目前，城市道路交叉口采用的信号控制主要有三类：定时控制、感应控制和自适应控制。
定时控制也叫定周期控制，主要根据交叉口历史交通量数据来确定配时方案。感应控制主要根据交叉口的交通量变动进行实时控制，没有固定的周期和绿信比。自适应控制又称为优化控制，控制系统根据检测器传输过来的交通量信息，实时生成对某种性能指标来说是最佳的配时方案，并自动调节各个参数（周期、绿信比和相位差等）。
国外曾经对这三类信号控制方式的控制效果进行过定性的对比研究，研究结果如图2－39所示。在交通量比较小的情况下，感应信号控制的控制效果最好。从整体上看，自适应信号控制的控制效果是最佳的，但随着交通量的逐渐增大，当达到或超过信号交叉口的通行能力时，采用定时信号控制更为有效。下面本书主要具体介绍定时控制与感应控制，自适应控制仅做简要介绍。
1.定时控制
在城市道路交叉口，交通信号控制机按照事先设定的配时方案进行控制，称为定时信号控制，也称定周期控制。另外，一天只用一套配时方案的称为单段式定时信号控制；一天内按照不同时段的交通量采用几套不同的配时方案的称为多段式定时信号控制。其中，多段式定时控制由于可以提供早、晚高峰及平峰时段的不同配时方案，交通控制效益相对较高。
单点交叉口定时信号设计的主要内容包括：确定多段式信号配时时段、配时时段内的设计交通量、初始试算周期时长、交通信号相位方案、信号周期时长、各相位绿信比、服务水平的评估、绘制信号配时图。
1）配时时段的划分
城市道路交叉口的交通量是随时间变化的，为了使信号控制能适应不同时段的不同交通需求，以提高交叉口的服务水平，信号配时应按不同时段的不同交通量来设计。时段划分可视实际情况，分为早高峰时段、下午高峰时段、晚高峰时段、早低峰时段、中午低峰时段、晚低峰时段等。
2）设计交通量的确定
定时信号配时的设计交通量，需要按照各配时时段内交叉口进口道不同的流向分别确定。各流向的设计交通量取各配时时段中的高峰小时最大15min流率Q15mn换算的小时交通量，计算见式（2－35）。
没有最大15min流率数据时，可以用高峰小时流量Qmn及高峰小时系数（PHF）mn来计算设计流量。
3）交通相位方案
图2－39 不同信号控制方法的延误
图2－40 某交叉口四相位信号控制相位图
在信号相位方案确定之前，要合理划分交叉口各进口道，明确各条车道的功能。信号相位是信号轮流给某些方向的车辆或者行人以通行权的一种次序，是一股或多股交通流，在一个周期时间内不管任何瞬间都获得完全相同的信号灯色显示。如图2－40所示为某交叉口四相位信号控制相位图。所谓的确定信号相位方案，就是把不同的信号相位适当地组合排序。合理选用组合信号相位是决定信号控制交叉口交通效益的关键因素之一。交叉口相位相序方案的确定要考虑以下几点：
（1）允许大量的行人或者自行车迅速连续通过人行横道，某些行人与自行车绿灯的顺序能影响整个交叉口的相位顺序；
（2）复杂交叉口的相位顺序可以由固定顺序的两个方向交通流来确定；
（3）相邻交叉口信号方案的协调或者公共交通管理需要的相位差决定了交叉口的相位顺序；
（4）为了提高交通流的通行效率，某些独立的交通流在一个周期内能获得几次绿灯，以此限制相位顺序的选择等。
4）信号周期时长
增加信号周期时长可以提高交叉口的通行能力，但周期时长达到120s后，通行能力就会提高缓慢，而延误却增长很快，所以信号周期时长不宜超过120s。当然，信号周期时长也不宜过短，如此才能保障通行安全。
定时信号控制的优点：
（1）因信号启动时间可取得一致而有利于相邻交叉口交通信号的协调，特别是要联结几个相邻交通信号或一个信号网络系统的时候。
（2）定时信号控制正常工作时，不必通过检测器对车辆进行检测。因此，不存在路边停车及其他因素影响车辆检测的问题。(www.xing528.com)
（3）定时信号控制更加适用于有大量、均匀行人交通的地方。
（4）定时信号设施成本低，安装、维护方便。
2.感应控制
交叉口感应信号控制，是交通信号机按照车辆检测器测定的到达进口道的交通需求，使信号显示时间适应所测得的交通需求的一种控制方式。交通感应信号控制按照检测器设置的不同，分为半感应控制和全感应控制两类。
半感应控制是只在交叉口部分进口道上设置检测器的感应控制方式，适用于主次道路相交且交通量变化较大的交叉口上。这种控制方式的绿灯时间可以根据需要随时调整，使分配到次路的绿灯时间能被充分利用，剩余的绿灯时间则分配给主干道。
全感应控制是在所有进口道上都设置检测器的感应控制方式，适用于相交道路等级相当、交通量相仿且变化较大的交叉口。在这种控制方式下，交叉口所有相位都通过检测器所获得的交通信息进行控制，一般每个相位都会设置最小、最大绿灯时间。
感应信号控制设置的主要内容有：确定感应控制方式（半感应、全感应）、确定检测器设置的位置、确定感应控制工作原理（感应逻辑）和控制效益的评价。
（1）感应控制方式的确定
感应控制方式主要是根据道路条件和交通条件进行确定的。首先，要明确相交道路的等级，道路等级不同，控制方式一般也不同。其次，在考虑道路等级的同时，还要考虑相交道路的交通条件，交通流量的不同也将导致控制方式的不同。一般情况下，主次道路相交采用半感应信号控制，次路相交采用全感应信号控制。
（2）检测器的设置
对于半感应控制来说，按检测器的设置可以将半感应控制进一步细分为两类：①检测器设置在次要道路上的半感应控制。这种感应控制方式，在平时主路上总是绿灯，对次路预置最短绿灯时间。当次路上检测到有车时，立即改变相位，次路开绿灯，后继无车时，相位返回主路；否则，到达最短绿灯时间时，强制换相位。这种控制实际上是次路优先，只要次路有车到达交叉口就会中断主路车流，当次路车辆很少时，次路的非机动车就要等待很长时间。这种感应控制的工作流程如图2－41所示。②检测器设置在主要道路上的半感应控制。这种感应控制方式，在平时主路亮绿灯，当检测器在一段时间内未测到主路有车辆时，才换相位让次路通车；主路上测得车辆到达时，通行权重归主路。这种感应控制方式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的通行，工作流程如图2－42所示。
图2－41 检测器设置在次路的半感应控制
图2－42 检测器设置在主路的半感应控制
（3）感应逻辑
感应逻辑是实施感应控制的基础，是感应控制运行的前提。这里仅举例介绍一种感应控制的工作原理，如图2－43所示。一个相位起始绿灯，感应信号控制机内预设一个“初期绿灯时间（Gmin）”，到初期绿灯时间结束时，如在一个预置的时间间隔内，无后续车辆到达，可更换相位。如果检测器测到有车辆到达，则每测到一辆车，绿灯延长一个预置的“单位绿灯延长时间（G0）”，即只要在这个预置的时间间隔内，车辆中断即更换相位；若连续有车，则绿灯不断延长，直到预置的“极限延长时间（Gmax）”时，即使检测到有后续来车，也中断这一相位的绿灯。
图2－43 感应控制工作原理
感应信号控制的优点：
（1）对于交通量变化大且不规则、难于用定时控制处置的交叉口，以及必须减少对主要干道干扰影响的交叉口，用感应控制效益更大。
（2）对于不适宜联动定时控制的交叉口而言，宜用感应控制。
（3）适用于交通只在一天的部分时间里需要信号控制的交叉口。
（4）感应控制在轻交通交叉口有其优越性，不会使主要道路上的交通产生不必要的延迟。
（5）对于存在某几个流向的交通量时有时无或多变的复杂交叉口而言，使用感应控制可得到最大效益。
3.自适应控制
自适应控制方法通常包括两类：一类是在线生成式，即通过车辆检测器实时采集交通量数据，在线求解最佳信号配时方案，然后进行信号控制。该类方法能够及时响应交通流的随机变化，控制效果好，但实现起来比较复杂。另一类是方案选择式，即根据不同的交通流事先求解各种配时方案，并将方案储存在中心计算机内，系统运行时按实时采集的交通量数据，选取其中最适应的配时方案来实施信号控制。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
