城市交通信号控制及其应用研究

何栋

一、当前中国城市交通的主要特征

近年来，我国城市交通出现了新的特征。首先，随着对城市道路和交通系统方面的投资力度和建设数量的增加，我国城市交通中存在的各类问题并没有得到有效缓解，反而持续恶化，特别是拥堵问题，已经出现了从大城市向二三线城市蔓延的趋势。其次，在我国经济增长进入新的阶段的新形势下，过去以粗放的增加道路建设力度和增加经费投入为主的城市交通建设与管理模式正逐渐变得更加注重效率。最后，随着城市交通建设逐渐趋于饱和，以满足人民对美好生活的向往为目标的"需求侧"城市交通建设与管理政策也变得越来越重要，以交通信号控制为代表的城市交通服务需要寻找新的策略，实现交通需求管理的"精细化"和"定向化"。

二、当前中国城市交通存在的问题

（一）道路设施仍然落后

虽然近年来我国对城市交通道路设施的投入和建设力度持续加大，并且也已经取得了一定的成绩，但因为全国各地区经济和社会发展程度的区别，我国部分城市交通仍然存在道路设施相对落后的问题。

最有代表性的问题就是城市交通网密度相对较低，而且因为规划或后期建设等问题，交通网的结构并不合理。城市交通的路网系统不完善，交叉路口的通行能力较差，现有道路的几何结构与车道划分等不再适应当前人们出行的需求，以至于在交通高峰时期，道路通行能力就严重不足，造成拥堵。此外，还有侧向进出路线交通干扰主路交通、车道功能不合理、车道数不足、交通岛的大小和位置不合理等问题。

（二）缺乏管理

过去粗放的交通建设和管理模式，使得许多地区的城市交通缺乏管理。比如交通信号控制技术一直采用比较陈旧的单路口控制策略，没有形成整体性，对交通的调节和引导能力差。

三、当前中国城市交通信号控制的新策略

传统的交通信号控制，是建立在对单个交叉口交通信号灯进行调控的基础上的，以对该单独交叉口的交通情况进行引导控制为出发点，以提高当前路段的通过能力或缓解当前路口的拥堵情况为目标。随着大数据系统和信息化技术的发展，当前我国正逐步采用的城市交通信号控制技术，是更为先进的，以点、线、面结合的立体架构作为城市交通信号控制的策略，以对整条交通线路上若干个路口的联合控制为基础，以对该条线路的整体交通运行情况进行引导控制为出发点，最终达到提高整条交通线路的通过能力或保证整条线路不发生拥堵情况的目的。同时，还能通过对各条交通线路的控制，达到统筹一个区域内整体交通情况，提高整个区域内城市交通的通行能力的效果。

四、城市交通信号控制的应用

在新形势下，新兴城市交通信号控制及其应用方式主要有以下几种:

（一）按车流运行方向控制交通信号

按车流运行方向控制交通信号是一种经典的信号控制手段，具体操作为按照车流运行的方向来设置相应方向的信号灯，比如在十字交叉路口，不仅仅设置单独的红绿灯，而是设置具体的"左转向"灯，并且使该灯为绿灯时拥有单独的通行时间，从而达到分割左转弯车辆与直行车辆路径冲突的目的。这种方式适用于车道较多，较为繁忙的交叉路口，能有效降低路径冲突引发的安全隐患，提高通行效率。

（二）按交通通行情况动态调整信号控制时间

同一交叉路口在不同时间段内通行的车辆数量是不同的，同一区域在不同的时间段内的交通情况也是不同的，因此为了达到最好的通行和引导交通的目的，信号控制时间（红绿灯转换的时间）也应当随着具体的区域交通情况而进行统筹安排、动态调整。

（三）各路口信号连锁控制

交通信号控制的新策略的核心，就是以对整条交通线路上若干个路口的联合控制为基础，对该条线路的整体交通运行情况进行统筹控制。具体来说，就是在同一条道路的各个交叉口之间建立相互联锁的联系，即"一遇绿灯，一路绿灯"，以减少通行车辆停车等待的次数，增强道路的通畅性。

（四）设置监控设施增强准确性

为了增强交通信号控制的准确性，可以在城市道路的主要交叉口设置必要的交通监控设施。目前常见的交叉口道路监控设施包括：违章抓拍系统、摄像监控系统、环境监测系统以及配套的供电和安全保护系统。在设置监控设施的时候，应充分考虑交叉路口在整体交通系统中的重要性和道路交通情况的复杂性，在尽量节省预算的基础上达到监控效果的最大化。

（五）借助计算机联网技术实现信号控制优化

在信息化发展的今天，借助计算机联网技术实现信号控制优化，为全面落实信号控制新策略，实现城市内信号控制系统化、网络化打下基矗

（六）根据实际情况灵活选用信号灯布置方式和位置

在灯控路口过街人行横道靠近来车方向的一侧应设二灯位组合（红、绿）的人行信号灯，可采用单独立柱式安装，也可附设安装在机动车信号灯杆上。碟式渠化灯控路口的右转车道一般情况下无需布设人行信号灯，此时应设置机动车让行固定标志牌。考虑到盲人出行的需求，在有条件时，每套人行信号灯均应当配置行人过街蜂鸣器以方便盲人过街。

（七）根据具体情况设置倒计时器

一般来说，因为倒计时器有具体数字读秒，能够让司机知道红绿灯交替的具体时间和需要等待的时间，能够在心理上减少焦虑，所以在主要路口的信号灯附近配套设置倒计时器是当前我国城市交通的常见做法。但因为倒计时器目前与信号灯仍不能联网，因此偶尔会出现信号显示周期切换时，红绿灯显示时间和倒计时器显示的时间不一致的问题，引发交通违章甚至事故，因此应当具体情况具体分析，根据需求判断是否设置倒计时器，以取得最好的城市交通信号控制效果。

五、结语

在我国经济增长进入新的阶段、城市空间结构调整、人民对生活质量的要求日益提升等背景下,中国需要更加信息化、系统化，更加注重服务的交通信号控制及应用。随着大数据兴起，智慧城市等概念随之兴起，对城市交通信号控制的要求也越来越高，将整个城市的交通信号控制联动起来，使其能够在交通管理方面发挥更大的作用，是交通信号控制及其应用的重要方向。本文主要探讨了在当前中国城市交通的新特征下，在明确了当前我国城市交通中仍然存在的问题后，我国城市交通信号控制的新策略是什么，以及交通信号控制的具体措施及其应用。

参考文献

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