交通信号控制系统简介共16页
交通信号控制系统方案
交通信号控制系统方案一、交通信号控制系统的架构该交通信号控制系统包括交通信号控制中心、信号控制器、信号灯和车辆检测设备。
1.交通信号控制中心：负责整个交通信号控制系统的管理和监测。
它可以接收来自车辆检测设备的实时数据，根据交通流量情况进行信号配时和调度，并将控制命令发送给信号控制器。
2.信号控制器：安装在路口的信号控制设备，负责控制信号灯的开关和亮灯时长。
它接收来自交通信号控制中心的控制命令，根据配时方案控制信号灯的变化。
3.信号灯：交通信号控制系统的核心部件，用于指示交通参与者行驶的方向和时间。
包括红灯、黄灯和绿灯。
4.车辆检测设备：安装在路面上的感应器，用于实时检测车辆的流量和速度。
常见的车辆检测设备包括地感线圈、红外线传感器和摄像头。
二、交通信号控制系统的工作流程1.数据采集：车辆检测设备采集路面上车辆的流量、速度等实时数据，并传输给交通信号控制中心。
2.数据分析：交通信号控制中心对收集到的数据进行分析，包括交通流量、道路状况等情况，并进行交通预测。
3.信号配时和调度：根据数据分析的结果，交通信号控制中心制定合理的信号配时方案。
根据不同的道路状况和交通流量，调整绿灯亮灯时长和车道的流量分配。
4.控制命令下发：交通信号控制中心将信号配时和调度方案发送给信号控制器，控制器根据指令控制信号灯的变化。
5.信号灯控制：根据信号控制器的控制指令，信号灯进行开关和亮灯时长的调整，指示交通参与者的行驶方向和时间。
6.交通监测和调整：交通信号控制中心对信号灯控制效果进行监测和分析，根据实时的交通状况进行调整和优化，以提高交通效率，减少拥堵。
三、交通信号控制系统的特点及优势1.智能化：交通信号控制系统通过分析实时数据和交通预测，可以智能化地进行信号配时和调度，提高路口信号灯的效率和响应速度。
2.可调度性：交通信号控制系统可以根据不同的交通流量和道路状况，动态调整信号灯的配时和亮灯时长，适应交通流量的变化。
3.灵活性：交通信号控制系统可以根据需要进行灵活的参数配置，包括绿波带、特殊时段配时等，以适应不同路段和道路类型的需求。
交通信号控制系统
交通信号控制系统现代城市交通的智能控制与管理(urban traffic control system,UTCS)是智能交通系统的重要组成部分。
而交叉口的通行能力又是决定道路通行的关键所在,若对城市交通网络的交叉口信号控制系统进行协调优化控制,可缓解拥堵区域的交通压力,使交通流量在整个城市范围内的分配趋于合理,降低或消除对道路的瓶颈影响,提高道路的通行能力和服务水平。
所以城市交通控制的核心落实到如何根据交通需求来合理分配交通资源,提高通行效率。
交通信号控制的发展经历了点控、线控和面控3个阶段。
把控制对象区域内全部交通信号的监控作为一个交通监控中心管理下的整体控制系统,是单点信号、干线信号和网络信号系统的综合控制系统。
1. 国外研究现状国外当前比较成熟的系统主要有TRANSYT 系统、SCATS 系统和SCOOT 系统。
但各个系统在信号优化方面存在着不同的特点,下面将分别比较它们在信号周期、绿信比和相位差优化调整方法的不同之处。
1.1 TRANSYT 系统交通网络研究工具(traffic network study tool,TRANSYT)是英国交通与道路研究所(TRRL)于1996年提出的脱机优化网络信号配时的一套程序,它是一种脱机操作的定时控制系统,系统主要是由仿真模型及优化2部分组成。
交通模型用来模拟在信号灯控制下交通网上的车辆行驶状况,以便计算在一组给定的信号配时方案下网络的运行指标;优化过程通过改变信号配时方案并确定指标是否减小,这样经过反复计算求得最佳配时方案。
TRANSYT 早期的版本是采用“瞎子爬山法”,对相位差和绿信比进行优化,但不能对周期进行优化,只能在一组周期中计算最小的性能指标,得到相对优化的周期时长。
其性能指标PI(performanceindex)与停车次数和排队长度有关式中:wi 为第i 条连线延迟时间的加权系数;ki 为第i 条连线停车次数的加权系数;ti 为第i 条连线的总延迟时间;ni 为第i 条连线的停车次数的总和。
交通信号控制系统
1交通信号控制系统概述交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协1.1调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。
必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。
NATS交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。
从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NATS系统和路口交通信号控制机的研制开发。
该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。
NATS交通信号控制系统特点：适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；系统支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种软件平台（WINDOWS 98/NT/2000/XP）；支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录仪…）；支持多种系统互联（电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违章捕捉系统、信息管理系统…）；系统配置灵活、裁剪方便；支持远程控制和维护；支持多种通信方式（光缆、电话线、GPRS/CDMA无线通信、城域网…）；系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。
1.2系统结构1.2.1系统控制应用层结构NATS交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构：中心控制级，区域控制级，路口控制级（参见下图）。
中心控制级区域控制级1区域控制级2路口控制级路口控制级路口控制级区域控制级N1.2.2系统基本结构区域监控台动态地图板室内信息板违章捕捉仪区域控制计算机数据通信控制机(光端机)光纤(光端机)(光端机)路口信号机…(光端机)(光端机)路口信号机室外情报板…室外情报板交通信号灯车辆检测器其中：区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128个外部设备，如果外部设备超过128路，可采用多台区域控制计算机。
交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统简介交通信号灯控制系统是一种用来组织交通流量的设备，它通过设置不同的信号灯颜色来指示交通参与者何时可以通行。
这种系统在城市和高速公路等交通场景中非常常见，它有助于减少交通拥堵、提高交通效率和减少交通事故。
组成部分一个典型的交通信号灯控制系统包括以下几个主要组成部分：信号灯信号灯是交通信号灯控制系统的核心组件。
它通常由红、黄、绿三个色灯组成，分别代表停止、准备和通行。
信号灯可以通过LED灯、荧光灯等不同的光源进行发光。
控制器交通信号灯控制器是控制信号灯的主要设备。
它通常由微处理器、逻辑电路和通信接口等组成。
控制器根据预设的交通信号灯时序和传感器信号来控制信号灯的颜色变化。
传感器传感器用于收集交通场景的数据，以便控制器能够根据实际情况调整信号灯的状态。
常用的传感器包括车辆检测器、行人检测器和交通流量检测器等。
通信系统交通信号灯控制系统通常需要与其他系统进行通信，以便进行数据交换和协同工作。
常见的通信方式包括有线通信和无线通信。
工作原理交通信号灯控制系统的工作原理如下：1.控制器根据预设的交通信号灯时序不断切换信号灯的颜色。
典型的时序包括红灯亮、黄灯亮、绿灯亮等。
2.传感器收集交通场景的数据，并将数据传输给控制器。
例如，车辆检测器可以检测到车辆的存在和行驶方向，行人检测器可以检测到行人的存在，交通流量检测器可以检测到交通流量的情况等。
3.控制器根据传感器的数据和预设的算法来判断信号灯应该如何控制。
例如，当车辆检测器检测到某个方向没有车辆时，控制器可以将信号灯切换为绿灯；当交通流量检测器检测到某个方向的交通流量过大时，控制器可以延长该方向的红灯时间等。
4.控制器通过通信系统与其他系统进行数据交换和协同工作。
例如，交通信号灯控制系统可以与交通监控系统进行通信，以便实时获取交通场景的数据；交通信号灯控制系统还可以与城市交通管理中心进行通信，以便实现远程监控和控制等。
应用领域交通信号灯控制系统广泛应用于各种交通场景，包括城市道路、高速公路、停车场和交叉路口等。
交通信号控制系统方案
交通信号控制系统方案交通信号控制系统是指利用电子技术和计算机技术来控制交通信号灯的程序化系统。
它可以提高交通效率、减少道路拥堵并提高交通运行安全性。
本文将介绍交通信号控制系统的原理、分类、常见方案和未来发展趋势。
一、交通信号控制系统的原理交通信号控制系统是基于电子技术和计算机技术的集成化系统，通过信号灯的统一控制和协调，使道路交通流量实现合理、有序、高效的通行状态，从而缓解拥堵、提高车辆通过能力和安全性。
系统主要由交通信号控制器、传感器、监控器、通信设备和计算机组成。
交通信号控制器将信号灯的控制指令传输到信号灯上。
传感器用于检测道路上的车流、人流等情况。
监控器用于监控交通状况。
通信设备用于交通信号控制器和计算机之间的通讯，以便实现交通信号控制。
计算机则用于控制系统的数据处理和管理。
二、交通信号控制系统的分类按照控制范围的不同，交通信号控制系统可以分为城市交通信号控制系统、全路段交通信号控制系统和智能交通信号控制系统。
城市交通信号控制系统主要是针对城市密集道路的交通流量进行控制，因为城市道路主要是集中在关键位置进行信号灯的安装，所以其范围比较窄。
全路段交通信号控制系统则是对整个城市的交通路段进行控制和调度。
智能交通信号控制系统则是基于现代信息技术的交通管理系统，不仅可以实现交通的智能化管理，还可以利用计算机和各种传感器对交通运行、交通违法行为实施全方位地监控和优化。
三、常见的交通信号控制系统方案传统的交通信号控制系统方案为传统计时控制方案。
它是利用定时器进行控制的，通过设置信号灯的绿、黄、红灯时间，来控制道路上车辆、行人的交通流向。
这种方案存在存在时效性差、无法自适应变化等缺陷，因此目前逐渐被智能交通控制系统所替代。
智能交通控制系统方案主要包括视频监控技术、现场辅助控制技术和无线网络传输技术。
视频监控技术是指在重要交通路段安装高清摄像头，并通过视频图像处理技术实现车流量和道路状况的实时监控。
现场辅助控制技术是指在车辆通过的地面安装感应器，通过感应器对交通情况进行实时的汇总和分析，以实现实时控制。
智能交通信号控制系统
智能交通信号控制系统智能交通信号控制系统是一种基于先进技术的交通管理系统，旨在提高道路交通效率、减少交通事故、改善通行条件，以及降低交通污染。
该系统利用传感器、摄像头、通信设备等技术，对道路上的交通流量进行监测和控制，以优化红绿灯配时、调整车道限速和车道分配等操作，从而提供更加智能化和高效的交通管理。
一、智能交通信号控制系统的基本原理智能交通信号控制系统的基本原理是通过收集和处理道路交通数据，利用先进的算法和模型对交通流进行预测和分析，从而确定最佳的交通信号配时方案。
其主要组成部分包括交通监测子系统、信号控制子系统和通信子系统。
1. 交通监测子系统：该子系统利用传感器和摄像头等设备对道路上的交通流量、车速、车辆类型等信息进行实时收集。
通过数据分析和处理，可以准确获取道路拥堵情况、交通事故发生概率等相关数据。
2. 信号控制子系统：基于交通监测子系统获取的数据，信号控制子系统运用优化算法和模型，根据道路情况自动调整信号灯的配时方案。
通过智能计算和实时响应，实现红绿灯的灵活控制，以提高交通流畅度和效率。
3. 通信子系统：通信子系统负责交通监测子系统和信号控制子系统之间的数据传输和连接。
通过无线通信技术，可以实现各个子系统之间的实时互联互通，保证交通数据的即时传输和信号控制指令的快速响应。
二、智能交通信号控制系统的优势与特点1. 提高交通效率：智能交通信号控制系统可以根据实时的道路交通信息，调整信号灯的配时方案，以减少道路拥堵和交通红绿灯等待时间，提高交通效率。
通过优化交通流动，减少交通拥堵，可以缩短路况不佳时的行车时间，提升交通运输的效率。
2. 降低事故发生率：智能交通信号控制系统能够通过对交通数据的实时监测和分析，及时预警交通事故的发生可能性。
在高峰时段或特定路段，根据道路拥堵情况和历史事故数据，系统可以调整信号配时，减少事故发生的概率，提高交通安全性。
3. 绿色环保：智能交通信号控制系统可以根据道路交通数据和环境污染指标，智能调整交通信号的配时方案，减少车辆的怠速行驶和排放，降低交通污染。
交通信号控制系统简介
控制器
接收检测器传来的交通流量 信息，根据预设的控制策略 对交通信号灯进行配时。
检测器
实时监测交通流量、车 速等参数，为控制器提
供决策依据。
通信网络
实现控制器与检测器、 上位机之间的数据传输
和信息交换。
上位机软件
提供人机交互界面，方便管 理人员对交通信号控制系统
进行远程监控和操作。
应用领域及意义
应用领域
推广智能化技术应用
引入先进的智能化技术，如人工智能、大数据等，实现交通信号控 制系统的自适应调整和优化配置。
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2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
人行感应控制
通过检测器实时监测人行道上的行人 过街需求，根据行人过街需求调整人 行信号灯的配时方案，保通流模型的自适应控制
通过建立交通流模型，实时预测未来交通流的变化趋势，并根据预测结果动态调整信号灯 的配时方案。
基于机器学习的自适应控制
利用历史交通流数据和机器学习算法，训练出能够自动调整信号灯配时的模型，并根据实 时交通流数据进行在线学习和调整。
考察交通信号控制对减少车辆尾气排 放、降低噪音和节约能源等方面的贡 献。
安全性
分析交通事故发生率、违规行为和冲 突点数量等数据，评价交通信号控制 对交通安全的作用。
存在问题诊断及原因分析
信号配时不合理
部分路口信号配时方案未充分考 虑交通流量和道路设计，导致交 通拥堵和延误增加。
设备老化与维护不
足
部分交通信号控制设备使用年限 过长，维护不及时，影响系统正 常运行和交通安全。
基于协同控制的自适应控制
通过多个交叉口之间的协同控制，实现区域交通流的优化和均衡分配，提高整个区域的交 通运行效率。
演示文稿交通信号控制与系统
2020/10/24
5
国家精品课程：交通控制与管理
SCATS 是先进城市理想的交通管理系统 （智能运输系统主干部分）
事件检测 与处理
互联网信息
2020/10/24
可变标志
电子可变 车道系统
收音机/电台 提供现时交通信息
可变 时速标志
6
国家精品课程：交通控制与管理
SCATS是什么？
SYDNEY
2020/10/24
11
国家精品课程：交通控制与管理
结构
SCATS系统
2020/10/24
12
国家精品课程：交通控制与管理
SCATS系统结构示意图
PSC
Video Wall
PSC
SCATS
PC 区域 1
SCATS 区PC域
2
SCATS
PC 区域 3
SCATS 中央管理
PC
其它 ITS 设备
解调器 & RAS connection
中央控制器的作用
▪ SCATS是以模块化结构设计的，可以应用于小、中、 大规模的城市。
▪ 通常在多个区域计算机组成的系统中，需要一个管理计 算机，负责数据的输入、采集、监测、数据分析、系统 记录与备份等管理性工作，以简化大系统的运营管理。
▪ SCATS可以将网络中的任何一台区域计算机定义为管 理计算机，从而无需单独设置独立的管理计算机。
– 取得辉煌成绩， 增强美国对智能运输系统的兴趣， 确保ITS技术继续开发与应用。
2020/10/24
9
国家精品课程：交通控制与管理
SCATS在中国的应用
超过100个路口的城市：
▪ 上海（包括浦东）: 15个区域控制中心，超过2000个路口； ▪ 香港：控制超过1400个路口；（香港岛300个路口取代SCOOTS)； ▪ 沈阳：5个区域控制中心，超过600个路口，ITS接口； ▪ 苏州：控制150个路口，视频检测器应用、ATM通讯传输 ▪ 广州： 8个区域控制中心，控制1000个路口； ▪ 石家庄：控制300＋个路口，视频检测器应用、 ITS接口 ▪ 杭州：控制500＋个路口； ▪ 东莞：控制200＋个路口； ▪ 宁波：控制200+个路口； ▪ 海口：100 ＋个路口；
交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统简介交通信号灯控制系统是一种用于控制交通流量的设备或软件。
它通过控制交通信号灯的颜色和时序，有效地管理道路上的车辆通行，减少交通事故和交通拥堵。
功能交通信号灯控制系统具备以下几个主要功能：1.信号切换控制：根据不同道路的车流量、交通流向和拥堵情况，智能地切换交通信号灯的颜色。
2.时序调整：根据交通流量的变化，动态调整信号灯亮起的时间，以实现最佳的路口通行效果。
3.紧急情况响应：在紧急情况下，如火灾、事故等，交通信号灯控制系统能够通过接收紧急信号，立即改变信号灯的状态以保障道路的畅通。
4.传感器集成：与交通流量传感器、车辆识别系统等其他设备进行集成，获得实时的路况信息，并根据信息智能调整交通信号灯的控制策略。
工作原理交通信号灯控制系统的工作基于以下几个方面的原理：1.时序算法：通过设置预设的信号灯颜色和时长，系统能够按照不同的交通状况自动调整信号灯的时序，以保障道路的畅通。
2.传感器数据分析：通过集成传感器设备，交通信号灯控制系统可以实时获取道路上的车流量、车速、车辆种类等信息，并通过数据分析算法判断道路上的拥堵情况和通行效率，从而进行信号灯控制优化。
3.通信技术：交通信号灯控制系统可以通过与监控中心、车辆导航系统等进行通信，获取更多的路况信息，并根据需要进行信号灯状态的调整。
优点交通信号灯控制系统具有以下几个优点：1.提高交通效率：通过智能的信号切换和时序调整功能，系统能够根据实时的交通状况进行优化，提高道路通行效率，减少交通拥堵。
2.减少事故发生：交通信号灯控制系统能够根据道路上的车流量合理调整信号灯状态，有效减少交叉口事故的发生。
3.节能环保：合理控制信号灯的时长和信号切换，降低不必要的能源消耗，并减少交通堵塞导致的尾气排放。
4.灵活性强：交通信号灯控制系统可以根据实际需要进行配置和调整，具备较高的灵活性和适应性。
应用领域交通信号灯控制系统广泛应用于以下几个领域：1.城市交通管理：在城市繁忙路口、交叉口等地方，通过安装交通信号灯控制系统，能够有效管理车流量，提高道路通行效率。
《交通信号控制系统》课件
定时控制
基于预先设定的时间间隔 来控制信号灯的变换。
环控制
根据周围交通情况实时调 整信号灯的变换。
检测控制
使用检测设备监测交通流 量和情况，并根据数据调 整信号灯的变换。
交通信号控制系统的发展
1
发展历程
交通信号控制系统自诞生以来不断发
创新技术
2
展并演变，成为现代交通管理的重要 组成部分。
随着科技进步，交通信号控制系统也
引入了一系列创新技术，如智能信号
灯和交通流量预测。
3
未来发展趋势
随着城市交通的不断增加和变化，交 通信号控制系统将继续发展以适应未 来的需求。
交通信号控制系统的应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
市区交通
交通信号控制系统在繁忙的 市区道路上应用广泛，帮助 管理交通流量和减少拥堵。
高速公路交通
交通信号控制系统在高速公 路出入口的交通管理中发挥 着重要的作用，确保交通安 全和流畅。
交通信号控制系统的作用
1 提高交通疏导效率 2 减少交通事故
3 保障道路通行安全
通过合理的信号灯控制， 可以减少交通堵塞，提 高道路疏通效率。
交通信号控制系统可以 降低交通事故的发生率， 保障道路行车安全。
交通信号控制系统的使 用可以确保道路上的车 辆和行人能够安全通行。
交通信号控制系统的信号灯控制方式
交通信号控制系统的案例分析
北京市交通信号控制系统 上海市交通信号控制系统
北京市采用先进的交通信号控 制系统，为城市交通提供高效、 智能化的管理。
上海市的交通信号控制系统在 全国范围内处于领先地位，为 城市交通提供安全和便利。
广州市交通信号控制系统
广州市采用先进的交通信号控 制系统，为交通拥堵问题提供 了一系列解决方案。
交通信号控制系统
交通信号控制系统交通信号控制系统是城市交通管理中至关重要的一环，它通过灯光信号控制交通流量，提高道路使用效率，减少交通事故发生的可能性。
交通信号控制系统通常由信号灯、控制器、传感器和监控中心组成，通过这些组件实现对交通流量的监控和控制。
系统组成信号灯交通信号控制系统的核心组件之一就是信号灯。
在道路交叉口设置红色、绿色和黄色三种信号灯，通过这些信号灯的不同组合，指示车辆何时停车、何时启动、何时注意等。
这些信号灯一般分为垂直和水平两个方向，使得不同方向的车辆能够清晰地理解交通信号。
控制器控制器是交通信号控制系统的核心，它通过程序对信号灯进行控制。
控制器可以根据交通流量实时调整信号灯的状态，以适应道路上车辆的实际情况。
现代的控制器一般使用电子元件进行控制，具有更高的精确度和可靠性。
传感器传感器用于监测交通流量和车辆行驶状态。
通过传感器采集的数据，控制器可以更准确地判断道路上车辆的实际情况，从而做出更合理的信号灯控制策略。
常用的传感器包括车辆检测器、视频监控等。
监控中心监控中心是交通信号控制系统的指挥中心，负责监控交通状态、实施交通管制和调度。
监控中心通过与各个交通信号控制系统连接，实现对整个城市交通的协调管理。
工作原理交通信号控制系统的工作原理基本上是通过控制器根据传感器采集的数据做出决策，控制信号灯的状态。
一般情况下，控制器根据交通流量的情况，设定不同的信号灯状态。
比如在高峰期，绿灯时间会相对较长，以确保道路上车辆的流动性；而在低峰期，绿灯时间会相对减少，以减少不必要的等待时间。
优势与挑战优势•提高道路使用效率，减少交通拥堵；•减少交通事故的发生可能，提高交通安全性；•提升交通运输效率，节约时间和成本。
挑战•人为因素：交通信号控制系统的效果受到交通用户的遵守程度的影响；•复杂性：城市交通系统的复杂性和不确定性给信号控制系统带来挑战；•故障隐患：控制系统可能存在故障隐患，导致信号灯错乱或不工作。
结语交通信号控制系统是城市交通管理中的一项重要技术，通过信号灯、控制器、传感器和监控中心的协同作用，提高城市道路的使用效率和安全性。
交通信号控制系统简介
多时段定时控制 multiple intervals fixed-time control 根据交通需求变化情况，把一天的时间分成若干个控制时段，随时间的推移， 按预置的方案自动运行。
感应控制 vehicle actuated control 交叉路口信号机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节信号显示时间的控 制方式。
周期 cycle time 信号灯色按设定的相位顺序显示一周所需的时间。
信号灯组 signal light group 一个完整的车辆红、黄、绿三头灯或行人红、绿二头灯的组合。
信号组 signal group 具有同一灯色序列的所有信号灯组的集合。
相位 phase 在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。
上位机 control center 在交通信号控制系统中，能和多台信号机通信并对其进行控制和监视的上端 设备
无电缆协调控制 cableless linking control 信号机之间没有通信链路，根据时钟同步，通过设定相位差来实现交叉路口 交通信号协调的控制方式。
控制方案 control plan 路口关于相位设置、相位序列设置、信号配时的有序集合。
最小绿灯时间 minimum green time 相位绿灯信号必须开启的最短安全时间。
SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System）系统未使用交通模型，是 一种用感应控制对配时方案作局部调整的方案选择系统，属于开环控制方法，限
制了配时方案的优化程度，另外，因检测器安装在停车线处，故相位差的优选可 靠性较差，但在国内以SCATS为代表引入过我国城市最多，因价格、技术支持以及 适应混合交通流状况差而未取得显著效果。
交通信号控制系统
• 与交通监控系统、车辆诱导系统等系统进行数据交互，实现交通信号的联动控制
• 与智能交通管理系统（ITS）进行数据交互，实现交通信号的远程控制和管理
03
交通信号控制系统的控制策略
定时控制策略
定时控制策略是一种预先设定信号灯开关时间的控制方式
智能交通信号控制系统通过引入物联网、大数据等
技术，实现交通信号的智能化控制
智能交通信号控制系统通过优化交通信
号控制算法，提高交通信号控制效果
• 利用传感器、摄像头等设备采集交通
• 采用自适应控制策略，根据实时交通
流量数据，实时调整信号灯的开关时间
状况自动调整信号灯的控制参数
• 通过数据通信，与其他交通管理系统
• 按照固定的时间周期，循环切换信号灯的颜色
• 适用于交通流量较为稳定、道路状况较为简单的交通场景
定时控制策略的优点
• 控制简单，易于实现
• 能保证信号灯的周期性切换，满足基本的交通信号控制需求
定时控制策略的缺点
• 无法根据实时交通状况进行调整，容易导致交通拥堵
• 对于复杂的交通场景，控制效果不佳
感应控制策略
提高道路通行能力
高速公路交通信号控制系统通过减少交
通事故，提高道路交通安全
• 根据车辆排队长度、行驶速度等因素，
• 实时监测交通状况，及时调整信号灯
调整信号灯的开关时间
的开关时间
• 优化交通流线，提高交通运行效率
• 通过数据通信，与其他交通管理系统
协同控制，实现交通信号的联动控制
智能交通信号控制系统的应用
行能力
• 通过优化交通流线，提高交通运行效率，减少交通拥堵，降低环境污染
交通信号控制系统
1.1 概述交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。
必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。
NATS 交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。
从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NATS 系统和路口交通信号控制机的研制开辟。
该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。
NATS 交通信号控制系统特点：适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；系统支持多种硬件平台(微机、工作站以及大、中、小型计算机)，多种软件平台(WINDOWS 98/NT/2000/XP)；支持多种外部设备(动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录仪…)；支持多种系统互联(电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违章捕捉系统、信息管理系统… )；系统配置灵便、裁剪方便；支持远程控制和维护；支持多种通信方式 (光缆、电话线、GPRS/CDMA 无线通信、城域网… )；系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。
1.2 系统结构1.2.1 NATS 交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构：中心控制级， 区域控制级，路口控制级(参见下图)。
1.2.2区域监控台 动态地图板 室内信息板 违章捕捉仪数据通信控制机(光端机)光纤光端机路口信号机 (光端机) 路口信号机 (光端机)室外情报板 (光端机)室外情报板车 辆 检 测 器交 通 信 号 灯 车 辆 检 测 器 交通信号灯 … … 中心控制级区域控制级 1 区域控制级 2 区域控制级 N路口控制级 路口控制级 路口控制级 路口控制级 路口控制级 路口控制级其中：区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128 个外部设备，如果外部设备超过128 路，可采用多台区域控制计算机。
SCATS系统简介
泰科公司
15
SCATS 交通信号控制系统
如果区域计算机出现故障或通讯中断，本地控制器则实施以时间为基础的协调运行，该模式 称为离线模式。在该模式中，相邻的路口信号依时钟协调运行，控制方案按时段选择。同时，本地 车感控制功能参与运行。时钟是由电源频率或晶振实现的。
7 SCATS 的效益 ................................................................................................ 29
泰科公司
14
SCATS 交通信号控制系统
SCATS 系统介绍
1
引言
SCATS 是一个名称缩写，取自 “ Sydney Coordinated Adaptive Traffic System” 的字头， 含义是“悉尼协调自适应交通控制系统”。 它是一个计算机化的控制系统，采用了自适应控制算法， 而不是其他系统通常采用的预先设定的固定时间交通控制方案。SCATS 被认为在交通控制与管理 方面居于世界领先地位。
优势：SCATS 系统的开发者既是系统的最大使用者-澳大利亚新南威尔士州道路交通局 （RTA），因此系统的控制、使用非常切合用户的需求。
SCATS6 可以根据用户的需要和财政预算，提供以下三种不同的配置： 9 完全自适应交通控制 9 固定配时控制 9 拨入式控制
SCATS 是一个具有广泛适应性的系统，世界各地的工程师根据道路应用环境的不同，对其做不 同的配置，以满足本地的需求。本文所介绍的，是 SCATS 作为一个实时自适应交通管理系统所具 有的功能，固定配时系统和拨入式系统将不做介绍。
城市交通信号控制系统
城市交通信号控制系统城市交通信号控制系统（Urban Traffic Signal Control System）是一种利用计算机技术对城市道路交通信号进行优化和控制的系统。
它通过感知、分析和处理交通流量等信息，以提高城市交通的效率、安全和环境友好性。
一、城市交通信号控制系统的背景如今，城市交通问题已经成为人们生活中的日常困扰。
交通拥堵、交通事故频发、排放污染等问题威胁着城市的可持续发展。
为应对这些问题，城市交通信号控制系统应运而生。
二、城市交通信号控制系统的组成和原理城市交通信号控制系统由感知系统、控制系统和信息管理系统构成。
1. 感知系统：感知系统通过交通摄像头、传感器等设备，实时获取交通流量、车速和车辆类型等信息。
这些数据用于后续的交通流量分析和交通信号优化。
2. 控制系统：控制系统根据感知系统提供的数据，结合交通信号控制算法，对交通信号进行自动优化和控制。
通过灯光变化的时序和时长，控制车辆通行方式，以实现最佳的交通流动。
3. 信息管理系统：信息管理系统负责对感知系统和控制系统的数据进行分析、整合和管理。
同时，它还提供车辆导航、交通信息发布等服务，以便驾驶员和行人获得最新的交通信息。
三、城市交通信号控制系统的优势和作用城市交通信号控制系统的应用具有多个优势和作用。
1. 提高交通效率：通过优化交通信号，减少交通拥堵，提高路口通行能力。
驾驶员可以在信号灯的指引下更加顺畅地行驶，缩短了通行时间，减少了交通堵塞。
2. 提升交通安全：交通信号控制系统可以根据实时道路情况智能调整信号灯的时序，减少交叉冲突和事故发生的可能性。
它还可以配合监控摄像头实时监测道路交通状况，及时处理交通违法行为。
3. 降低环境污染：通过合理控制交通信号，减少车辆停车等待时间，降低交通拥堵带来的尾气排放。
这将有助于改善城市空气质量，减少对环境的损害。
四、城市交通信号控制系统的发展趋势城市交通信号控制系统仍然在不断发展中，有几个趋势值得关注。
交通信号控制系统
交通信号控制系统交通信号控制系统是城市道路交通管理中的重要组成部分，主要通过设置红绿灯、行人过街灯等信号灯及信号设备，对交通流进行控制和调度，以提高交通效率、减少交通拥堵、降低交通事故率，为行人和车辆提供安全、便捷的交通环境。
交通信号控制系统的基本原理交通信号控制系统是通过不同灯色的信号灯在不同时间段显示，指示不同车辆和行人通行情况，从而协调道路上各种交通参与方的活动，达到交通流量最优化的控制。
信号控制系统主要包括信号灯、控制器、传感器和通信系统等基本组成部分。
信号灯的作用信号灯是交通信号控制系统中最为直观的信号设备，一般采用红、黄、绿等不同颜色的灯光进行指示。
红灯代表停车，黄灯表示警告，绿灯则表示通行。
通过信号灯的切换，管理道路上的交通流量，使车辆和行人能够按序通行，有效避免交通事故的发生。
控制器的功能控制器是交通信号控制系统的核心部分，负责控制信号灯的切换和时间间隔的调度。
控制器根据道路的交通流量情况和道路网络的拓扑结构，动态调整信号灯的显示时间，实现交通流的顺畅通行。
现代的控制器通常采用电子计算机系统，能够实现智能化的交通调度。
传感器的应用传感器是交通信号控制系统中的重要组成部分，负责监测道路上的交通流量、车辆速度、车辆类型等信息。
传感器通过感知道路上的实时情况，向控制器提供数据支持，帮助控制器做出更加准确的信号调度决策，提高交通运行效率。
通信系统的重要性通信系统是交通信号控制系统中各个部件之间进行信息交互和数据传输的重要手段。
控制器通过通信系统与信号灯、传感器等设备进行实时数据交换，实现交通信号的协调控制。
同时，通信系统还能实现交通信号控制系统与城市交通管理中心的远程联网，实现交通信息的实时监测和调度，提高交通运行效率和安全性。
结语交通信号控制系统在现代城市交通管理中起着至关重要的作用，有效提高了交通运行效率、减少了交通事故率，为市民和车辆提供了更加便捷、安全的出行环境。
随着技术的不断发展，交通信号控制系统将进一步智能化、网络化，为城市交通管理带来更多的便利和效益。
道路交通信号控制系统
量数据、前端设备的故障报警数
据； 中心主界面使用GIS地图，实现在 GIS电子地图上显示所有路口信息 及对应的红绿灯图层，提供图形 监控方式，通过点击电子地图上 红绿灯图层，查看路口信号灯的 实时信号控制情况。同时支持公 安PGIS接入及融合； 中心能够监视交通信号控制器工 作运行状态、查看各个控制点的 信息资料、实现跨系统定配时交 通控制预案
红绿灯
流量检测器
红绿灯
流量检测器
红绿灯
流量检测器
红绿灯
流量检测器
信号控制系统网络结构分为四 个部分，信号机专属网络、网 络通讯、公安内网和 3G/GPRS无线网络； 安装在路口的所有信号机共同 组成信号机专属网，信号机通 过光纤通道与后台服务进行数 据通讯； 为确保接入公安内网的数据库 安全可靠，所有数据必须经过 公安边界平台的安全认证合格 后才能接入公安内网； 运营商无线通信网络主要是移 动终端通过3G无线GPRS网络 等，与后台服务进行数据通信， 实现对路口信号机的各种命令 控制； 公安内网的用户通过浏览器访 问信号控制系统，设置信号机 运行参数、方案，下发到路口 信号机。
6.路口渠化功能
路口渠化和配时方案的设计是进行信号控制的基础，系统可以根据路口的初始渠划、车流特征，对路 口进行信号配时，得到交叉口的通行能力和饱和度及交叉口服务水平，验证路口的当前渠化和配时方 案是否合理，如果不合理，重新渠化或是重新划分配时方案的相位相序，直到得到合理的信号配时为 止；
7.完全自适应功能
应用程序服务器
移动终端
工作组交换机
移动终端
网络通讯
据传送至后台管理软件；
后台管理软件通过手动配置方 案，或通过分析车流量自动计 算控制方案后下发到前端信号 控制机执行，从而实现信号控
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2) 治堵功能
先进的智能自适应信号系统具备治堵和疏导能力，可 通过自适应点控、线控（绿波）、面控（区域协调）和 交通管制等功能解决城市交通的拥堵问题。
3) 路网通行效率
先进的信号系统应具备自我优化和自学习能 力，可根据排队长度、饱和度、平均延误等参数 根据路网状况进行方案优化选择，从而达到提高 整个路网通行效率的职责。
相位差 offset 协调控制中，指定的参照交叉路口与协调交叉路口相位的起始时间或结束时 intervals fixed-time control 根据交通需求变化情况，把一天的时间分成若干个控制时段，随时间的推移， 按预置的方案自动运行。
感应控制 vehicle actuated control 交叉路口信号机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节信号显示时间的控 制方式。
1) 交通安全
红绿灯控制最初是为了解决平面交通空间分布矛盾问 题而提出的，目的是避免交通流冲突，所以承担的是城 市路网交叉口的安全职责，把空间里的冲突以时间延展 而有序放行；另外灯组常年不间断工作难免会有损坏， 因此要有降级处理方案；还有如老鼠咬线、皲裂和工程 破坏等明显影响信号灯安全工作的意外事件，因此控制 器都必须有安全处置策略。
ACTRA(Advanced Control & Traffic Responsive Algorithm)是由美国西门子公司最 新开发的一个交通信号控制系统软件，是目前世界上技术比较领先的交通信号控 制系统软件之一。区别于以上系统，ACTRA系统最明显的特点是增加了干线感应协 调控制能力。
海信公司率先提出“HICON”系统概念，引进美国的NTCIP协 议，率先在国内吹响集团化进军的号角。不过HICON系统只解 决了通信协议问题，并没有完全解决好智能交通所必需的数据 源问题。
周期 cycle time 信号灯色按设定的相位顺序显示一周所需的时间。
信号灯组 signal light group 一个完整的车辆红、黄、绿三头灯或行人红、绿二头灯的组合。
信号组 signal group 具有同一灯色序列的所有信号灯组的集合。
相位 phase 在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。
无电缆协调控制 cableless linking control 信号机之间没有通信链路，根据时钟同步，通过设定相位差来实现交叉路口 交通信号协调的控制方式。
控制方案 control plan 路口关于相位设置、相位序列设置、信号配时的有序集合。
最小绿灯时间 minimum green time 相位绿灯信号必须开启的最短安全时间。
诸如此状的国内企业虽努力了，但总体并未完成整体的技 术创新。
1、多时段定时 2、绿波（单向和双向） 3、感应（全感应和半感应） 4、自适应（单点） 5、交通管制
道路交通信号控制机 road traffic signal controller 能够改变道路交通信号顺序、调节配时并能控制道路交通信号灯运行的装置。
协调控制 coordinated control 通过调整起始和放行时间，把二个或二个以上路口的交通信号灯协调起来加 以控制的方式。
线协调控制 main street coordinate control 在一条道路上实施协调控制的控制方式。
区域协调控制 area coordinate control 在一个区域内多个交叉路口实施协调控制的控制方式。
SCOOT (Split Cycle Offset Optimizing Technique)系统是以TRANSYT为基础的自适 应实时控制系统，其控制结果明显优于静态方法。其局限性为：交通模型的建立 需要大量的路网几何尺寸和交通流数据， 计算复杂度较高，绿信比的优化依赖于
对饱和度的估算，且以小步长变化进行调整，不能及时响应动态的交通需求。
浙大中控数据源技术掌握了，但是交通控制方面也有所欠 缺。
安徽科力解决了大面积联网问题，但是先进系统控制理念 和数据源同样欠缺。
南京莱斯最早在国内推出类似于SCATS结构的三级控制系统 网络，但因局限于落后的组网通信技术，所以也阻碍了他们在 国内的推广。
广东京安则依赖于视频检测技术，但视频检测技术成本过 于高昂，而且数据源准确度难以超过92%，也易受恶劣天气影 响
一. 智能信号系统概述 二. 国内外信号系统介绍 三. 信号系统控制策略 四. 信号系统及管控平台结构 五. 信号系统效益分析 六. 信号系统常用术语
一. 交为通什信么号要控进制行系综统合概管述控？
随着我国城市化进程的高速发展和车辆保有量的逐 年增加
城市交通问题——日益严峻，城市发展的通病 交通拥堵——制约城市经济和社会发展的“瓶颈” 如何利用科技优势最大限度地解决这一问题已是促 进城市可持续发展的当务之急。
SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System）系统未使用交通模型，是 一种用感应控制对配时方案作局部调整的方案选择系统，属于开环控制方法，限
制了配时方案的优化程度，另外，因检测器安装在停车线处，故相位差的优选可 靠性较差，但在国内以SCATS为代表引入过我国城市最多，因价格、技术支持以及 适应混合交通流状况差而未取得显著效果。
二. 国管内控外平交台通要信实号现控的制目系标统介绍
TRANSYT （Traffic Network Study Tool)系统是脱机优化网络信号配时的定时控 制系统，主要是由仿真模型及优化部分组成，该系统实现对相位差和绿信比的优 化,早期按“爬山法”优化，后来美国Florida大学的TRANSYT一7F8．1C后 的版本采 用遗传算法进行优化，但作为离线的交通控制系统，不能及时地对实时的交通状 况及突发事件进行响应和调整。
最大绿灯时间 maximum green time 相位绿灯信号允许开启的最长时间。
绿冲突 green conflict 规定不允许同时放行的绿色信号灯与允许放行的绿色信号灯同时点亮。