城市交通信号控制系统

彭爽

摘 要：城市交通信号作为城市道路交通管理的重要组成部分，它直接关系着我国城市道路交通系统是否能够维持正常运行，与人们日常生活中的交通出行有着密切关系。随着我国现代化的飞速发展，城市发展对交通方面的需求越来越高，城市交通信号控制也因此扮演着越来越重要的角色。文章将针对我国城市交通信号系统的发展现状进行分析，并提出优化城市交通信号系统的策略及有效措施。

关键词：交通信号控制 发展特点 优化策略

中图分类号：U231.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）05（c）-0025-02

城市交通信号控制系统在协调控制方面主要包括五个方面：联网控制系统、交通调节控制系统、交通响应控制系统、交通自适应控制系统以及基于时间的协调控制。自我国改革开放以来，城市现代化的迅速发展导致交通工具的数量大大增加，为了保证我国城市交通能够适应发展的现状，我国也逐渐产生了适合自己城市发展特点的交通信号控制系统，例如，南京的莱斯城市交通控制系统，上海交大的舒达城市交通自适应控制系统，以及海信交通信号控制系统等。此外，我国每年也对城市交通控制系统进行了不小的投资，致使我国城市交通信号控制路口都拥有着万台信号机作业的大型规模。但为了满足日益增长的交通发展需求，应该针对我国交通的现状更深层次地优化城市交通信号控制系统。

1 城市交通信号控制系统的发展特点

1.1 技术革新对交通信号控制的推动作用

新型采集技术的出现推动了城市交通信号控制系统的发展。线圈检测技术作为我国交通信号控制系统的传统技术，也存在着一定的局限性。比如不能精准辨别每辆车的类型、不能获取旅行时间等信息。而随着科技的发展，卫星定位技术以及车联网技术逐渐被广泛运用到城市交通信号控制系统的各个方面，不仅能够通过检测车辆车牌和电子标签来获取车辆的完整信息，而且能够为交通信号控制加强数据基础，使传统的“单项数据输入→模型制造→信号输出转变”的模式改变为现在的“反馈数据输入→模型制造→信号输出改变→效果检测→模型反馈”的模式，其系统更加完善、更加科学，从而达到对交通管理系统实时监控的目的。

1.2 控制方式发生改变

以控制方式来划分，目前我国城市交通控制系统可分为两种，一是被动式控制系统，二是主动式控制系统。被动式交通信号控制，顾名思义，交通信号是被动地控制交通流的变化和波动，以道路车辆为检测主体，通过实时监测的方法，掌握其实时状态和变化规律，并根据这些数据产生控制参数来对信号变化进行控制，其控制随交通情况的变化而变化，我国大多的城市基本都属于被动式交通信号控制系统。因为被动式控制具有控制情况复杂多变的弊端，给交通信号的控制带来了一定的难度，所以近年来主动式控制方式受到了专业人员重视，主动式交通信号控制具有主动调节路口交通流的作用，能够按照交通管理者的意愿进行规划，这样能够大大降低交通事故出现的概率，实现交通信号的主动控制。其主动的交通控制思想在大数据、车联网等方面都有了显现，但其落实和运用还需要预测技术、检测技术的更高发展。

1.3 仿真集成的运用

在交通信号控制的优化和评价方面，我国正在从目前运用较广泛的的仿真软件逐渐向新兴的半实物仿真的集成技术靠拢。近年来仿真集成技术取得不小的发展，目前已经能够实现通过信号控制机在仿真的交通状态下进行控制系统的模拟测试。信号控制机在仿真状态下的实施组成部分包括交通仿真软件、接口DLL、控制及接口（CID）以及交通信号控制机。现如今运用较多的交通仿真软件包括VISSIM、CORSIM和PARAMICS等，这些软件通过与信号机界面设备与信号控制机进行交互，以DLL开发软件接口从而实现计算机与信号机的信息交流。通过半实物仿真技术可以实现交通系统的模拟测试，从而验证信号控制软件是否完备合理，不足之处可以继续修改和完善。此外，半实物仿真技术也拥有模型预测控制、智能理论控制等人工智能技术特点，通过线后的数据反馈评估，达到使交通控制模型拥有在线自学能力的目的。

2 优化交通信号控制系统的策略及措施

2.1 推动智能化发展

近年来随着人工智能技术的飞速发展，智能化在城市交通控制系统的运用受到了广泛的关注。此外，城市交通控制方式多样，包括定时控制、感应控制以及自适应控制等，其进行监测的目标也较为复杂，例如延误最小、通行能力最大以及特殊车辆有限等情况。而如果只依靠人工进行手动对交通信号控制系统调控，显然会需要花费大量的时间和精力。因此，为了提高交通信号控制的效率，需要根据交通变化选择最科学最合理的的控制策略，运用人工智能技术通过遗传算法、强化学习等方式使交通信号控制系统实现智能化，提高交通信号控制的运行效率。

2.2 促進集成化管理

随着我国检测技术以及通信技术水平的提高，城市交通控制系统逐渐向集成化方向靠拢，同时，也为了满足现代化交通变化的多种需求，城市交通信号控制的集成化也是无法避免的。

促进集成化管理需要从下面两个方面进行优化改革，一是控制方法的集成，二是信号控制设备的集成。控制方法的集成是通过汇聚多种控制方法实现对交通变化的控制，使每个城市能够根据自己不同的交通现状构建最优的策略加以适应。信号控制设备的集成化能够在完成信号控制功能的基础上通过模块化设计使数据的发布和监控功能相集成，从而达到对终端设备的控制集成化，提高信号控制系统的管理效率。

2.3 形成多模式化控制

传统的交通信号控制系统由于在许多方面存在局限性，所以形成多模式的控制方式是十分必要的。在系统结构中可充分发挥分散系统、中心系统以及多层分布系统的特点进行全面的、综合的控制，使系统结构更加灵活、多样以及具有较强适应性的控制优势，进一步提高系统的可靠和稳定性。

2.4 建立标准化体系

由于传统的交通信号控制没有统一的标准体系，所以在面临复杂多样的交通变化时常常会出现系统硬件设备的混乱。针对这样的问题，美国在系统硬件设备方面制定了ATC标准体系，应用NTCIP的标准体系来规范系统与系统间的信息交流，我国的城市可根据实际情况进行效仿，推动交通信号控制的标准化发展。

3 结语

综上所述，我国的交通信号控制系统的发展趋势主要体现在科技技术的革新、控制方式的改变以及仿真集成的广泛运用，而为了进一步满足现代化交通变化的多种需求，需要从智能化、集成化、多模式化、标准化这几个方面优化改革，以更高效、更科学的策略实现对交通信号控制全面发展的推动。

参考文献

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[2] 魏勇.城市区域交通信号控制及交通状态分析研究[D].浙江大学，2013.

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