOTH交通信号控制系统 (2) 对信号控制系统现状的分析 (3) 一、关于信号控制系统的现状及问题体现 (3) 二、关于数据共享以及规范通讯协议 (4) 三、关于信号控制系统的建设目标及发展 (5) 对今后发展的建议 (5) 小结 (6) 引言 国内交通信号控制系统起步较晚，20世纪70年代北京市采用DJS—130型计算机对干道协调控制进行了研究；20世纪80年代以来国家一方面采取引进与开发相结合的方针，先后建立了一些城市道路交通控制系统；另一方面投入力量研发城市交通信号控制技术，开发适应我国以混合交通为主要特点的智能交通控制系统。到现在，国内已经有二十多个城市采用了交通信号控制系统，还有一些城市正在做试点工作。从起步研究到发展应用，从引进到改进，在 30 年的发展过程中，国内企业以及科研单位已经掌握足够的技术，研发能力得到了提高。不论引进国外系统或是采用国内系统，总体上从一定程度改善了城市交通问题，但仍有诸多问题困扰着城市的交通决策者和工程师们。
一些城市的交通信号控制系统 南京城市交通控制系统 南京城市交通控制系统(简称NUTCS)是我国自行研制开发的第一个实时自适应城市交通信号控制系统，是在原国家计委和国家科委的批准下，由交通部、公安部和南京市共同完成的，是“七五”国家重点科技攻关项目(编号2443)，多次获得公安部和国家的技术大奖。 NUTCS结合了SCOOT与SCATS的优点，满足和适应国内路网密度低而且路口间距悬殊的道路 条件以及混合交通突出的交通特点；通常采用路口级和区域级两级控制结构，需要的情况下可以扩充为路口级、区域级和中心级三级分布式递阶控制结构；系统设置了实时自适应、固定配时和无电缆联动控制三种模式，具有警卫、消防、救护、公交信号以及人工指定等功能，工作方式灵活，功能完备。动车控制模式尚不完善，仍然大量存在车流相互影响的情况，限制了系统运行效果；二是优化目标只是综合考虑了行车延误、停车次数和阻塞度，但未把提高道路能力作为系统目标加以充分考虑。 海信HiCon交通信号控制系统 HiCon交通信号控制系统是青岛海信网络科技股份有限公司开发的从路121信号机、通信服务器到区域控制服务器、中央控制服务器的整套智能交通解决方案，包括Hsc一100系列交通信号机、HiCon交通信号控制系统软件、CMT交通信号机配置与维护工具软件。系统针对混合交通的现状建立了机非混合控制模型来控制混合交通流；采用多层次分布式控制结构，分为控制平台层、控制中心层、通信层和路口层四层；具有完整的算法体系，包括区域协调控制算法、感应式协调控制算法、行人二次过街算法、城市快速出入口与城市路口的协调控制算法以及突发事件的检测算法，支持NTCIP开放协议，满足最新的国家标准。 深圳市SMOOTH交通信号控制系统 SMOOTH交通信号控制系统采用分布式控制模式、三层体系结构、大型数据库、多服务器协同处理；针对深圳市高饱和度、高复杂度、高期望值的交通需求，和规律性、可变性、随机性相结合的交通特征，采用了灵活有效的控制策略，在平峰时段追求通行能力最大，高峰时段追求拥挤度最小；系统吸收了KATNET系统识别交通状态的方法、SCOOT系统“临近预测”的策略以及SCATS系统战略控制与战术微调相结合的手段，提出了基于交通状态识别下的多目标决策控制策略以及单
《交通管理与控制》课程设计
---------十字交叉口信号配时优化设计
姓名： xxxxxx 专业： 交通工程 班级： 08 级交通 2 班 学号： 08xxxxxxxx
1 基础资料收集
1.1 道路几何条件调查
交叉口现状图
红线宽度 每条机动车道宽度 绿化带宽度 非机动车道宽度 人行道宽度
红线宽度
每条机动车道宽度
绿化带宽度
每条非机动车宽度
人行道宽度
绿化道宽度
红线宽度
每条机动车宽度
非机动车道宽度
人行道宽度
绿化带宽度
说明： 1. 本图为学院北路与滏河大 街交叉口平面图 2. 比例
红线宽度 每条机动车道宽度 每条非机动车宽度 人行道宽度 绿化道宽度
学院北路与滏河大街交叉口平面图
图例 车行道 入口引道 绿化带 中央分隔带 机非分隔带
东西方向
南北方向
现状信号配时图
项目
单位
道路等级 断面形式 设计车速 路幅宽度
车道数 单车道宽
Km/h m
车道功能划分
非机动车道宽
m
人行道宽
m
1.2 交通条件调查
（1）交通量调查
平峰小时流量表
进口
左
东
直
右
左
西
直
右
左 南
直
交叉口几何条件调查表
东
进口 出口
次干道
一块板
35
25
1
2
3.0 3.0
直左 1 个 右 直行
3.5 2
进出口方向
西
南
进口 出口 进口 出口
次干道
主干道
三块板
一块板
35
50
35
45
2
2
4
4
3.0 3.0 3.0 3.0
直 左 2个 直右 直行
直行 直右
左
3个 直行
3.5
4.5
3.5
3
北
进口 出口
主干道
三块板
50
50
4
4
3.0 3.0
直行 直左 直右
3个 直行
4.5
3
机动车 15 154 43 245 485 311 292 672
自行车 24 99 12 43 93 143 18 142
行人 ---44 ------87 ------78