道路交通信号系统产业界定及发展历程

第一节 道路交通信号系统定义及性质

1、定义

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。

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。

2、智能交通信号控制系统的主要控制方法

单点定配时多相位信号协调控制（时钟调用预设方案、减少交通冲突点、配合早断和迟启） 车辆感应实时自适应协调控制（调整周期、绿信比，增加有效绿灯时间）用户优先无电缆干线协调控制（协调周期、相位差，照顾行人、公交车、特种车）实时自适应区域控制（交通流仿真、优化效益指标、均衡区域交通流）

第二节 道路交通信号系统发展历程

1、道路交通信号系统发展历程

从二十世纪70年代中期，我国开始研发城市交通信号控制系统，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。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多年的发展过程中，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。

2、北京市交通信号控制系统发展历程

我国在交通信号控制系统开发与应用方面起步较晚，1973年开始进行单点信号机的研制，1985年在北京前三门大街实现城市交通线控系统控制。作为七五国家重大攻关项目，南京市在同济大学的协助下开发了一套国产智能化交通信号控制系统，由于种种原因，一些重要功能如实时自适应配时等没有使用。天津大学1989-1991年研究开发的城市交通控制系统TICS（Traffic Intelligent Control System）首次成功地把自学习智能原理应用于交通信号控制系统中，其产生也是受到人工智能和知识工程在其它领域成功应用的启发。

目前，我国大多数大中小城市均采用引进的SCOOT或SCATS系统。也有一些中小城市使用国产的系统，但在信号控制战略和信号优化方面与国外系统相比均存在一定的差距。北京是我国最早开展交通控制信号灯协调控制的城市，早在1979年北京就利用自有技术和设备建立了国内第一条线控系统，从那时起到现在大致经历了三个阶段。

1）自主开发实施阶段

1979年北京市首次进行前三门大街交通信号有线协调控制系统的研究，将9个路口作为信号灯线控试点，目的是提高线控范围内路口、路段的通行能力。经过一年实际使用，道路通行能力和路口平均受阻率均有很大程度的改变。

1980年底北京市在长安街的5个路口建立无电缆线控系统，提高了路段通行能力15％—20％。

1983—1985年建成计算机交通信号控制试验系统，包括一套中心控制设备和20台路口信号机及多种操作软件。

2）引进阶段

1985—1988年与南斯拉夫ISKRA控制有限公司共同开发建立了北京市中区计算机交通管制系统，其控制范围为以天安门为中心方圆45平方公里内的53个交叉路口，采用TRANSYT控制技术，并计划逐步由固定配时向SCOOT自适应信号控制技术过渡。

1985—1987年与英国PLESSY控制有限公司合作建立北京市东区计算机交通管制系统，其控制范围为朝阳区15平方公里内的38个交叉路口，首次采用SCOOT自适应信号控制技术，也是我国第一个交通信号区域控制系统。

1988—1994年，利用英国政府贷款和政府配套资金分两个阶段建立了北京市北区、西区和南区计算机交通信号控制系统，完成了5个小区控制中心和一个主控中心的联网建设，其控制范围为110平方公里内的105个交叉路口，均采用SCOOT自适应信号控制技术，第一建设阶段实现后，较好地适应了90年亚运会时城市道路交通控制与管理的需求。

3）恢复、扩展阶段

至1995年底，全市共有185个交叉路口纳入交通信号控制系统，至此，北京交通控制系统己初具规模。

截止到2004年，城八区有信号灯的交叉路口总数为1030个，其中UTC/SCOOT系统联网控制的路口有336个；埋设了1850个感应线圈检测器。目前北京市的UTC/SCOOT交通信号控制系统已经运行17年左右，系统也已经过几次升级改造，但是仍满足不了北京市的交通特点和路网现状，控制区域内阻塞情况时有发生，而且由于北京道路系统大规模改造对控制系统的破坏比较严重等一系列客观原因和由于技术、经验等主观原因，已建成的控制系统运行状态一直不很理想，加之道路改扩建工程增加的信号灯建设任务，以及由于经验和经济上的原因，早期缺乏统一规划，多种控制方式、模式共存，设备呈多样化，性能不一，互联性差，系统整体完好性差等情况都需要对北京市城市道路交通信号控制系统进行控制战略、控制模式等进一步研究，从而适应北京市不断变化的交通需求。

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