第一節(jié) 道路交通信號系統(tǒng)定義及性質(zhì)
1、定義
智能交通信號控制系統(tǒng)是城市道路交通管理系統(tǒng)中對交叉路口、行人過街，以及環(huán)路出入口采用信號控制的子系統(tǒng)，是運(yùn)用了交通工程學(xué)、心理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動控制與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學(xué)等多門學(xué)科理論的應(yīng)用系統(tǒng)。
主要包括交通工程設(shè)計(jì)、車輛信息采集、數(shù)據(jù)傳輸與處理、控制模型算法與仿真 分析 、優(yōu)化控制信號調(diào)整交通流等。國內(nèi)外各大中城市已有的交通信號控制系統(tǒng)就是根據(jù)不同環(huán)境條件，基于各自城市道路的 規(guī)劃 和發(fā)展水平建立起來的。
智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成是主控中心、路口交通信號控制機(jī)以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。其中主控中心包括操作平臺、交互式數(shù)據(jù)倉、效益指標(biāo)優(yōu)化模型、數(shù)據(jù)（圖象） 分析 處理等。具體結(jié)構(gòu)框架見下圖。
2、智能交通信號控制系統(tǒng)的主要控制方法
單點(diǎn)定配時(shí)多相位信號協(xié)調(diào)控制（時(shí)鐘調(diào)用預(yù)設(shè)方案、減少交通沖突點(diǎn)、配合早斷和遲啟） 車輛感應(yīng)實(shí)時(shí)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制（調(diào)整周期、綠信比，增加有效綠燈時(shí)間）用戶優(yōu)先無電纜干線協(xié)調(diào)控制（協(xié)調(diào)周期、相位差，照顧行人、公交車、特種車）實(shí)時(shí)自適應(yīng)區(qū)域控制（交通流仿真、優(yōu)化效益指標(biāo)、均衡區(qū)域交通流）
第二節(jié) 道路交通信號系統(tǒng)發(fā)展歷程
1、道路交通信號系統(tǒng)發(fā)展歷程
從二十世紀(jì)70年代中期，我國開始研發(fā)城市交通信號控制系統(tǒng)，國家重點(diǎn)基礎(chǔ) 研究 規(guī)劃 （973）項(xiàng)目“信息技術(shù)與高性能軟件”中設(shè)立的二級課題“城市交通監(jiān)控系統(tǒng)”，結(jié)合我國城市交通發(fā)展的特點(diǎn)，確定了建立實(shí)時(shí)自適應(yīng)的城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)的智能化管理的發(fā)展方向。到現(xiàn)在，國內(nèi)已經(jīng)有二十多個(gè)城市采用了交通信號控制系統(tǒng)，還有一些城市正在做試點(diǎn)工作。從起步 研究 到發(fā)展應(yīng)用，從引進(jìn)到改進(jìn)，在30多年的發(fā)展過程中，國內(nèi)企業(yè)以及科研單位已經(jīng)掌握足夠的技術(shù)，研發(fā)能力得到了提高。不論引進(jìn)國外系統(tǒng)或是采用國內(nèi)系統(tǒng)，總體上從一定程度改善了城市交通問題，但仍有諸多問題困擾著城市的交通決策者和工程師們。
2、北京市交通信號控制系統(tǒng)發(fā)展歷程
我國在交通信號控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用方面起步較晚，1973年開始進(jìn)行單點(diǎn)信號機(jī)的研制，1985年在北京前三門大街實(shí)現(xiàn)城市交通線控系統(tǒng)控制。作為七五國家重大攻關(guān)項(xiàng)目，南京市在同濟(jì)大學(xué)的協(xié)助下開發(fā)了一套國產(chǎn)智能化交通信號控制系統(tǒng)，由于種種原因，一些重要功能如實(shí)時(shí)自適應(yīng)配時(shí)等沒有使用。天津大學(xué)1989-1991年 研究 開發(fā)的城市交通控制系統(tǒng)TICS（Traffic Intelligent Control System）首次成功地把自學(xué)習(xí)智能原理應(yīng)用于交通信號控制系統(tǒng)中，其產(chǎn)生也是受到人工智能和知識工程在其它領(lǐng)域成功應(yīng)用的啟發(fā)。
目前，我國大多數(shù)大中小城市均采用引進(jìn)的SCOOT或SCATS系統(tǒng)。也有一些中小城市使用國產(chǎn)的系統(tǒng)，但在信號控制戰(zhàn)略和信號優(yōu)化方面與國外系統(tǒng)相比均存在一定的差距。北京是我國最早開展交通控制信號燈協(xié)調(diào)控制的城市，早在1979年北京就利用自有技術(shù)和設(shè)備建立了國內(nèi)第一條線控系統(tǒng)，從那時(shí)起到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。
1）自主開發(fā)實(shí)施階段
1979年北京市首次進(jìn)行前三門大街交通信號有線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的 研究 ，將9個(gè)路口作為信號燈線控試點(diǎn)，目的是提高線控范圍內(nèi)路口、路段的通行能力。經(jīng)過一年實(shí)際使用，道路通行能力和路口平均受阻率均有很大程度的改變。
1980年底北京市在長安街的5個(gè)路口建立無電纜線控系統(tǒng)，提高了路段通行能力15％—20％。
1983—1985年建成計(jì)算機(jī)交通信號控制試驗(yàn)系統(tǒng)，包括一套中心控制設(shè)備和20臺路口信號機(jī)及多種操作軟件。
2）引進(jìn)階段
1985—1988年與南斯拉夫ISKRA控制有限公司共同開發(fā)建立了北京市中區(qū)計(jì)算機(jī)交通管制系統(tǒng)，其控制范圍為以天安門為中心方圓45平方公里內(nèi)的53個(gè)交叉路口，采用TRANSYT控制技術(shù)，并計(jì)劃逐步由固定配時(shí)向SCOOT自適應(yīng)信號控制技術(shù)過渡。
1985—1987年與英國PLESSY控制有限公司合作建立北京市東區(qū)計(jì)算機(jī)交通管制系統(tǒng)，其控制范圍為朝陽區(qū)15平方公里內(nèi)的38個(gè)交叉路口，首次采用SCOOT自適應(yīng)信號控制技術(shù)，也是我國第一個(gè)交通信號區(qū)域控制系統(tǒng)。
1988—1994年，利用英國政府貸款和政府配套資金分兩個(gè)階段建立了北京市北區(qū)、西區(qū)和南區(qū)計(jì)算機(jī)交通信號控制系統(tǒng)，完成了5個(gè)小區(qū)控制中心和一個(gè)主控中心的聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，其控制范圍為110平方公里內(nèi)的105個(gè)交叉路口，均采用SCOOT自適應(yīng)信號控制技術(shù)，第一建設(shè)階段實(shí)現(xiàn)后，較好地適應(yīng)了90年亞運(yùn)會時(shí)城市道路交通控制與管理的需求。
3）恢復(fù)、擴(kuò)展階段
至1995年底，全市共有185個(gè)交叉路口納入交通信號控制系統(tǒng)，至此，北京交通控制系統(tǒng)己初具規(guī)模。
截止到2004年，城八區(qū)有信號燈的交叉路口總數(shù)為1030個(gè)，其中UTC/SCOOT系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)控制的路口有336個(gè)；埋設(shè)了1850個(gè)感應(yīng)線圈檢測器。目前北京市的UTC/SCOOT交通信號控制系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行17年左右，系統(tǒng)也已經(jīng)過幾次升級改造，但是仍滿足不了北京市的交通特點(diǎn)和路網(wǎng)現(xiàn)狀，控制區(qū)域內(nèi)阻塞情況時(shí)有發(fā)生，而且由于北京道路系統(tǒng)大規(guī)模改造對控制系統(tǒng)的破壞比較嚴(yán)重等一系列客觀原因和由于技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等主觀原因，已建成的控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)一直不很理想，加之道路改擴(kuò)建工程增加的信號燈建設(shè)任務(wù)，以及由于經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)上的原因，早期缺乏統(tǒng)一 規(guī)劃 ，多種控制方式、模式共存，設(shè)備呈多樣化，性能不一，互聯(lián)性差，系統(tǒng)整體完好性差等情況都需要對北京市城市道路交通信號控制系統(tǒng)進(jìn)行控制戰(zhàn)略、控制模式等進(jìn)一步 研究 ，從而適應(yīng)北京市不斷變化的交通需求。
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