区域交通信号控制方法

根据控制方式的不同，交通信号控制可以分为定时控制方法与自适应控制方法两类。

1、定时控制方法

定时控制方法指的是根据给定的过去一段时间区间内的历史需求选取合适的优化算法，并以离线驱动的方式对交通信号进行控制的方法。该方法是最早实现的交通信号控制方式。由于技术条件的限制，早期采用人工调整信号灯变化的单路口交通信号控制就是一种简单的定时控制方式。随着道路交通检测技术的进步，根据历史交通信息来对交叉路口实行控制的单路口定时控制方法获得了越来越多的关注，其中最著名的是SIGSET和SIGCAP方法。出于区域交通网络控制的需求，20世纪六、七十年代以来，在单路口定时控制方法的基础上，发达国家的研究机构研制出了多种区域交通信号定时控制方法，其中应用最广泛的就是J．D．C．Little提出的MAXBAND和由D．I．Robertson提出的TRANSYT两种方法。下面分别介绍这两种方法。

（1）MAXBAND是一种干线信号控制方法，它的主要研究对象是一条带有n组交通信号灯(有n个交叉路口)的双向主干道，通过设定合适的相位差，使得以给定的速度运行的车辆的数量达到最优，同时减少这些车辆在交叉路口的等待时间，形成所谓的“绿波带”。在包括J．D．C．Little在内的各国学者的努力下，基于基本的MAXBAND思想已经衍生出了很多扩展方法，例如考虑车辆的左转运行、不同支路的带宽等等，这些方法统称为MULTIBAND。

（2）TRANSYT是英国道路与交通研究所(TRRL)在1966年推出的一套离线交通信号优化配时程序，由于其良好的优化效果，还经常被用作研究交通信号控制的对照方法。TRANSYT主要是通过一种迭代的方式来对交通参数进行优化：对于给定的信号灯控制参数(也就是系统的控制输入，包括周期、绿信比和相位差等等)，动态网络模型计算出相应的响应指数，然后采用一种启发式“hill-climb”优化算法对这几个控制参数值进行优化，并导出新的运行模型，不断进行迭代计算，直到系统性能达到最优。经过几十年的发展和完善，RANSYT目前的最新版本是ll版，而美国、法国等国家的研究机构也在TRANSYT的基础上改进研究出了相应的控制系统。

2、自适应控制方法

与定时控制方法相似，自适应控制方法最早也是从单路口自适应控制方法开始的。但是，由于多个交叉路口之间关联度的复杂性，区域自适应控制方法远比单路口自适应控制方法复杂。因此，目前国际上研制出的具有实用性的区域自适应控制方法不多，其中最具代表性的就是SCOOT和SCATS两套系统。

（1）SCOOT(Split，Cycleand Offset OptimizmionTechnique，绿信比、周期和相位差优化技术)是由英国TRRI，的D．I．Robertson团队在TRANSYT系统的基础上研发的交通控制系统【261。SCOOT的核心算法与TRANSYT基本相同，二者的差别主要在于对交通状态的交化是否实时响应。SCOOT是一种基于模型的优化控制方法，系统对所控制的交通网络建立模型，并根据车辆检测器获取的实时交通信息来优化求解出最合适的交通信号控制参数，从而实现对交通网络自适应协调控制的目标。类似的基于模型的交通控制优化方法还有OPAC，RHODES，CRONOS等。由于这些方法是以数学模型为基础，系统稳定性较好，然而随着交通网络的扩大，模型的复杂度会呈指数级数增长，系统的计算复杂度也会相应的增大，这是此类系统的缺点。

（2）SCATS(Sydney Coordinated AdaptiveTrafficSystem，悉尼协调自适应交通系统)是澳大利亚新南威尔士州道路交通局(RTA)历时十年时间研究开发的实时自适应交通信号控制系统。与SCOOT不同，SCATS是一种没有交通模型的方案生成式自适应交通控制系统。SCATS系统中预先设置了多种交通信号控制方案，在实际运行过程中，系统根据检测到的实时交通信息来选择一种合适的控制方案。SCATS将系统结构分为三层，分别是中央控制中心、子区控制中心和路口信号控制机。这种分层控制的方式加上灵活的控制方案选择方式，大大提高了系统的运行效率，使得SCATS系统可以对整个区域交通网络取得非常好的协调控制效果，也因此成为了应用最广泛的区域交通信号控制系统。目前我国上海、广州、香港等城市的交通信号管理就是采用SCATS系统实现的。