交通控制系統(tǒng)是采用與時刻變化著的交通情況相適應(yīng)的設(shè)備，組成按交通規(guī)則正確指揮交通的系統(tǒng)。交通控制系統(tǒng)今后將從被動系統(tǒng)向主動系統(tǒng)發(fā)展。在控制方法上，將改變定周期的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)內(nèi)的周期可隨時改變，增加系統(tǒng)的靈活性，以適應(yīng)瞬時變化的交通流量。在控制設(shè)備上，將廣泛采用大規(guī)模集成的電子化設(shè)備和微型計(jì)算機(jī)。

　　交通控制系統(tǒng)的發(fā)展簡況

　　最早控制交通的設(shè)備是1868年在英國倫敦安裝的色燈信號機(jī)。它是用煤氣燈照亮，后因煤氣爆炸而毀壞。1914年在美國克利夫蘭開始使用電光源定時信號機(jī)。1918年在紐約開始使用手動紅、黃、綠三色信號機(jī)。用信號機(jī)控制單個交叉口的交通信號稱為點(diǎn)控制。隨著交通量的增加，逐漸地從對單個交叉口交通信號的控制發(fā)展到對同一條道路若干個相鄰交叉口交通信號的控制，即線控制。世界上第一個實(shí)現(xiàn)交通線控制的系統(tǒng)于1917年出現(xiàn)在美國鹽湖城。這是一種內(nèi)聯(lián)式線控制系統(tǒng),它把一條道路上6個連續(xù)的交叉口的信號燈用電纜聯(lián)接，使用手動開關(guān)。此后十年間，先后又試驗(yàn)成功了同時式、交變式、推進(jìn)式線控制系統(tǒng)，它們都是機(jī)械聯(lián)動。到50年代，一些國家的汽車保有量進(jìn)一步增加，線控制系統(tǒng)已不能滿足城市道路交通的需要。1952年美國在丹佛市試驗(yàn)用電子計(jì)算機(jī)對道路網(wǎng)各交叉口的交通信號進(jìn)行控制，這就是面控制。與此同時，在高速公路上也安裝了交通控制系統(tǒng)。1959年加拿大多倫多市進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并于1963年正式安裝了世界上第一個實(shí)現(xiàn)面控制的面控制系統(tǒng)。此后,許多國家也都采用新型電子計(jì)算機(jī),使一個區(qū)域內(nèi)的信號燈協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。中國于1932年在廣州開始采用手動信號燈，1976年在北京安裝了第一臺單點(diǎn)感應(yīng)式信號機(jī)，1978年在北京試用線控制系統(tǒng)。

　　交通控制系統(tǒng)的分類

　　普通道路交通控制分點(diǎn)控制、線控制和面控制。它們分別使用不同的控制系統(tǒng)。

　?。ㄒ唬c(diǎn)控制系統(tǒng)

　　點(diǎn)控制是線控制和面控制的基本單元，它通過安裝在單個平交路口上的信號機(jī)控制信號周期和綠信比。信號周期是信號燈的紅、黃、綠燈各顯示一次的時間。綠信比是信號燈某方向的綠、黃燈顯示時間之和與信號周期之比。點(diǎn)控制的分類如下：定周期控制是使信號燈按預(yù)先定好的周期和綠信比運(yùn)轉(zhuǎn)。這是最簡單、應(yīng)用最普遍的一種控制方式。一段定周期控制是在全控制過程中信號燈只有一種周期和綠信比；多段定周期控制是信號燈預(yù)先定有若干個周期和綠信比，在控制過程中，根據(jù)交通量的變化，自動變換周期和綠信比。感應(yīng)式控制是用感應(yīng)式信號機(jī)根據(jù)安置在交叉口各入口的車輛檢測器所收集的交通情報(bào)，靈活地控制綠燈開放時間。全感應(yīng)式控制是在交叉口各入口處都設(shè)有車輛檢測器；半感應(yīng)式控制只在交叉口的某兩個入口設(shè)有車輛檢測器，使該方向的綠燈能靈活開放。

　?。ǘ┚€控制系統(tǒng)

　　線控制有三個基本參數(shù)，即信號周期、綠信比和相位差。相位差是相鄰兩個交叉口信號機(jī)同方向綠燈開啟時間差與周期之比。實(shí)現(xiàn)線控制的系統(tǒng)有兩種：①有電纜線控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)有主控制器。預(yù)先編好的各種控制模型貯存在主控制器內(nèi)，主控制器通過傳輸電纜把控制指令發(fā)給各交叉口上的信號機(jī)，使其按控制模型的要求變換燈色；同時收集車輛檢測器所提供的交通情報(bào)，并進(jìn)行處理。②無電纜線控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不設(shè)主控制器，各種控制模型分別貯存在各交叉口的信號機(jī)內(nèi)。這些信號機(jī)都裝有高精度的石英晶體鐘，用統(tǒng)一的時間而相互協(xié)調(diào)一致，按預(yù)定的控制模型運(yùn)行。線控制系統(tǒng)根據(jù)功能又可分為三種：①單時段線控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)只有一種周期、綠信比和相位差，只能組合成一種控制模型。系統(tǒng)只按一種控制模型工作，不能適應(yīng)經(jīng)常變化的交通流量。這是早期發(fā)展的一種簡單線控制系統(tǒng)。②多時段線控制系統(tǒng)。它具有多種周期、綠信比和相位差，可組成多種控制模型，并能按時間自動變換，以適應(yīng)交通流量的變化。③感應(yīng)式線控制系統(tǒng)。具有有電纜控制系統(tǒng)所具有的控制功能。主控制器內(nèi)貯存多種控制模型，根據(jù)車輛檢測器所檢測到的交通量大小，實(shí)時地改變控制模型。普遍應(yīng)用的線控制模型有同時式、交變式、推進(jìn)式等幾種。其基本原理是在各交叉口信號周期統(tǒng)一的前提下，適當(dāng)調(diào)整各信號機(jī)的綠信比和相互間的相位差，使被控制的干道上形成“綠波帶”，車輛在行駛中減少遇到紅燈的次數(shù)，從而提高干道的通行能力。

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　　面控制是對城市道路網(wǎng)上若干個相鄰交叉口的信號周期、綠信比、相位差和設(shè)在道路上的各種可變標(biāo)志進(jìn)行集中統(tǒng)一控制。面控制系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：①控制中心，在控制中心設(shè)有中心處理機(jī)及其外圍設(shè)備、地圖顯示板、交叉口信號狀態(tài)顯示板、交通情況顯示板、交通事故和車輛誘導(dǎo)顯示裝置、控制臺等；②傳輸系統(tǒng)，由中央數(shù)傳機(jī)、終端數(shù)傳機(jī)和傳輸線組成；③信號控制系統(tǒng)；④交通情報(bào)收集系統(tǒng)，由設(shè)在道路上的各種車輛檢測器組成；⑤可變標(biāo)志系統(tǒng)；⑥通信系統(tǒng)，包括有線電通信和無線電通信；⑦電視監(jiān)視系統(tǒng)；⑧控制模型和軟件系統(tǒng)。

　　面控制系統(tǒng)的功能：①收集交通情報(bào)。設(shè)在道路上的車輛檢測器隨時把檢測到的車輛數(shù)、車輛行駛速度、車輛阻塞度和空間占有率等情報(bào)，通過傳輸系統(tǒng)送到中心處理機(jī)處理。②控制終端信號機(jī)和可變標(biāo)志。中心處理機(jī)根據(jù)交通流量的變化，實(shí)時地改變控制模型，隨時發(fā)出控制指令，控制終端信號機(jī)和可變標(biāo)志。③誘導(dǎo)車輛。中心處理機(jī)根據(jù)收集的交通情報(bào)，對于交通阻塞地點(diǎn)，一方面控制有關(guān)的終端信號機(jī)和可變標(biāo)志以誘導(dǎo)車輛，另一方面通過通信系統(tǒng)，發(fā)布交通阻塞情報(bào)，誘導(dǎo)車輛避開阻塞地點(diǎn)。④集中監(jiān)視。通過各種顯示設(shè)備和電視監(jiān)視系統(tǒng)，工作人員可了解控制區(qū)域內(nèi)的交通狀況，為迅速排除交通阻塞、處理異常情況、采取人工干預(yù)提供直觀依據(jù)。面控制系統(tǒng)因有上述功能，所以對疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故和交通公害有明顯的效果。

　　交通控制系統(tǒng)的面控制模型

　　面控制模型是保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的軟件系統(tǒng)。在一個區(qū)域內(nèi)，把各種復(fù)雜的交通流視為一個整體，用交通流理論，確立其數(shù)學(xué)模型。

　　目前各國的面控制,多采用TRANSYT（Traffic Net-work　Study　Tool）程序和 SIGOP（Traffic　Signal Optimization Program）程序?qū)崿F(xiàn)對信號的控制。這種程序的基本原則是通過優(yōu)化相位差，實(shí)現(xiàn)配時方案，以求全區(qū)域的最佳運(yùn)行效率。

　　高速公路交通控制系統(tǒng)　對高速公路上匝道（進(jìn)出口）、交匯和行駛速度進(jìn)行控制的系統(tǒng)。在高速公路匝道上設(shè)有信號燈或可變標(biāo)志。當(dāng)高速公路上車輛阻塞或車流達(dá)到飽和容量時，便控制入口處的信號燈或可變標(biāo)志，限制車輛駛?cè)?。在發(fā)生交通事故或遇有施工等緊急情況時，也限制車輛駛?cè)牖蝰偝?，或完全關(guān)閉匝道。對于剛駛?cè)敫咚俟吩训赖能囕v，靠匝道上的信號機(jī)引導(dǎo)進(jìn)入干線，以保證交匯時的安全。設(shè)在高速公路上的各種可變標(biāo)志，隨時給駕駛?cè)藛T提供道路上的車輛阻塞度、速度限制、路面濕度和冰凍狀況、交通事故和施工等情報(bào)，保證車輛按規(guī)定速度行駛。

　　高速公路交通控制系統(tǒng)由各種檢測器、信號機(jī)、可變標(biāo)志、通信傳輸系統(tǒng)、設(shè)在控制中心的中心處理機(jī)及其外圍設(shè)備、交通狀況顯示板和使上述設(shè)備協(xié)調(diào)工作的軟件系統(tǒng)組成?？刂迫藛T為了直觀了解道路上的交通狀況和控制效果，還設(shè)有電視監(jiān)視系統(tǒng)。

　　展望　交通控制系統(tǒng)今后將從被動系統(tǒng)向主動系統(tǒng)發(fā)展。所謂主動系統(tǒng)即是按程序行駛系統(tǒng)。主動系統(tǒng)的中心處理機(jī)可直接掌握控制區(qū)域內(nèi)每輛車的出發(fā)點(diǎn)和要去的目的地，并為其選擇最佳路徑。在控制方法上，將改變定周期的系統(tǒng)控制,使系統(tǒng)內(nèi)的周期可隨時改變,增加系統(tǒng)的靈活性，以適應(yīng)瞬時變化的交通流量。在控制設(shè)備上，將廣泛采用大規(guī)模集成的電子化設(shè)備和微型計(jì)算機(jī)。

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