一.综述
我国已于1985年颁布了“中华人民共和国道路交通管理条例”，制定了对“人”、“车”、“路”、“环境”四者的管理规则。它以法制的形式和正确应用法律的权威来维护基本的交通秩序，保障交通安全、舒适和畅通。城市道路增长的有限性与车辆增加近似无限这对矛盾，是导致城市交通拥挤的根本原因。为适应交通量猛增的趋势，缓解道路拥挤状况，国内许多城市采取延长道路、加宽路面、建高架路(立交桥)等措施，收效虽明显，但却是有限的。必须从供求两个方面采取措施来解决城市交通问题，不仅要进一步加强交通基础设施的建设，而且要最大限度的提高现有路网的利用效率，同时加强对交通需求的管理，加强对城市道路网的智能管理与优化控制。 城市交通信号控制的目的有:减少交通事故，增加交通安全:缓和交通拥挤，提高交通效益:提高公共效益，减少交通负荷；降低污染程度，节省能源消耗等。交通控制的主要任务是通过对交通流的调节、警告和引导以达到改善人和货物的安全运输，防止或缓和交通拥挤、减少能源消耗，提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量，更好地利用现有运输
能力，及时为车辆上的有关人员及行人提供交通状况信息，实现交通流的安全性、快速性和舒适性。
在城市道路中存在大量的平面交叉路口，成为交通流的汇集和分流点，正是这些交叉路口组成了城市交通网络。为了使交通流安全地进入和离开平面交叉路口，必须采用某种控制方法，合理地分配通行权，使发生冲突的交通流在时间上和空间上分离，从而保证车辆和行人的安全通行。对平面交叉路口来说，根据相交道路条数不同，可分为三路交叉、四路交叉、多路交叉等；根据交叉口的形状又可分为T形、Y形、十字形、X形、环形交叉、多路交叉形等。环形交叉口中央设置交通岛，车辆沿交通岛的周围单向行驶的同时进行交织分流，这种形式的交叉口需要大量的用地面积，当交通量增大时不好管理，适合于城市郊区车流量不是很多的地方使用。由于多路口交叉交通组织复杂，应尽量避免。各种平面交叉路口类型如图：
我国于1988年3月颁布了《中华人民共和国道路交通管理条例》规定如下：
指挥灯信号:
1) 绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行；
2) 黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但己越过停止线的车辆和己进入人行横道的行人，可以继续通行；
3) 红灯亮时，不准车辆、行人通行；
4) 绿箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行；
5) 黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。右转弯的车辆和T形路口右边无横道的直行车辆，遇有前款2)、3)项规定时，在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。前两款规定亦适用于列队行走和赶、骑牲畜的人员。
对人行横道信号灯有如下规定:
1) 绿灯亮时，准许行人通过人行横道；
2) 绿灯闪烁时，不准行人进入人行横道，但己进入人行横道的，可以继续通行；
3) 红灯亮时，不准行人进入人行横道。
各种信号灯的装置次序也有统一的规定，便于驾驶员分辨。次序安排的原则是重要的灯放在重要的位置，信号灯的次序安排分竖式和横式两种。
1 竖式
1) 普通信号灯的次序:国际规定，自上而下为红、黄、绿灯。
2) 带有箭头灯式，安排次序为:自上而下，一般为红、黄、绿、直行箭头、左转箭头、右转箭头灯，中间可省掉不必要的箭头灯。当同时装有直、左、右三个箭头灯时，可省掉普通绿灯。
2. 横式
1) 普通信号灯的次序，国际规定，自外向里为红、黄、绿灯。
2) 带有箭头灯时，安排次序如下:自外向里，一般为红、黄、左箭头、直箭头、右箭头灯；或红、黄、左箭头、绿灯；或红、黄、绿、右箭头灯。
二.交通信号控制参数
让我们先了解几个基本的参数，交通信号控制的基本参数包括周期时长、相位持续时间(或相位绿信比，或交通流绿信比)、相位差.
1) 周期时长
周期时长是指信号灯的各种灯轮流显示一次所需要的时间，也即各种显示时间之总和。周期是决定单点控制定时信号交通效益的关键控制参数，用C表示。一般信号灯有个最短周期值，否则就不能保证几个方向的车辆顺利通过交叉口；还有个最长周期值，至多不超过200秒，否则可能引起等待司机的烦躁或误认为灯控制己经失灵。对红灯时间的忍受力，经过调查英国人是45秒，德国人是60秒，而国内许多路口的红灯时间都非常厂，有点地方甚至能达到120秒，急需优化改进。
2)相位差
相位是对于一个路口多方向交通流而言，指在周期时间内按需求人为设定的，同时取得通行权的一组互不冲突的交通流。相位信号是指一个信号周期内的信号控制状态，表示在道路交叉口给予某些方向的车辆或行人以通行权的时序。而相位差则是指相邻路口同一相位绿灯(或红灯)起始时间之差。
3) 绿信比
相位绿信比是一个相位信号有效绿灯时长与周期时长之比。交通流绿信比是一个
交通流在一个周期时间内所获得的有效绿灯时长与周期时长之比。绿信比的大小对于疏通交通流和减少路口总等待时间有着举足轻重的作用。通过合理的分配各车流方向的绿灯时间(绿信比)，可使各方向上阻车次数、等待时间减至最少。
除了上述3个控制参数外，还有一些与交通信号控制有关的概念:
1）交通流量
交通流量是单位时间内通过某一位置的车辆数。
2)交通密度
交通密度为每车道单位长度道路上拥有的车辆数。
3) 车流速度
车流速度指区间平均速度，即在某一瞬间行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值。
4) 自由行车速度
自由行车速度是指车流密度趋于零时车辆可以畅行无阻的行驶的速度。
5) 占有率(车辆占有率)
占有率是指一路段车辆占用的道路长度的总和与路段长度之比。由于难以测量，通常用时间占有率代之，即在一个周期时间内车辆通过车辆监测器而得到的脉冲信号宽度的总和与周期时长之比。
6)进口道饱和流量
进口道饱和流量是指在一次连续的绿灯时间内，交叉口进口车道上车队能够连续通过停车线的折算为当量的最多车辆数。
7) 流量比
流量比又称饱和度，是进口道实际到达流量与饱和流量之比。
8) 信号控制交叉口的通行能力
一般来说 ，交通信号控制的目的是要使单个交叉口或交通网络获得良好的交通效益。评价交通效益的指标有:通行能力、排队长度、延误时间、停车次数、停车率、油耗、行程时间等。目前，常用的交通效益指标是延误时间、排队长度、通行能力等。交通信号控制的评价函数可以由设计者根据需要进行选择。
三.基本的交通控制方法类别介绍
1.单路口的交通信号控制
单路口的交通信号控制是最基本的交通控制形式，也是线控和面控系统的基础，其目的是通过合理的信号配时，消除或减少各向交通流的冲突点，同时使车辆和行人的总延误最小。单路口的交通信号控制主要分为定时控制、感应控制、实时自适应控制等，其中定时控制和感应控制是基本的交通控制方法。
交叉口交通信号控制机均按事先设定的配时方案运行，称为定时控制。一天只用一个配时方案的称为单段式定时控制；一天按不同时段的交通量采用几个配时方案的称为多段式定时控制。
定时信号控制方法是以历史数据(车流量，饱和流量)为基础的，这些数据是通过交通测量、车辆计数获得的。根据交通流的变化设置交通信号，也就是对每个时间段寻出能给出最好性能指标的最佳信号设定。每个时间段末各个方向交通流的随机、过饱和排队长当作下一个时间段该交通流的初始随机、过饱和排队长。对于 不 同 的交叉路口，由于道路上的交通车流呈现很大的随机性，车辆行驶过程又是一种随机过程，因而实施相位控制也应针对不同的车流情况采取不同的方案。对交叉路口交通信号优化控制，一般有以下几种方法：
1) 针对信号周期进行优化；
2) 针对相位信号配时(或绿信比)进行优化；
3) 针对周期和相位信号配时(和绿信比)同时进行优化，甚至还包括相位信号顺序的优化；
4) 综合优化(针对交通流高峰期整个时间段)。
对单个路口的信号控制来说，评价其配时方案是否最佳的主要指标有延误时间、通行能力和交通事故次数等。显然，延误时间是驾驶员最关心的指标，而且也容易折合成经济指标。
定时控制方法因为简单易行，是目前使用最广的一种控制方法，其配时方案是根据交通调查所得的历史数据制定的，一经确定则维持不变，直到下次重新进行交通调查。显然这种方式不能适应交通流的随机变化。经常可以看到这种情况:亮绿灯的车道没有车辆通行，而亮红灯的车道却有车辆等待。为了克服这种现象，就必须首先检测是否有车辆到达，然后再决定是否给该车道开绿灯，这就是感应控制的基本原理。
感应控制是在交叉口进口道上设置车辆检测器，信号灯配时方案由计算机或智能化信号控制机计算，可根据检测器检测到的车流信息而随时改变的一种控制方式。感应控制随检测器设置方式不同可以分为两种:一种是半感应控制，即在交叉口处将检测器安装在次干道上，根据次干道的交通需求进行信号控制；另一种是全感应控制，即在交叉口所有入口道上均安装检测器，根据所有入口道的交通需求进行信号控制。
单交叉口交通模型
我们已经介绍了几种常见的单路口模型， 主要对最常见的十字形路口和T行路口交通信号控制进行说明，主要是为交叉路口的交通信号灯确定信号灯周期及各个方向的信号灯红绿灯起止时间及通行时间。城市单交叉路口的交通流模型如图所示：
东、南、西、北四个方向，每个方向均存在左转、直行、右转三个车道车流。对路口各个车道车流量进行实时检测而获得车流量信息，为优化决策提供必要的数据。由于各个车道在不同时刻具有不同的车流量，交通工程技术人员需经过较长时间的摸索，总结出适合该路口车辆放行的规律，由此制定出相应交叉路口的相
位信号控制方案，并且根据一天之中交通流的高峰期时刻不同实施不同的配时方案:
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