基本介紹
- 中文名：自動交通信號
- 特點：用機械、電子和計算機等設備控制
- 發展趨勢：不斷推廣普及
- 學科分類：交通工程
簡介,交通信號控制的作用,交通信號的含義和基本規定,指揮燈信,車道燈信號,人行橫道燈信號,交通信號控制裝置的基本方式,交通信號機控制的產生和發展,
簡介
自動交通信號，是用機械、電子和計算機等設備控制變換交通信號。形式有單點控制、二個或幾個路口的聯動控制、線控制、面控制。用於單點控制的設備有電動機帶動齒輪分度盤的機械式定周期控制和電子控制的單時段定周期控制或多時段定周期信號控制。按控制的範圍分，有孤立交叉路口的信號控制與其它交叉路口互不聯繫的為單點控制，對一條幹道各路口互相關聯的線控制自動交通信號以及用計算機集中控制幾十個到幾百個交叉路口的面控自動信號。
交通信號控制的作用
解決交叉口的交通衝突，就理論方面分析有兩種方法，一是空間分離，如平面渠化、立體交叉等；另一為時間分離，如信號控制法、多路停車法及讓路法等。交通信號的作用是從時間上將相互衝突的交通流予以分離，使其在不同時間通過，以保證行車安全，同時交通信號對於組織、指揮和控制交通流的流向、流量、流速、維護交通秩序等均有重要的作用，迫使車流有序地通過路口，提高了路口效率和通過能力，也減輕了噪聲，降低了汽車廢氣的污染。
交通信號的含義和基本規定
交通信號分為：指揮燈信號、車道燈信號、人行橫道燈信號、交通指揮棒信號、箭頭信號、閃光信號和手勢信號等。信號燈的顏色所表達的意義規定如下：
指揮燈信
(1)綠燈亮時，準許車輛、行人通行，但轉彎的車輛不準阻礙直行的車輛和被放行的行人通行。
(2)黃燈亮時，不準車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進入人行橫道的行人，可以繼續通行。
(3)紅燈亮時，不準車輛、行人通行，更不準闖紅燈。
(4)綠色箭頭燈亮時，準許車輛按箭頭所指方向通行。
(5)黃燈閃爍時，車輛行人須在確保全全的原則下通行。
右轉彎車輛和T形路口右邊無人行橫道時的直行車輛，遇有前款(2)、(3)項規定時，在不妨礙被放行車輛和行人通行的情況下，可以通行。
車道燈信號
(1)綠色箭頭燈亮時，本車道準許車輛通行。
(2)紅色叉形燈亮時，本車道不準車輛通行。
人行橫道燈信號
(1)綠燈亮時，準許行人通過人行橫道。
(2)綠燈閃爍時，不準行人進入人行橫道，但已進入人行橫道的，可繼續通行。
(3)紅燈亮時，不準行人進入人行橫道。
其他如交通指揮棒信號，手勢信號等，可參閱其他檔案、法規的規定。
交通信號控制裝置的基本方式
目前我國使用的交通控制裝置主要有下列幾種：
(1)手動單點信號裝置，目前已很少使用。
(2)定時或稱定周期自動信號裝置，目前我國普遍採用。
(3)車輛感應式控制裝置，又分為全感應式和半感應式兩種，目前我國城市中有少數仍在使用。
(4)線控聯動信號使用，亦稱為綠波系統，自1917年美國鹽湖城開始使用，現已受普遍重視和採用。此外還有半感應式、全感應式交通信號機等類型。各式信號機中有套用小型計算機的發展趨勢。至於信號安裝方式、位置、高度、構造及電纜線的敷設可參閱《道路交通信號燈設定與安裝規範》（GB 14886--2006）。
交通信號機控制的產生和發展
1886年倫敦的威斯敏斯特教堂安裝了一台紅綠兩色煤氣照明燈，用以指揮路口馬車的通行，不幸發生意外爆炸，招致人們反對而夭折。
1917年美國鹽湖城開始使用聯動式信號系統，將六個路口作為一個系統，用人工手動方法加以控制。
1918年初紐約街頭出現了新的人工手動紅黃綠三色信號燈，同現在的信號機甚為相似。
1922年美國休斯敦建立了一個同步控制系統，以一個崗亭為中心控制幾個路口。
1926年英國倫敦建成了第一台自動交通信號機在大街上使用，可以說是城市交通自動控制信號機的開始。
1928年人們在上述各種信號機的基礎上，製成“靈活步進式”適時系統。由於其構造簡單，可靠、價廉，很快得到推廣普及，以後經不斷改進、更新、完善，發展成現在的交通協調控制系統。
在車輛檢測方面，20世紀30年代開始在美國、英國生產了氣動橡皮管式的車輛感應信號控制器，用以檢測交通流量，調整綠燈時間長短，減少車輛在路口的延誤，比定時控制靈活。隨後又發明了雷達、超音波、光電、地磁、微波、紅外以及環形線圈等檢測器，對於交通自動控制檢測和數據採集起了很大作用。當前用得最廣的是環形線圈檢測器。
在計算機套用方面的發展也很快，先是模擬式電子計算機，1952年美國丹佛市首先安裝，經過改進稱為“PR”系統（Program Register），在美國發展很快，至1962年已安裝了100多個“PR”系統。以後數字計算機也進入了交通控制領域。1963年多倫多市第一個完成了以數字計算機為核心的城市交通控制系統（UTC系統），接著西歐、北美、日本很快也建立了改進式的UTC系統。
在軟體開發方面，1967年英國運輸與道路研究實驗室（TRRL）的專家們研製了“TRAN-SYT”（TRAFFIC NETWORK STUDY TOOL）。它是一個脫機仿真最佳化的配時程式，套用很廣，效果很好，經不斷完善、改進，現在已發行了第9版。
但由於TRANSYT配時方案系以歷史資料為依據，不能及時有效地隨交通流量變化而改變，故1980年英國TRRL又提出了SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）實時自適應交通控制系統，接受進口道上游安裝車輛檢測器所採集到的車輛到達信息，通過在線上處理形成控制方案，並可適時調整綠信比、周期長度及時差等參數，使之同變化的交通流相適應。其所產生的社會經濟效益要比用TRANSYT（8）固定配時系統高出10%左右。在SCOOT面世的同時，澳大利亞新南威爾斯幹線道路局的西姆斯也開發了一個SCATS（Sydney．Coordinated Adaptive Traffic System）控制系統，並在悉尼市開始套用。它是一個能自選方案適時自適應控制系統。
上述三個系統是當今普遍採用較為著名的交通控制系統，其他各地開發或使用的控制軟體還有不少，但未能在較大的範圍內套用。
我國城市交通控制研究工作起步較晚，1973年北京前三門大街進行了交通幹線的計算機協調控制系統的實驗研究，開發了軟體，實現了對幹線交通信號的協調控制，20世紀70年代中期北京製成了感應式交通信號控制器。20世紀80年代，北京、上海等大城市先後研製成功微機化的信號控制機和幹線協調控制系統。目前各種型號交通控制器已達50多種。自適應交通控制系統的研究工作也已開始。我國道路交通控制技術雖然研究時間不長，但已取得許多令人鼓舞的成就。
