城市交通信號控制系統

彭爽

摘 要：城市交通信號作為城市道路交通管理的重要組成部分，它直接關系著我國城市道路交通系統是否能夠維持正常運行，與人們日常生活中的交通出行有著密切關系。隨著我國現代化的飛速發展，城市發展對交通方面的需求越來越高，城市交通信號控制也因此扮演著越來越重要的角色。文章將針對我國城市交通信號系統的發展現狀進行分析，并提出優化城市交通信號系統的策略及有效措施。

關鍵詞：交通信號控制 發展特點 優化策略

中圖分類號：U231.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（c）-0025-02

城市交通信號控制系統在協調控制方面主要包括五個方面：聯網控制系統、交通調節控制系統、交通響應控制系統、交通自適應控制系統以及基于時間的協調控制。自我國改革開放以來，城市現代化的迅速發展導致交通工具的數量大大增加，為了保證我國城市交通能夠適應發展的現狀，我國也逐漸產生了適合自己城市發展特點的交通信號控制系統，例如，南京的萊斯城市交通控制系統，上海交大的舒達城市交通自適應控制系統，以及海信交通信號控制系統等。此外，我國每年也對城市交通控制系統進行了不小的投資，致使我國城市交通信號控制路口都擁有著萬臺信號機作業的大型規模。但為了滿足日益增長的交通發展需求，應該針對我國交通的現狀更深層次地優化城市交通信號控制系統。

1 城市交通信號控制系統的發展特點

1.1 技術革新對交通信號控制的推動作用

新型采集技術的出現推動了城市交通信號控制系統的發展。線圈檢測技術作為我國交通信號控制系統的傳統技術，也存在著一定的局限性。比如不能精準辨別每輛車的類型、不能獲取旅行時間等信息。而隨著科技的發展，衛星定位技術以及車聯網技術逐漸被廣泛運用到城市交通信號控制系統的各個方面，不僅能夠通過檢測車輛車牌和電子標簽來獲取車輛的完整信息，而且能夠為交通信號控制加強數據基礎，使傳統的“單項數據輸入→模型制造→信號輸出轉變”的模式改變為現在的“反饋數據輸入→模型制造→信號輸出改變→效果檢測→模型反饋”的模式，其系統更加完善、更加科學，從而達到對交通管理系統實時監控的目的。

1.2 控制方式發生改變

以控制方式來劃分，目前我國城市交通控制系統可分為兩種，一是被動式控制系統，二是主動式控制系統。被動式交通信號控制，顧名思義，交通信號是被動地控制交通流的變化和波動，以道路車輛為檢測主體，通過實時監測的方法，掌握其實時狀態和變化規律，并根據這些數據產生控制參數來對信號變化進行控制，其控制隨交通情況的變化而變化，我國大多的城市基本都屬于被動式交通信號控制系統。因為被動式控制具有控制情況復雜多變的弊端，給交通信號的控制帶來了一定的難度，所以近年來主動式控制方式受到了專業人員重視，主動式交通信號控制具有主動調節路口交通流的作用，能夠按照交通管理者的意愿進行規劃，這樣能夠大大降低交通事故出現的概率，實現交通信號的主動控制。其主動的交通控制思想在大數據、車聯網等方面都有了顯現，但其落實和運用還需要預測技術、檢測技術的更高發展。

1.3 仿真集成的運用

在交通信號控制的優化和評價方面，我國正在從目前運用較廣泛的的仿真軟件逐漸向新興的半實物仿真的集成技術靠攏。近年來仿真集成技術取得不小的發展，目前已經能夠實現通過信號控制機在仿真的交通狀態下進行控制系統的模擬測試。信號控制機在仿真狀態下的實施組成部分包括交通仿真軟件、接口DLL、控制及接口（CID）以及交通信號控制機。現如今運用較多的交通仿真軟件包括VISSIM、CORSIM和PARAMICS等，這些軟件通過與信號機界面設備與信號控制機進行交互，以DLL開發軟件接口從而實現計算機與信號機的信息交流。通過半實物仿真技術可以實現交通系統的模擬測試，從而驗證信號控制軟件是否完備合理，不足之處可以繼續修改和完善。此外，半實物仿真技術也擁有模型預測控制、智能理論控制等人工智能技術特點，通過線后的數據反饋評估，達到使交通控制模型擁有在線自學能力的目的。

2 優化交通信號控制系統的策略及措施

2.1 推動智能化發展

近年來隨著人工智能技術的飛速發展，智能化在城市交通控制系統的運用受到了廣泛的關注。此外，城市交通控制方式多樣，包括定時控制、感應控制以及自適應控制等，其進行監測的目標也較為復雜，例如延誤最小、通行能力最大以及特殊車輛有限等情況。而如果只依靠人工進行手動對交通信號控制系統調控，顯然會需要花費大量的時間和精力。因此，為了提高交通信號控制的效率，需要根據交通變化選擇最科學最合理的的控制策略，運用人工智能技術通過遺傳算法、強化學習等方式使交通信號控制系統實現智能化，提高交通信號控制的運行效率。

2.2 促進集成化管理

隨著我國檢測技術以及通信技術水平的提高，城市交通控制系統逐漸向集成化方向靠攏，同時，也為了滿足現代化交通變化的多種需求，城市交通信號控制的集成化也是無法避免的。

促進集成化管理需要從下面兩個方面進行優化改革，一是控制方法的集成，二是信號控制設備的集成。控制方法的集成是通過匯聚多種控制方法實現對交通變化的控制，使每個城市能夠根據自己不同的交通現狀構建最優的策略加以適應。信號控制設備的集成化能夠在完成信號控制功能的基礎上通過模塊化設計使數據的發布和監控功能相集成，從而達到對終端設備的控制集成化，提高信號控制系統的管理效率。

2.3 形成多模式化控制

傳統的交通信號控制系統由于在許多方面存在局限性，所以形成多模式的控制方式是十分必要的。在系統結構中可充分發揮分散系統、中心系統以及多層分布系統的特點進行全面的、綜合的控制，使系統結構更加靈活、多樣以及具有較強適應性的控制優勢，進一步提高系統的可靠和穩定性。

2.4 建立標準化體系

由于傳統的交通信號控制沒有統一的標準體系，所以在面臨復雜多樣的交通變化時常常會出現系統硬件設備的混亂。針對這樣的問題，美國在系統硬件設備方面制定了ATC標準體系，應用NTCIP的標準體系來規范系統與系統間的信息交流，我國的城市可根據實際情況進行效仿，推動交通信號控制的標準化發展。

3 結語

綜上所述，我國的交通信號控制系統的發展趨勢主要體現在科技技術的革新、控制方式的改變以及仿真集成的廣泛運用，而為了進一步滿足現代化交通變化的多種需求，需要從智能化、集成化、多模式化、標準化這幾個方面優化改革，以更高效、更科學的策略實現對交通信號控制全面發展的推動。

參考文獻

[1] 肖超.城市區域交通信號控制方法及仿真研究[D].西南交通大學，2014.

[2] 魏勇.城市區域交通信號控制及交通狀態分析研究[D].浙江大學，2013.

[3] 肖楠.城市軌道交通信號控制方式探討[J].電子世界，2018（5）：151-152.