交通信号专业基础知识

迈锐数据（北京）有限公司行业相关知识一,交通信号概述交通信号一般指在道路上用来传送交通管理信息的光、电波、声音以及动作等。道路交通常用的信号有手势信号和灯光信号。手势信号是由交通管理人员通过手臂动作显示的,灯光信号则是由道路交通信号灯显示的。交通信号的作用是分配给互相冲突的交通流以有效的通行权，使交通流运行安全和延迟最少。历史上第一个交通信号灯于1868年出现在英国的伦敦，它源于铁路信号，是由绿灯与红灯构成的二色信号汽灯，限于夜间使用。1918年美国纽约采用了世界上最早的红黄绿三色信号电气照明灯，后被世界各国普遍采用。1968年联合国《道路交通和道路标志、信号协定》，对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行、左转弯和右转弯，除非另有一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通过。红灯是禁行信号。因为在可见光中红光的电磁波最长，易于为人们在较远距离外辨认，为保证交通安全，所以采用红灯为禁行信号。面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时，可以进入交叉路口。在某种情况下，为了分离各种不同方向的交通流并对其提供独立的通行时间，可以用带箭头的灯来代替普通的绿信号灯。箭头信号灯有两种，一种是单独的绿箭头信号灯，面对这种信号灯的车辆只可沿着绿箭头所指示的方向行驶；另一种是带红灯的绿箭头信号灯，面对这种信号灯的车辆在不妨碍那些合法地在人行横道上行人和正在合法地通过交叉路口的车辆通行的情况下可以沿着箭头指示的方向行驶。目前，安装在交叉路口的交通信号灯多为自动控制的信号灯，有的是固定周期，有的是变周期。用信号灯控制一个交叉口通的方式叫点控制；将一条道路上几个交叉口的信号灯联系起来，协调运转，这种控制交通的方式叫线控制；用计算机控制几条道路上的若干个交叉口的信号灯，使之协调运转，这种方式叫面控制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。我国对交通信号灯的具体规定简述如下：1）指挥灯信号：①绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯车辆须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，在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，右转弯的车辆和T型路口右边无横道的直行车辆可以通行。③红灯亮时，不准车辆、行人通行，车辆应停在停车线外。右转弯的车辆和T型路口右边无横道的直行车辆，在不妨碍被放行车辆和行人通行的情况下，可以通行。④绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行。⑤黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行；2）车道灯信号：车道灯信号是指绿色箭头和红色叉形灯；绿色箭头灯亮时，本车道准许车辆通行；红色叉形灯亮时，本车道禁止车辆通行。3）人行横道灯信号：人行横道灯信号包括：绿灯亮、绿灯闪烁和红灯亮。绿灯亮时，准许行人通过人行横道；绿灯闪烁时，不准行人进入人行横道；红灯亮时，不准行人进入人行横道。二，交通信号控制理论交通信号控制(TrafficSignalControl，TSC)是依据路网交通流数据，对交通信号进行初始化配时和控制，同时根据实时交通流状况，实时调整配时，实现交通控制的优化。交通控制从被控区域的最小延误时间出发，获得最佳的配时方案，是系统化最优的思想。为获得整个路口交通效益的最大，可采用两种方法：一是采用数学模型对交叉口各个方向的车辆到达作准确的预测，根据运筹学和最优化理论确定各个方向的绿灯时间；二是采用智能控制的方法对交叉口进行控制。由于城市交通系统具有随机性、模糊性、不确定性等特点，很难对其建立数学模型。计算机的出现和广泛应用促成了人工智能研究热潮的掀起，针对传统交通控制系统的固有缺陷和局限性，许多学者把人工智能的实用技术相继推出并应用到交通控制领域。以下内容为交通信号控制领域专业词汇概念与解析：1，信号相位在空间上无法实现分离的地方（主要是在平面交叉口上），为了避免不同方向交通流之间的相互冲突，可以通过在时间上给各个方向交通流分配相应的通行权。例如，为了放行东西向的直行车流且同时避免南北向的直行、左转车流与其发生冲突，可以通过启亮东西向的绿色直行箭头灯将路口的通行权赋予东西向直行车流，启亮南北向的红灯消除南北向直行、左转车流对东西向直行车流通行的影响。对于一组互不冲突的交通流同时获得通行权所对应的信号显示状态，我们将其称之为信号相位，简称为相位。可以看出，信号相位是根据交叉口通行权在一个周期内的更迭来划分的。一个交通信号控制方案在一个周期内有几个信号相位，则称该信号控制方案为几相位的信号控制。图2-1就是一个采用四相位信号控制的控制方案。一个路口采用几相位的信号控制应由该路口的实际交通流状况决定，十字路口通常采用2～4个信号相位。如果相位数设计得太少，则不能有效地分配好路口通行权，路口容易出现交通混乱，交通安全性下降；如果相位数设计得太多，虽然路口的交通次序与安全性得到了改善，但由于相位之间进行转换时都会损失一部分通行时间，过多的相位数会导致路口的通行能力下降，延长司机在路口的等待时间。第一相位第二相位第三相位第四相位图2-1四相位信号控制方案实例为了保证能够安全地从一个信号相位切换到另一个信号相位，通常需要在两个相邻的信号相位之间设置一段过渡过程，例如对于图2-1所示的信号控制方案而言，从第一信号相位切换到第二信号相位，中间可能需要设置东西向绿色直行箭头灯闪烁、东西向黄灯亮、路口所有方向红灯亮等过渡过程。对于某一时刻，路口各个方向各交通信号灯状态所组成的一组确定的灯色状态组合，称为控制步伐，不同的灯色状态组合对应不同的控制步伐。因此一个信号相位通常包含有一个主要控制步伐和若干个过渡性控制步伐。控制步伐持续的时间称为步长，一般而言主要控制步伐的步长由放行方向的交通量决定，过渡性控制步伐的步长取值为2～3秒。2，信号周期信号周期是指信号灯色按设定的相位顺序显示一周所需的时间，即一个循环内各控制步伐的步长之和，用C示。信号周期是决定交通信号控制效果优劣的关键控制参数。倘若信号周期取得太短，则难以保证各个方向的车辆顺利通过路口，导致车辆在路口频繁停车、路口的利用率下降；倘若信号周期取得太长，则会导致司机等待时间过长，大大增加车辆的延误时间。一般而言，对于交通量较小、相位数较少的小型路口，信号周期取值在70秒左右；对于交通量较大、相位数较多的大型路口，信号周期取值则在180秒左右。3，相位差相位差又叫时差或绿时差，通常用O表示，相位差有绝对相位差和相对相位差之分。1）绝对相位差绝对相位差是指各个交叉口主干道协调方向的信号绿灯（红灯）的起点或终点相对于某一个交叉口（一般为关键交叉口）主干道协调方向的信号绿灯（红灯）的起点或终点的时间之差，2）相对相位差相对相位差是指相邻交叉口主干道协调方向信号绿灯（红灯）的起点或终点之间的时间之差。相位差是线控系统最重要的参数，它决定了系统运行的有效性。在线控系统中，常常使用绝对相位差的概念，即以一个主要路口的绿灯起始时间为基准，来确定其余路口的绿灯启亮时刻。线控系统配时方案通常用时间—距离图（亦称时距图）来描述。4，绿信比，相位绿灯时间绿信比是指一个信号周期内某信号相位的有效绿灯时间与信号周期的比值，用λ表示。tEGC式中，t表示有效绿灯时间。EG某信号相位的有效绿灯时间是指将一个信号周期内该信号相位能够利用的通行时间折算为被理想利用时所对应的绿灯时长。有效绿灯时间与最大放行车流率（饱和流量）的乘积应等于通行时间内最多可以通过的车辆数。有效绿灯时间等于绿灯时间与黄灯时间之和减去部分损失时间，也等于绿灯时间与前损失时间之差再加上后补偿时间（后补偿时间等于黄灯时间减去后损失时间）。tttttttttttEGGYLGFLBCGFLYBL式中，t表示绿灯时间；t表示黄灯时间；t表示部分损失时间；t表示前损失时间；t表示后补偿时间；tGYLFLBCBL表示后损失时间。绿信比是进行信号配时设计最关键的时间参数，它对于疏散交通流、减少车辆在交叉口的等待时间与停车次数都起着举足轻重的作用。某一信号相位的绿信比越大则越有利于该信号相位车辆的通行，但却不利于其它信号相位车辆的通行，这是因为所有信号相位的绿信比之和必须小于1。5，绿灯间隔时间绿灯间隔时间是指一个相位绿灯结束到下一相位绿灯开始的这中间一段时间间隔，用I表示。设置绿灯间隔时间主要是为了确保已通过停车线驶入路口的车辆，均能在下一相位的首车到达冲突点之前安全通过冲突点，驶出交叉口。绿灯间隔时间，即相位过渡时间，通常表现为黄灯时间或黄灯时间加上全红时间。全红是指路口所有方向均显示红色信号灯，全红时间是为了保证相位切换时不同方向行驶车辆不发生冲突、清除交叉口内剩余车辆所用时间。为了避免前一相位最后驶入路口的车辆与后一相位最先驶入路口的车辆在路口发生冲突，要求它们驶入路口的时刻之间必须存在一个末首车辆实际时间间隔，这个时间间隔由基本间隔时间和附加路口腾空时间两部分构成。其中，基本间隔时间是由车辆的差异性和运动特性决定的时间量，其大小一般取值为2～3秒；附加路口腾空时间则是由路口特性决定的时间量，其大小大体上可以根据两股冲突车流分别从各自停车线到达同一冲突点所需行驶时间差来确定。在定时控制中，绿灯间隔时间可取为末首车辆实际时间间隔；而在感应控制中，如果在停车线前埋设了检测线圈，则该线圈可以测量到前一相位最后车辆离开停车线与前一相位绿灯结束之间的时间差，从而可以得到绿灯间隔的可压缩时间，因此此时的绿灯间隔时间可取为末首车辆实际时间间隔与绿灯间隔可压缩时间之差，从而提高路口的通行能力。6，损失时间，起动损失时间损失时间是指由于交通安全及车流运行特性等原因，在相位可以通行的时间段内没有交通流运行或未被充分利用的时间。损失时间由前损失时间和后损失时间两部分组成。前损失时间是指绿灯初期，由于排队车辆需要起动加速、驶出率较低所造成的损失时间。在绿灯初期车流量由小变大，由零逐渐上升到最大放行车流率。后损失时间是指绿灯时间结束时，黄灯期间停车线后的部分车辆已不许越过停车线所造成的损失时间。后补偿时间是指绿灯时间结束时，黄灯初期已越过停车线的车辆可以继续通行所带来的补偿时间。后损失时间与后补偿时间之和等于黄灯时间，恰恰也正反映了黄灯的过渡性与“两面性”。在黄灯期间车流量由大变小，由最大放行车流率逐渐下降到零。损失时间等于绿灯显示时间与绿灯间隔时间之和减去有效绿灯时间，等于绿灯间隔时间与后补偿时间之差加上前损失时间，也等于部分损失时间与全红时间之和。ltItItttItttttGEGBCFLGGYLLR式中，t表示全红时间。R对于一个信号周期而言，总的损失时间是指所有关键车流在其信号相位中的损失时间之和，用L表示。而关键车流是指那些能够对整个交叉口的通行能力和信号配时设计起决定作用的车流，即在一个信号相位中交通需求最大的那股车流。交叉口总的绿信比是指所有关键车流的绿信比之和，即所有关键车流的有效绿灯时间总和与信号周期之比值，可以用公式表示：nCLkCk1利用图2-2可以直观地反映以上各时间参数及其相互关系。损失时间率流有效绿灯时间车行放后损失时间量前损失时间后补偿时间流和饱时间tttttt012345绿灯显示时间绿灯间隔时间图2-2获得通行权的车流在其相位期间通过交叉口的流量图示图中，t对应绿灯启亮时刻，t对应放行车流率达到饱和流量的时刻，t对应黄灯启亮时刻，t对应红灯启亮0235时刻。在t至t时间段，即放行车流率未达到饱和流量期间，放行车流率曲线与时间轴围成的面积等于该时间段内02通过交叉口的车辆数，可以等效于以饱和流量放行时在t至t时间段内通过交叉口的车辆数，即等于以t至t为1212底、以饱和流量为高所构成的虚线框的面积，因此图中t至t的线段长为前损失时间。类似可以推知t至t的线0134段长为后补偿时间，t至t的线段长为后损失时间。457，最短绿灯时间最短绿灯显示时间是指对各信号相位规定的最低绿灯时间限值，用G表示。规定最短绿灯显示时间主要是为了m保证车辆行车安全。如果绿灯信号持续时间过短，停车线后面已经起动并正在加速的车辆会来不及刹车或者使得驾驶员不得不在缺乏思想准备的情况下来个急刹车，这都是相当危险的，很容易酿成交通事故。在定时信号控制交叉口，需要根据历史交通量数据确定一个周期内可能到达的排队车辆数，从而决定最短绿灯显示时间的长短；在感应式信号控制交叉口，则需要根据停车线与车辆检测器之间可以容纳的车辆数确定最短绿灯显示时间的长短。8，绿冲突所谓“绿冲突”是指信号控制路口不同交通流在绿灯放行期间产生的信号冲突。交通流的“绿冲突”给交叉口带来严重的安全隐患。因此，“绿冲突”检验是交叉口信号配时的安全保证。通常，交通工程师在做信号配时方案设计时，每次对一个信号相位绿信号的设置或调整都需要检查一遍是否与其他相位有冲突。这项工作随着信号相位的增多而变得愈加复杂，其中稍有不慎，便留下“绿冲突”的隐患。因此，一个交叉口的信号配时完成后通常需要由其他人检查，以尽可能避免“绿冲突”。9，全红状态一些路口信号灯出现全红状态，主要为保证路口放行的车辆，在看到红灯后能平稳停下或全部驶离路口，而其他方向车辆能够顺利起步通行，以避免部分闯黄灯车流和急于在变灯后第一时间通过的车辆互抢，发生碰撞事故。10，区域与子区将区域控制下的路口按照交通负荷、邻近距离、交通流量流向之间的关系，把相邻的几个路口划分为一个集合进行控制，这些路口周期长相等或成倍数关系，一个子区要设置一个关键路口。11，绿波时间(S)通过带宽B通过带轨迹线相位差O相位差OCBCABCD距离(m)红灯绿灯图2-11线控系统时间—距离图图2-11中还给出了其它几个重要的概念：1）通过带在时间—距离图上画两条平行的车辆行驶轨迹线，并尽可能使两根轨迹分别靠近各交叉口该信号绿灯时间的起点和终点，则两条轨迹线之间的空间称为通过带（或绿波带）。无论在哪个交叉口，只要车辆在通过带内的时刻到达，并以通过带速度行驶，就都可以顺利地通过各个交叉口。2）通过带速度通过带速度即车辆行驶轨迹的余切，它表示沿交通干道可以顺利通过各交叉口的车辆的平均行驶速度。3）通过带宽度上述两根平行轨迹纵坐标之差即为通过带宽度，它表示可供车辆使用以通过交叉口的时间。12，交通流量交通流量是指单位时间内到达道路某一截面的车辆或行人数量，用q表示。到达交叉口的交通流量是指单位时间内到达停车线的车辆数，其主要取决于交叉口上游的驶入交通流量，以及车流在路段上行驶的离散特性。交通流量通常随时间随机变化，且变化规律比较复杂，既包括规律性的变化，也包括非规律性的变化，换而言之，交通流量在不同的时间段内将围绕某一平均值上下波动。13，交通需求单位时间内期望通过道路某一截面的车辆和行人数量。14，小客车当量以小客车为交通流量的基本计算单位。为了准确地衡量交通量，使交通量具有可比性，必须分车型调查，确定各车型间的关系，寻求其换算系数，把不同车型的交通量换算成车型的交通量，即交通当量。表1交通量调查车型划分及车辆折算系数机动车备注车型换算系数荷载及功率小型载货汽车1.0载质量≤2吨中型载货汽车1.52吨<载质量≤7.0吨包括吊车大型载货汽车2.07吨<载质量≤14吨特大型载货汽车3.0载质量>14吨拖挂车3.0包括半挂车、平板拖车集装箱车3.0小型客车1.0额定座位≤19座大型客车1.5额定座位>19座包括轻骑、载货摩托车及载货摩托车0.4-0.6（客）机动三轮车等拖拉机4.0非机动车车型换算系数包括人力三轮车、手推车自行车1包括助动车三轮车3畜力车515，时间占有率在观察时间内，车辆占有（行驶或停止）检测位置的时间与总观察时间的比例。16，交叉路口饱和流量饱和流量是指单位时间内车辆通过交叉口停车线的最大流量，即排队车辆加速到正常行驶速度时，单位时间内通过停车线的稳定车流量，用S表示。饱和流量取决于道路条件、车流状况以及配时方案，但与配时信号的长短基本无关。具体而言，影响道路饱和流量大小的道路条件主要有车道的宽度、车道的坡度，影响道路饱和流量大小的车流状况主要有大车混入率、转弯车流的比率、车道的功能，影响道路饱和流量大小的配时方案主要指信号相位的设置情况。饱和流量值应尽量通过现场实地观测求得，但在某些情况下，尤其是在设计一个新的交叉口时，由于无法使用实测的方法求得饱和流量值，此时可以使用一些公式或图表来近似求取道路的饱和流量值。常用的计算方法有韦伯斯特法、阿克塞立科法、折算系数法、停车线法、冲突点法等。17，交叉路口通行能力通行能力是指在现有道路条件和交通管制下，单位时间内一条道路或道路某一截面所能通过的最大车辆数，用Q表示。其中，“现有道路条件”主要是指道路的饱和流量，“交通管制”主要是指交叉口的绿信比配置，而“能够接受的行车速度”对应于饱和流率。通行能力与饱和流量、绿信比之间的关系可以用公式表示：tQSSEGC可以看出，交叉口各方向入口道的通行能力是随其绿信比的变化而变化的，是一个可以调节的参量，具有十分重要的实际意义。加大交叉口某信号相位的绿信比也就是加大该信号相位所对应的放行车道的通行能力，使其在单位时间内能够通过更多数量的车辆，然而值得注意的是，某一信号相位绿信比的增加势必造成其它信号相位绿信比的下降，从而导致其它信号相位所对应的放行车道的通行能力相应下降。18，流量比车道交通流量比是指道路的实际流量与饱和流量之比，用y表示。qyS可以看出，车道交通流量比是一个几乎不随信号配时影响的交通参量，它在一定程度上反映了道路的拥挤状况，是进行信号配时设计的一个重要依据。临界车道组交通流量比又称相位交通流量比，是指某信号相位中车道交通流量比的最大值，即关键车流的交通流量比。将信号周期内所有相位所对应的关键车流的交通流量比累加，即为交叉口的总交通流量比，用Y表示。交叉口的总交通流量比与临界车道组交通流量比是影响信号配时设计的两个重要因素，前者将决定信号周期大小的选取，后者则决定各相位绿灯时间的合理分配。19，饱和度道路的饱和度是指道路的实际流量与通行能力之比，用x表示。qqCyxQStEG从上式可以看出，①当道路具有足够的通行能力即Qq时，其饱和度x1；当道路不具有足够的通行能力即Qq时，其饱和度x1。兼顾到路口通行效率与绿灯时间利用率，通常在交叉口的实际设计工作中为各条道路设置相应的可以接受的最大饱和度限值，又称为饱和度实用限值，用x表示。饱和度实用限值一般设置在0.9左p右。实践表明，当饱和度保持在0.8~0.9之间时，交叉口可以获得较好的运行条件；当交叉口的饱和度接近1时，交叉口的实际通行条件将迅速恶化。②加大交叉口某信号相位的绿信比也就是降低该信号相位所对应的放行车道的饱和度。当然，某一信号相位绿信比的增加势必造成其它信号相位绿信比的下降，从而将会导致其它信号相位所对应的放行车道的饱和度相应上升。因此，研究整个交叉口的总饱和度很关键。20，交叉路口过饱和交叉口的总饱和度是指饱和程度最高的相位所达到的饱和度值，而并非各相位饱和度之和，用X表示。对于某一确定的信号周期，当调节各个信号相位的绿信比使得各股关键车流具有相等的饱和度时，交叉口的总饱和度将达到最小值，此时公式成立：nyyyykYXx1x2xnk112nnCL12nkCk1式中，x、x、„x分别表示各关键车流的饱和度。从交叉口总饱和度的定义可以推知，如果交叉口总的绿信12n比小于交叉口的总交通流量比，则说明该交叉口的总饱和度必将大于1，不具备足够的通行能力，也就是过饱和。21，延误时间车辆的延误时间是指车辆在受阻情况下通过交叉口所需时间与正常行驶同样距离所需时间之差。由于单位时间段内到达交叉口的车辆数和车辆到达交叉口的时间间隔是随机变化的，因此，在每个信号周期内总有一部分车辆在到达交叉口停车线之前将受到红灯信号的阻滞，行驶速度降低，甚至被迫停车等待，并在等候一段时间后通过起动加速，逐渐穿过交叉口。图2-3描述了车辆在到达停车线前由于受到红灯信号的影响，逐渐减速停车，并在等待一段时间后，加速起动通过交叉口的全过程。行驶距离V=VC停车线位置附近理想到达时间理想离开时间停驶延误时间V=VC减速延误时间加速延误时间行驶时间tttttt123456图2-3交叉口受阻滞车辆的行驶时间－距离图示图中，t对应车辆受红灯信号影响开始减速的时刻，t对应车辆若不受红灯信号影响正常行驶到停车位置的时刻，12t对应车辆经过减速实际行驶到停车位置的时刻，t对应车辆起动加速的时刻，t对应车辆加速到正常行驶速度的346时刻。可以看出，在t至t时间段，车辆处于减速运动过程，t至t线段长等于车辆以正常行驶速度从开始减速的1312位置行驶到停车位置所需的时间，t至t线段长即为车辆减速延误时间；在t至t时间段，车辆处于加速运动过程，2346t至t线段长等于车辆以正常行驶速度从开始加速的位置行驶到车辆加速到正常行驶速度的位置所需的时间，t至564t线段长即为车辆加速延误时间。在t至t时间段，车辆处于停车等待状态，t至t线段长即为车辆停驶延误时间。53434由车辆延误时间的定义可知，车辆通过交叉口的延误时间将由“减速延误时间”、“停驶延误时间”与“加速延误时间”三部分构成，可以用图中t至t的总线段长表示。假设车辆的平均加速度为±a，车辆的平均行驶速度为V，25C那么在交叉路口受信号控制影响而被迫停车的车辆的平均减速延误时间与平均加速延误时间之和VVVdCCC，也称之为平均车辆一次完全停车所对应的“减速—加速延误时间”。h2a2aa交叉口总的延误时间是指所有通过交叉口的车辆的延误时间之和，用D表示；交叉口的平均延误时间则是指通过交叉口的车辆的延误时间平均值，用d表示。交叉口的平均延误时间是一个评价交叉口运行效果和衡量交叉口服务水平的重要指标，具有十分重要的参考意义。22，排队长度某一信号相位某车道获得放行时停车线后面排队的车辆数或所占路段长度。23，停车次数车辆的停车次数（停车率）是指车辆在通过交叉路口时受信号控制影响而停车的次即车辆在受阻数，情况下的停车程度，用h表示。值得注意的是，并非所有受阻车辆受到交叉路口信号阻滞时都会完全停顿下来，有部分车辆可能在车速尚未降到0之前又加速至原正常行驶车速而驶离交叉路口。因此根据车辆在受阻情况下的停车可分为完全停车与不完全停车两种。图2-4表示了三种不同的车辆受阻行驶情况。对于情况（A），车辆的行驶速度降为0后，车辆经过一段时间的停止等待，再加速通过路口；对于情况（B），车辆的行驶速度刚降为0，又立即加速通过路口；对于情况（C），车辆的行驶速度未降为0，就又加速通过路口。我们把（A）、（B）两种情况称为一次完全停车，把情况（C）称为一次不完全停车。行驶速度行驶速度行驶速度V=VCV=VCV=VCddddhaaaaaa行驶时间行驶时间行驶时间（A）（B）（C）图2-4完全停车与不完全停车从图2-4我们可以看出，判断受阻车辆是否构成一次完全停车可以通过比较车辆的延误时间与平均车辆一次完全停车所对应的“减速—加速延误时间”的大小来确定，即只要满足d≥d，受阻车辆就构成一次完全停车。对于dh＜d的情况，虽然受阻车辆可能没有完全停顿下来，但由于车辆也受到了一定程度的阻滞，构成了一次不完全停车，h故应将其折算为“一定程度”的停车，折算系数为d／d。因此车辆延误时间与停车次数之间的相关关系可以用公h式表示：1ddhdhdddhh交叉口总的停车次数是指所有通过交叉口的车辆的停车次数之和，用H表示；交叉口的平均停车次数则是指通过交叉口的车辆的停车次数平均值，用h表示。平均停车次数也是一个衡量信号控制效果好坏的重要性能指标。减少停车次数可以减少燃油消耗、减小车辆轮胎和机械磨损、减轻汽车尾气污染、降低司机和乘客的不舒适程度，同时确保交叉口的行车安全。值得注意的是，对于一辆车而言，其延误时间越小，则停车次数也越小；而对于一个交叉口而言，其总的延误时间越小，其总的停车次数未必越小。这是完全由公式所决定的。因此交叉口的平均延误时间与交叉口的平均停车次数之间既存在一定的关联性，也存在一定的差异性，可以作为两个相对独立的性能指标来评价交通控制系统运行的优劣。在交通信号控制所涉及到的基本概念当中，通行能力、饱和度、延误时间和停车次数是反映车辆通过交叉口时动态特性和进行交叉口信号配时设计的四个基本参数。交通信号控制的目标就是要寻求较大的通行能力、较低的饱和度，从而使得通过交叉口的全部车辆总延误时间最短或停车次数最少。24，车头时距车头时距【timeheadway】指的是在同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆车头端部通过某一断面的时间间隔。一般用ht表示单位s/Veh。车头间距使用平均车头时距来描述的：平均车头间距=平均车头时距*平均车速一般，为了安全，最短车头时距取2s左右的行程。即：极限车头间距=最短车头时距*速度。25，交通拥挤交通拥挤是指交通需求超过道路的交通容量时，超过部分的交通量滞留在道路上的交通现象。交通拥挤是每个城市的一大久治不愈顽症。交通拥挤与加快的城市化步伐及城市人口的增多有着密切的联系，而交通的拥挤也给城市环境及出行安全带来了隐患。26，交通阻塞交通阻塞是行驶中的车辆在道路的某一区段异常地密集或集中，导致后续的车队低速驾驶或停驶的状态。分自然阻塞、人为阻塞等。三，交通信号控制方式时间(S)通过带宽B通过带轨迹线相位差O相位差OCBCABCD距离(m)红灯绿灯图3-1线控系统时间—距离图1，两相位控制一个信号相位周期含有两个信号相位的控制方式，称之为两相位控制。此控制方式最大的劣势在于交叉口直行车道一旦处于临界饱和或过饱和状态．不能给左转车提供足够的可穿插空当．造成交叉口堵塞。2，多相位控制多相位交通信号控制较之两相位控制增加了左转相位．相应多了相位损失时间，理论上通行能力降低。但由于放行流向处于保护相位下．消除了交叉冲突点．能满足“跟随、快速、连续”的行驶条件，能够保证实际通行能力接近理论值。同时又大大降低了交叉口的事故隐患，并能缓解交通参与者在通过交叉口时的心理压力。在两相位控制方式下．交叉口直行车道处于临界饱和或过饱和状态时，容易造成交叉口内大量压车．使实际通行能力比理论值大大降低。在这种情况下．应变换为多相位控制方式。两相位和多相位交通信号控制各有利弊．应根据交叉口条件和该路口交通流特性加以选择。一般两相位信号控制下的交叉口通行能力略大于在多相位信号控制。但当交叉口直行车道接近饱和状态．而左转车比例又相对较高，且有条件在进口道划分出专用车道时．宜采用多相位信号控制．将左转和直行车流分离。当路口接近正交时．应先放行左转车流。当两相位信号控制下交叉口通行秩序混乱时．采用多相位信号控制，对于缓解阻塞，保证交叉口通行能力的实现，提高交叉口运行的安全性显得更有意义。3，单向协调单向干道协调控制是指以单方向交通流为优化对象的线控方式。单向干道协调控制常用于单向交通、变向交通或两个方向交通量相差悬殊的道路，因其只需顾及单方向的交通信号协调，所以相位差很容易确定。4，双向协调1）同步式干道协调控制在同步式干道协调控制中，连接在一个系统中的全部信号，在同一时刻对干道协调相位车流显示相同的灯色。当车辆在相邻交叉口间的行驶时间等于信号周期时长整数倍时，即相邻交叉口的间距符合式时，这些交叉口正好可以组成同步式干道协调控制，车辆可连续地通过相邻交叉口。snvC式中，n为正整数；其余符号意义同前。当相邻交叉口间距相当短，而且沿干道方向的交通量远大于相交道路的交通量时，可把相邻的交叉口看成一个交叉口，绿灯启亮时刻也相同，组成一个同步式协调控制系统，改善干道的车辆通行；或当干道流量特别大，高峰小时交通量接近通行能力，下游交叉口红灯车辆排队有可能延长到上游交叉口时，将这些交叉口组成同步式协调系统，可避免多米诺现象的发生。当然，这种系统本身在使用条件上也有很大的局限性，而且由于前方信号显示均为绿灯，驾驶员常常加速赶绿灯信号，降低交通安全性。2）交互式干道协调控制交互式干道协调控制系统与上述系统恰好相反，即在交互式干道协调控制系统中，连接在一个系统中的相邻交叉口干道协调相位的信号灯在同一时刻显示相反的灯色。当车辆在相邻交叉口间的行驶时间等于信号周期时长一半的奇数倍时，即相邻交叉口的间距符合式时，采用交互式干道协调控制。mvCs2式中，m为奇数；其余符号意义同前。5，手动控制按一次手动按钮切换到下一个阶段，不按手动按钮则灯色保持不变。6，黄闪控制各相位主灯组黄灯以固定频率闪烁，只起提示作用的一种特殊控制方式，是闪光控制的一种。7，单点控制根据车辆检测器测得进口道实时交通数据，及预先设定的最短绿灯时间、最长绿灯时间、单位延长绿灯时间等参数，实时控制信号灯的显示时间长，并能根据交通量的变化自动跳越相位。8，多时段定时控制定时信号控制是根据交叉口以往的交通情况，预先设定信号周期和相位绿灯时间等参数。这种预先设定的参数在整个时间段内都是固定不变的，也就是说，定时信号控制的配时参数是不会随着实际情况变化而改变的，只有当实际交通状况与设计时采用的交通状况相符时，才能取得预期的控制效果。定时控制具有工作稳定可靠，便于协调相邻交叉口的交通信号，设施成本较低，安装、维护方便等优点，适用于车流量规律变化、车流量较大（甚至接近饱和状态）的情况，然而存在灵活性差、不适应于交通流迅速变化的缺点。经研究发现，绝大部分交叉口一天中的交通量将按时间段规律变化。因此，为使信号配时能适应各个时段的不同交通量，提高交叉口的通行效率，各时段的信号配时方案应按所对应的设计交通量分别优化计算确定。时段划分可视实际情况分为：早高峰时段、午高峰时段、晚高峰时段、早低峰时段、午低峰时段、晚低峰时段等等。9，感应控制感应控制是根据车辆检测器检测到的交叉口交通流状况，使交叉口各个方向的信号显示时间适应于交通需求的控制方式。感应控制对车辆随机到达的适应性较大，可使车辆在停车线前尽可能少地停车，从而达到保证交通畅通的效果。感应控制实时性较好、适应性较强，适用于车流量变化大而不规则、主次相位车流量相差较大、需要降低主干道干扰的情况，然而存在协调性差、不易实现联机控制的缺点。为了使信号控制能够根据交叉口实际交通状况作出反应，出现了感应式信号控制，其工作原理如图3-9所示。感应控制对车辆随机到达的适应性较大，可使车辆在停车线前尽可能少地停车，从而达到交通畅通的效果。交通状态信息感应控制算法控制输出信号感应控制模块车辆检测设备交通流系统路口信号灯图3-9感应式信号控制工作原理框图可以看到，感应信号控制是一个反馈控制过程，从理论上讲，这种控制应取得良好的控制效果。但是实践表明，如果主要道路和次要道路上的交通流量都很大，甚至接近饱和状态时，感应控制的控制效果还不如定时控制。感应控制根据车辆检测方式可分为单个车辆检测控制与车队检测控制。单个车辆检测控制的基本工作原理是：绿灯启亮时，先给出一段最小绿灯时间，在这一段最小绿灯时间结束前，如果检测到有车辆到达，则相应延长一小段绿灯时间，如果其后又检测到有车辆到达，则再相应延长一小段绿灯时间，依次类推，直到当绿灯时间累计达到预定的最大绿灯时间或在绿灯时间内没有车辆到达，这才切换到下一信号相位；车队检测控制的基本工作原理是：检测交叉口存在的车队情况，即只有当一个预定长度的车队被检测到时，该进口道才启亮绿灯和延长绿灯时间。一旦车队消失，便切换到下一信号相位。当然，单个车辆检测控制与车队检测控制对于检测器埋设位置的要求也有所不同。10，全感应控制全感应控制适用于相交道路优先等级相当、交通量相仿且变化较大的路口。根据实际路口的不同交通流状况，可以采用与之适应的全感应控制方式与控制算法。例如，基于车辆到达的步进式全感应控制适用于具有多条主干道，且主干道车流量变化较大的路口，其程序如图3-10（1）所示；基于类饱和度的全感应控制适用于具有多条主干道，且主干道车流量较大的路口，其程序流程如图3-10（2）所示；基于车辆到达的跳相式全感应控制适用于主相位与次相位车流量相差较大，且次相位数目较多的路口，类似于一个扩展了的半感应控制。基于车辆到达的步进式全感应控制可以看作车辆检测器埋设在主干道的半感应控制的一种扩展。这种感应控制需要确定所有信号相位的初始绿灯时间、单位延续绿灯时间和最大绿灯时间，这些时间参数的确定方法与其在半感应控制中的确定方法类似。运行第i相第i相运行时间达到N第i相最小绿灯时间YN第i相新增到达车辆Y运行第i相第i相运行时间清零第i相运行时间达N到第i相延续时间YN第i相运行时间达到第i相最大绿灯时间Y运行下一相图3-10（1）基于车辆到达的步进式全感应控制流程图基于类饱和度的全感应控制算法中使用到的类饱和度概念有别于前面介绍的饱和度。类饱和度x是指被车流有效利用的绿灯时间t与绿灯检测时间t之比，即VOGtxVOtG其中，被车流有效利用的绿灯时间等于绿灯检测期间（通常取为最小绿灯时间t）内有车辆通过检测器的时min间与相邻车辆之间不可缺少的空档时间的累计和。ttNttNttNVOOGEGE式中，t表示有车辆通过检测器的时间；t表示无车辆通过检测器的时间；N表示空档个数；表示相邻车辆OE之间不可缺少的空档时间。通过检测器（感应线圈）信号脉冲的宽度和个数，可以获取t、t与N。值得OE注意的是，对于这种感应控制，检测器应埋设在停车线略后方。运行第i相第i相运行时间达到N第i相绿灯检测时间Y计算第i相有效车辆占用绿灯时间计算第i相类饱和度第i相运行计算第i相时间清零延续时间运行第i相第i相运行时间达N到第i相延续时间Y运行下一相图3-10（2）基于类饱和度的全感应控制流程图基于类饱和度的全感应控制是利用检测到的类饱和度进行全局一次性延时，其延续时间t的计算公式可以表示C为：0xt0txt0xtttCmaxminttxtttmaxminmaxmin式中，为类饱和度阀值；t为延续绿灯时间系数；t为感应相最大绿灯时间；t为感应相最小绿灯时间，maxmin亦为绿灯检测时间。11，半感应控制半感应控制适用于主干道与次干道车流量相差较大，且次干道车流量波动明显的路口。半感应控制根据车辆检测器的埋设位置不同又可以分为：次路检测半感应控制和主路检测半感应控制两种。对于检测器埋设在次路上的次路检测半感应控制，次路通行的信号相位称为感应相，而主路通行的信号相位称为非感应相，次路通行绿灯时间由次路上车辆的到达情况决定，其余绿灯时间将分配给主路通行。次路检测半感应控制实质上是次路优先，只要次路有车辆到达就会打断主路车流，因此其主要用于某些有特殊需要的地方，如消防队、医院等重要机关出入口处。此外，这种控制方式特别不利于次路上非机动车辆的通行，因为当次路机动车很少时，次路非机动车往往需要等待很长时间，等到有机动车到达时，才能随之通过交叉口。对于检测器埋设在主路上的主路检测半感应控制，主路通行的信号相位称为感应相，而次路通行的信号相位称为非感应相，主路通行绿灯时间由主路上车辆的到达情况决定，次路通行绿灯时间则固定不变。主路检测半感应控制可以避免主路车流被次路车辆打断，且有利于次路上非机动车辆的通行。下面以一种次路检测半感应控制方法（如图3-11所示）为例，说明其程序流程以及相关时间参数的确定方法。从图3-11可以看出，半感应控制的信号周期与相位绿灯时间并非固定不变，它们将随感应相（次干道）的车辆到达情况而变。在次路检测半感应控制中，需要确定的主次干道信号灯配时参数有：主干道最小绿灯时间、次干道最短绿灯时间、次干道单位延续绿灯时间和次干道最大绿灯时间。下面将简要介绍这些时间参数的确定方法。1．主干道最小绿灯时间主干道最小绿灯时间由交叉口的交通情况确定。如果次干道车流量较小，而主干道不是交通比较繁重的城市道路，则可选取较短的最小绿灯时间，如25～40秒，以便有利于次干道车辆的通行；如果次干道车流量较大或主干道是交通比较繁重的城市道路，则应选取较长的最小绿灯时间，如40～75秒，以便有利于主干道车辆的通行。主干道方向放行主干道通行时间达到N主干道最小绿灯时间Y次干道有排队N车辆或到达车辆Y次干道通行时间清零次干道方向放行主干道通行时间清零N次干道通行时间达到次干道最短绿灯时间Y次干道新增排队N车辆或到达车辆Y次干道方向放行次干道通行时间达N到次干道延续时间YN次干道通行时间达到Y次干道最大绿灯时间图3-11次路检测半感应控制流程图2．次干道最短绿灯时间次干道最短绿灯时间与车辆检测器到停车线的距离和行人安全过街所需时间有关。这是因为，车辆检测器到停车线的距离决定了系统可以检测到的停放车辆数，而次干道最短绿灯时间要保证停在检测器与停车线之间的全部车辆经过加速起动后都能顺利通过交叉口，同时次干道最短绿灯时间还要保证换相时行人能安全过街。3．次干道单位延续绿灯时间次干道单位延续绿灯时间的设定也与车辆检测器到停车线的距离有关。如果车辆检测器与停车线之间的距离较大，则次干道单位延续绿灯时间取车辆从检测器行驶到停车线所需时间，此时可以根据两者距离与平均行驶车速求出，以保证已经越过车辆检测器的车辆能顺利驶过停车线；如果车辆检测器与停车线之间的距离很小，则次干道单位延续绿灯时间取车队相邻车辆之间的空间时距，以保证连续行驶的车辆能顺利驶过停车线。次干道单位延续绿灯时间对于感应控制的控制效果起着决定性的作用。从理论上讲，次干道单位延续绿灯时间应尽可能短，刚刚够用就行，以降低绿灯损失时间，提高运行效率；但是从实际情况和交通安全角度考虑，次干道单位延续绿灯时间不宜设置太短。因为车辆的行驶速度存在一定差异，如果次干道单位延续绿灯时间设置太短，可能导致某些已经越过车辆检测器的车辆却无法穿过停车线，并不能保证取得良好的控制效果，甚至出现紧急刹车的现象，存在交通安全隐患。4．次干道最大绿灯时间为了防止感应相（次干道）绿灯时间无限制延长，对于次干道绿灯时间的累计长度要有一定的限制，这就是次干道最大绿灯时间。由于次干道最大绿灯时间的最佳值受次干道单位延续绿灯时间影响较小，因此，次干道最大绿灯时间可以按照定时配时设计方法确定：先计算分配给次干道感应相的绿灯时间，再将这一时间乘以1.25～1.50的系数，所得时间即为次干道最大绿灯时间。针对次干道在不同时段具有不同交通量的特点，还可以为感应相设计与之相应的次干道最大绿灯时间，以满足不同时段次干道的交通需求，提高其交通安全。对于主路检测半感应控制，需要确定主次干道信号灯的配时参数有：主干道最短绿灯时间、主干道单位延续绿灯时间、主干道最大绿灯时间和次干道绿灯时间。其程序流程以及相关时间参数的确定方法与次路检测半感应控制基本类似。12，线协调控制将一条干道上的两个以上交叉口的信号灯，按照一个既定的目标，以某种方式协调显示灯色的控制系统。基本思想：使主干道上每个交叉路口放行绿灯的时间都比相邻的前一个交叉路口，依次延迟一段时间干道信号协调控制中要考虑三个最基本的参数：公用周期时长、绿信比和相位差。公用周期时长与绿信比两个基本参数同单点信号控制中的确定方法稍有不同，下面主要介绍它们在干道信号协调控制中特别需要注意的地方。1，公用周期时长在线控系统中，为使各交叉口的交通信号取得协调，各交叉口的周期时长必须相等。为此，必须先按单点定时信号配时方法，根据系统中各交叉口的渠化及交通流向、流量，计算出各交叉口所需周期时长，然后从中选出最大的周期时长作为这个线控系统的公用周期时长。同时，称周期时长最大的这个交叉口为关键交叉口。在实际的控制系统中，存在一些交通量较小的交叉口，其实际需要周期时长接近于公用周期时长的一半，这时可以把这些交叉口的周期时长定为公用周期时长的一半，这样的交叉口叫做双周期交叉口。实施双周期交叉口是为了增加车队通过带宽度和减少延误时间（尤其是次要街道），但同时由于双周期交叉口的周期时长仅为公共周期时长的一半，车队常常在这样的交叉口被截断成两部分，可能破坏绿波效果。一般来说，当对某些交叉口实施双周期的线控方案优于其它方案时才做此选择。2，绿信比在线控系统中，各个信号的绿信比是根据各交叉口各方向的交通流量比来确定，因此，各交叉口信号的绿信比不一定相同。但在线控系统设计时为增加绿波带宽度要对绿信比进行调整。13，无电缆线协调控制无线线控通过准确的时钟进行同步，每隔一定时间，进入无线线控的信号机将根据对时信号进行准确对时。无缆连接是指在线控系统中，线控系统各信号控制机配时方案间的连接，不用电缆作信息传输的介体。1）靠同步电动机或电源频率连接从第一个控制机开始，按先后次序逐一把各机的配时方案，由人工根据各控制机间的计算时差，设置到信号控制机中。设定的各控制机间的时差关系，靠控制机中的同步电动机或电源的频率来保持。这是线控系统各信号控制机间在时间上取得协调的一种最简单的连接方式。其设施简单，安装维护费用低；但这样的连接方式，无法在各控制机中设置分时段的不同配时方案，只能限用于只有一种配时方案的系统，而且当有信号失调，或电源频率不稳定时，很容易导致整个系统失调。系统失调后，就必须由人工到现场重新调整，所以这种方法只能是没有其它方法可用时的一种权宜措施。2）用时基协调器联结用一个叫做时基协调器（Time-basedcoordinator）的十分精确的数字计时和控制设施，把各控制机的配时方案连接起来，实现各机间的时间上的协调。系统中每个控制机的机箱内，都需装一个时基协调器，保持系统中各交叉口之间的正确时差关系。时基协调器本身也需与当地电源连接，但在供电发生问题时，自备电池可使它继续保持精确的时间。时基协调器可执行每天各时段和每周各天的不同配时方案，所以可用在多时段配时的线控系统中。用时基协调器的连接方式，也不必使用电缆。在配时方案有改变时，也必须由人工到现场逐一对各控制机进行调整。3）用石英钟连接信号控制机内装有准时的石英钟和校时设施，设定在线控系统各控制机的配时方案就靠各机内的石英钟联结协调。14，区域协调控制区域协调是指在交通中心的宏观调控作用下，根据不同的交通流量，最大限度地发挥路口之间互补的优势，均衡每个路口的交通流量，从而提高道路的通行能力。他要求路口之间(即包括城市道路与快速路、城市道路与城市道路)的良好协作，然而路口之间是相互影响、相互作用的，因此为实现区域协调必然会引起路口之间出现一定程度的冲突。人们对区域信号控制的概念分狭义和广义两种理解：狭义上的区域信号控制，是将关联性较强的若干个交叉口统一起来，进行相互协调的信号控制方式，即所谓的区域信号协调控制；广义上的区域信号控制，是指在一个指挥控制中心的管理下，监控区域内的全部交叉口，是对单个孤立交叉口、干道多个交叉口和关联性较强的交叉口群进行综合性地信号控制。在城市交通指挥控制中心，设计者必须从区域信号控制的广义概念出发，构建整个区域信号控制系统。建立这样的区域信号控制系统，首先，能有效实现区域的整体监视和控制，能将任何地点发生的交通问题和设备故障在较短的时间内检测出来，并从整个路网上实时收集所需的各种交通状态数据；其次，可根据区域内各交叉口的实际情况，因地制宜地为它们选取最合适的控制方式；再次，能方便实现交叉口所采用的信号控制方式的转变，能有效适应城市信号控制未来发展的需要。15，自适应控制根据交通流的状况，在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流变化的控制方式。四，交通流特性1，交通流特性交通流特性是指道路上车流的特性，即车辆在道路上行驶的整体相关特性。可以用交通量、交通密度和速度表示。1.交通量交通量是指单位时间内通过道路某横断面的车辆数。交通量是交通工程中最重要的基础资料，是道路规划、道路设计、交通规划、交通管理和交通控制的依据。交通量是一个随机变量，时刻处于变动之中，因此通常取某一时段内的平均值作为该时段的交通量。常用的平均交通量有：年平均日交通量、月平均日交通量、周平均日交通量、平均日交通量。交通量的大小与经济发展速度、人民文化生活水平、民族习惯、气候、物产等多方面的因素有关，它不仅随时间的不同而变化，而且还随空间的不同而变化。这种随时间和空间而变化的现象，称之为交通量的时空分布或称为交通量的分布特性。交通量随时间而发生变化，反映了工、农业经济与文化生活各方面对交通需求的变化。这种交通量变化具有逐时、逐日、逐月的变化规律。而这些交通量变化规律，一般采用月变系数K月、周变系数K周、时变系数K时表示，其计算公式为：月=年平均日交通量K/月平均日交通量交通量的大小不仅随时间变化，而且随地区、地点、方向和车道的不同而变化，这种随空间而发生的变化称为空间分布。城乡分布a.路段上的b.分布交通量的方c.向分布2.行车速度交通流的速度对道路规划和设计是一项重要的控制指标，同时也是交通运输中的一个重要指标。速度是单位时间内车辆的运行距离，可用下式表示：V=3.6L/t式中：v——车辆的行驶速度（km/h）；t——车辆的行驶时间（s）；L——行驶距离（m）。3.交通密度交通密度是交通流特性的基本参数之一，它一般用车流密度、车头间距、车头时距和车道占用率等参数表示。从交通密度的大小，可以判定交通拥挤情况，从而决定采取何种交通管理措施。交通密度是指在一条道路上车辆的密集程度，即在某一瞬间内每单位道路长度的车辆数目。车头间距是指同向行驶的一列车队中，相邻两辆车车头之间的距离，如果用时间来表示车头之间的距离，则称为车头时距。车道占有率是指观测路段内行驶的车辆总长度与观测路段总长度之比值。4.交通量、车速和密度之间的关系平均流量=平均密度×空间平均车速2，交通流模型建立交通模型的目的在于，用数学方法模拟车流在路网上的运动状况，研究路网配时参数的改变对车流运动的影响，以便客观地评价任意一组路网配时方案的优劣。因此，交通模型应当能够对不同路网配时方案控制下的车流运动状况，即延误时间、停车次数、燃油消耗等性能指标作出最为真实可靠的估算。交通模型主要包括对路网交通环境（路网结构）、交通过程（流量周期变化图式）与交通预测（延误时间与停车次数的计算）的描述。3，交通流仿真为了判别人工智能方法的合理性、有效性，需要仿真软件来进行验证。目前有两类验证方法，一种是通过Matlab、C语言编制仿真程序，另一种是通过专用的交通仿真工具进行验证。交通仿真软件使用灵活、能够更加直观地模拟交通控制现场。现介绍北京工业大学智能交通中心采用的微观交通仿真软件PARAMICS，该仿真软件功能强大、使用方便灵活4，交通信号优化算法交通控制领域中人工智能基础研究方法有专家系统、模糊控制、遗传算法、神经网络等。专家系统，目前尚无一个精确的、全面的、公认的定义。但是，一般认为：专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家才能处理的复杂问题。也就是说，专家系统是这样的一个系统：（1）它是一个智能计算机程序系统；（2）它能处理现实世界中提出的需要有专家来分析和判断的复杂问题；（3）它能利用专家推理方法让计算机模型来解决问题，并且如果专家系统所要解决的问题和专家要解决的问题相同的话，专家系统应该得到和专家一致的结论。模糊系统模糊逻辑是一种处理不确定性、非线性等问题的有力工具，特别适用于表示模糊及定性知识，与人类思维的某些特征相一致，故嵌入到推理技术中具有良好效果。模糊控制能有效处理模糊信息，但是产生的规则比较粗糙，没有自学习能力。遗传算法遗传学通过运用仿生原理实现了在解空间的快速搜索，广泛用于解决大规模组合优化问题。在解决实时交通控制系统中的模型及计算问题时，可以通过遗传算法进行全局搜索和确定公共周期，也可以利用遗传算法来解决面控系统中各交叉路口信号控制方案的最优协作问题，有效避免可能由此引起的交通方案组合爆炸后果。神经网络人工神经网络擅长于解决非线性数学模型问题，并具有