前言

根據信號控制策略的不同，信號控制分為定時控制和動態控制，定時控制是指信號控制方案固定，動態控制是指根據交通流的變化情況實時調整信號控制方案。目前國內外的信號控制已經逐步由定時控制發展到動態控制研究，專家學者構建了一些信號動態控制模型，但這些模型的數據參數容易老化、失效，難以實現真正意義上的動態控制，具有一定的局限性。在信號動態控制系統上，以SCATS和SCOOT應用較為廣泛，然而SCATS系統未使用任何的實時交通模型、僅根據類飽和度和綜合流量從有限數目的既定方案中選擇配時參數，限制了其配時參數的優化程度，使其不能及時而準確地適應實時交通變化的客觀要求；SCOOT系統的信號相位則不能自動增減，相序也無法改變，控制子區也不能自動劃分，動態性不強。

在“互聯網+”環境下，如何突破傳統信號控制理論的限制，實現動態信號控制成為當前信號控制理論研究新趨勢。將大量的實時動態交通數據與信號控制系統自身的數據資源融合應用后，通過構建一套新的控制參數模型能進一步提升控制方案與交通的適配性，從而提高交叉口和路段的通行效率。

交通信號技術發展趨勢

1、通過大數據評價信號控制效果

在“互聯網+”環境下，交通數據更加豐富、多樣，且能獲得實時的交通狀態數據，將這些數據進行預處理、融合，構建一套全面反映交通狀態及信號控制效果的評價指標輔助日常的交通信號優化工作以及交通決策管理是大數據時代的信號發展趨勢。

2、利用大數據輔助構建信號控制優化模型

隨著數據源的不斷增多、實時性增強，信號控制系統對交通狀態的感知增強，利用完善的數據構建信號控制優化模型輔助交通信號控制系統，完善系統參數設置，提高信號控制的水平，對緩解城市交通擁堵有較大的改善作用。

交通信號關鍵技術

1、基于“互聯網+”數據的交通信號控制評價體系構建及指標計算

基于浮動車、導航、手機APP等移動互聯技術能獲得路段的行程時間、速度，交通流檢測器能獲得斷面的交通流量和點速度，信號控制系統能獲得交叉口的流量數據，如何處理、融合“互聯網+”環境下的這些多源異構數據構建一套有效可行的信號控制評價指標體系是本次研究的關鍵。本項目研究致力于挖掘各種數據的價值，提出一套面向出行者、管理者和設計者、針對路口和路段的信號控制評價體系，并研究利用這些數據實現該體系的指標的計算結果。

2、不同交通狀態下的路口動態信號控制關鍵技術

現有信號控制技術由于無法全息感知路口狀態并動態調整配時，導致交叉口產生不必要的擁堵，綠燈利用率不高。本項目研究重點通過“互聯網+”獲得信號控制指標，在控制模型中引入指標值優化配時方案，形成反饋機制動態優化信號控制，其中路口在不同的交通狀態時優化的策略與方法不同，在未飽和時以各方向延誤均衡及總延誤最小建立模型，在飽和時研究主要方向溢出時的動態疏導模型。

3、不同交通狀態下的路段動態協調控制關鍵技術

在路段協調控制上，現有研究主要以靜態相位差協調為主，然而城市主干道交通高峰、潮汐現象明顯，采用靜態協調制方法并不能滿足實際的交通需求。本項目研究將針對不同交通狀態實現自適應動態協調控制，其中在未飽和狀態下實現子區的動態劃分以及子區內的動態相位差協調，在飽和狀態實現飽和交叉口的上游控流、下游疏導技術。

技術路線

對“互聯網+”環境下的多種數據源進行格式分析、數據預處理以及融合，形成統一的交通數據庫，數據可應用于信號控制評價、交通信號動態控制；以融合后的數據為基礎，構建交通信號控制評價指標體系，體系包括了路口及路段的多項指標；利用該指標可進一步研判交通狀態，當交通處于未飽和狀態時，以延誤、失衡指數等為輸入構建動態控制模型優化路口的控制參數，在路段層面上動態優化相位差實現路段的協調控制，在過飽和狀態下，構建動態疏導控制模型疏導排隊溢出現象，在擁堵無法疏導的情況下從路段層面采用動態控制疏導技術緩解交通擁堵；將方案與信號控制系統進行關聯，實現方案的運行。

應用展望

傳統的交通信號控制理念與技術已經無法滿足城市的交通發展需求，在“互聯網+”環境下，有待利用新技術、新方法提升城市的交通控制水平，引領新一代交通信號控制系統的發展。