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       專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)銷售各種規(guī)格各種系列交通信號機(jī)、交通信號燈、桿件、標(biāo)志桿、八棱桿、信號燈、標(biāo)志牌、倒計(jì)時(shí)顯示器、人行燈、收費(fèi)站燈、ETC燈、龍門架、電子警察產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格合理。

交通信號控制的前世今生和未來展望

      隨著現(xiàn)代科學(xué)與汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車數(shù)量增長，路口沖突矛盾激化，人們?yōu)榱税踩?、迅速地通過路口，不得不將最新的科技成果用于解決路口的交通阻塞問題，從而推動了自動控制技術(shù)在交通領(lǐng)域的迅速發(fā)展。世界各國交通管理的經(jīng)驗(yàn)表明，道路交叉口交通管理的最有效的方法之一就是交通信號控制。因此，信號燈控制也是道路交叉口最普遍的交通管理形式。實(shí)踐證明，任何交通信號控制系統(tǒng)只有與當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的實(shí)際交通狀況結(jié)合起來，不斷優(yōu)化信號配時(shí)，并運(yùn)用新技術(shù)，不斷創(chuàng)新信號控制模式，才能發(fā)揮系統(tǒng)的控制效率，達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)。

　　（一）交通信號控制的產(chǎn)生與發(fā)展

　　1886年，倫敦的威斯敏特教堂安裝了一臺紅綠兩色煤氣照明燈，用以指揮路口馬車的通行，運(yùn)行一段時(shí)間后不幸發(fā)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(lián)動式信號系統(tǒng)，將6個(gè)路口作為一個(gè)系統(tǒng)，用人工手動方式加以控制。

　　1918年初，美國紐約街頭出現(xiàn)了新的人工手動紅黃綠三色信號燈，同現(xiàn)在的信號機(jī)甚為相似。

　　1922年，美國休斯敦建立了一個(gè)同步控制系統(tǒng)，以一個(gè)崗?fù)橹行目刂茙讉€(gè)路口。

　　1926年，英國倫敦建成了第一臺自動交通信號機(jī)并在大街上使用，可以說是城市交通自動控制信號機(jī)的開始。

　　1928年，人們在上述各種信號機(jī)的基礎(chǔ)上，制成“靈活步進(jìn)式”適時(shí)系統(tǒng)，由于其構(gòu)造簡單、可靠、價(jià)廉，很快得到推廣普及，以后經(jīng)不斷改進(jìn)、更新、完善，發(fā)展成現(xiàn)在的交通協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

　　在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，先是模擬式電子計(jì)算機(jī)，于1952年美國丹佛市首先安裝，經(jīng)過改進(jìn)稱為“PR”系統(tǒng)（Program Register），美國至1962年已安裝了100多個(gè)“PR”系統(tǒng)。之后數(shù)字計(jì)算機(jī)也進(jìn)入了交通控制領(lǐng)域。1963年，多倫多市第一個(gè)完成了以數(shù)字計(jì)算機(jī)為核心的城市交通控制系統(tǒng)（UTC系統(tǒng)），接著西歐、日本很快也建立了改進(jìn)式的UTC系統(tǒng)。

　　在軟件開發(fā)方面，1967年，英國運(yùn)輸與道路研究實(shí)驗(yàn)室（TRRL）的專家們研制了“TRAN-SYT”（Traffic Network Study Tool）。它是一個(gè)脫機(jī)仿真優(yōu)化的配時(shí)程序，應(yīng)用很廣，效果很好，經(jīng)不斷完善、改進(jìn)，現(xiàn)在已發(fā)行了17版。

　　但由于TRANSYT配時(shí)方案系以歷史資料為依據(jù)，不能及時(shí)有效地隨交通流量變化而改變，1980年英國TRRL又提出了SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）實(shí)時(shí)自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)，接收進(jìn)口道上游安裝的車輛檢測器所采集到的車輛到達(dá)信息，通過聯(lián)機(jī)處理形成控制方案，并可適時(shí)調(diào)整綠信比、周期長度及時(shí)差等參數(shù)，使之與變化的交通流相適應(yīng)。其所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟(jì)效益要比用TRANSYT（第8版）固定配時(shí)系統(tǒng)高出10％左右。在SCOOT面世的同時(shí)，澳大利亞新南威爾士干線道路局的西姆斯（A.G.Sims）也開發(fā)了一個(gè)SCATS（Sydney-Coordinated Adaptive Traffic System）控制系統(tǒng)，并在悉尼市開始應(yīng)用。它是一個(gè)能自選方案的實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

　　上述三個(gè)系統(tǒng)是當(dāng)今普遍采用較為著名的交通控制系統(tǒng)，其他各地開發(fā)或使用的控制軟件還有不少，但未能在較大的范圍內(nèi)應(yīng)用。

　　（二）我國城市交通信號控制的起步

　　我國城市交通控制研究工作起步較晚，從幾個(gè)城市使用單點(diǎn)定周期式交通信號控制器控制交通信號燈開始，1973年北京啟動了我國第一個(gè)城市交通自動控制工程項(xiàng)目——首都自動化交通控制工程（又名北京前三門大街交通信號自動控制工程或7386工程），在前三門大街進(jìn)行交通干道的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。1978年廣州、北京、上海等城市開始了單點(diǎn)定周期交通信號控制器研發(fā)和使用；1985年全國城市交通管理工作會議在廣州召開，推廣廣州市應(yīng)用自動交通信號控制機(jī)模式，即以固定配時(shí)方式實(shí)現(xiàn)交通信號自動控制；1986年全國公安計(jì)算機(jī)應(yīng)用展覽會上，廣州研發(fā)的電腦交通信號機(jī)同北京、沈陽研發(fā)的電腦交通信號機(jī)一起獲得全國公安計(jì)算機(jī)應(yīng)用三等獎(jiǎng)。電腦交通信號機(jī)可以按照路口的各個(gè)方向車輛檢測器檢測的車流量，進(jìn)行感應(yīng)式的交通信號控制。

　　我國的交通控制系統(tǒng)研發(fā)始于上個(gè)世紀(jì)80年代開始，國家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)研發(fā)的“城市交通實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制系統(tǒng)”（“2443”工程）是我國自行研制開發(fā)的第一個(gè)實(shí)時(shí)自適應(yīng)城市交通控制系統(tǒng)，總體上達(dá)到當(dāng)時(shí)國際先進(jìn)水平，在南京市中區(qū)的24個(gè)路口進(jìn)行了區(qū)域交通協(xié)調(diào)控制示范應(yīng)用。國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)研發(fā)的“城市交通控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)”，重點(diǎn)解決了交通控制系統(tǒng)的工程化技術(shù)問題，提供了較為成熟的技術(shù)和設(shè)備，系統(tǒng)軟件也從AT&T UNIX移植到Microsoft Windows NT平臺，選擇在廣州市天河區(qū)示范應(yīng)用。國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“緩解城市道路交通堵塞關(guān)鍵技術(shù)的研究及示范工程”，研發(fā)了交通信號控制系統(tǒng)和交通動態(tài)信息系統(tǒng)。之后隨著科技進(jìn)步，多所大學(xué)、多個(gè)企業(yè)或基于國家和省部級的各類研究計(jì)劃，或自發(fā)地研發(fā)了交通信號控制系統(tǒng)等不少系統(tǒng)，在一些城市得到了局部應(yīng)用。20世紀(jì)80年代，隨著我國一些大城市引進(jìn)SCOOT、SCATS等國際上先進(jìn)的交通信號控制系統(tǒng)，我國道路交通進(jìn)入了點(diǎn)、線、面協(xié)調(diào)控制的交通信號控制系統(tǒng)階段。這一期間主要集中于大城市，通過引進(jìn)應(yīng)用國外先進(jìn)系統(tǒng)，消化吸收交通控制技術(shù)，為我國自主研發(fā)積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

　　自上個(gè)世紀(jì)80年代至今，我國研發(fā)和建立了適合中國混合交通流特性的控制系統(tǒng)，較有代表性的系統(tǒng)為HT-UTCS和Hicon系統(tǒng)。HT-UTCS系統(tǒng)是由交通運(yùn)輸部、公安部與南京市合作自主研發(fā)的實(shí)時(shí)自適應(yīng)系統(tǒng)，采用三級分布式控制（區(qū)域協(xié)調(diào)、線協(xié)調(diào)和單點(diǎn)控制），為方案形成＋專家系統(tǒng)式自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

　　（三）我國城市智能交通信號控制系統(tǒng)的應(yīng)用

　　從上個(gè)世紀(jì)80年代開始，我國大多數(shù)城市陸續(xù)建立了交通信號控制系統(tǒng)。根據(jù)2020年的調(diào)查，從調(diào)查130座樣本城市中心區(qū)交通信號機(jī)的燈控路口數(shù)量共有71800多個(gè)。其中1000個(gè)以上的燈控路口有20座城市，500-1000個(gè)燈控路口的城市有22座，500個(gè)以下燈控路口有88座城市。調(diào)研顯示，樣本城市信號機(jī)聯(lián)網(wǎng)率參差不齊，其中僅有17座城市實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)網(wǎng)，另有25%的城市信號機(jī)聯(lián)網(wǎng)率不足60%。

　　從我國當(dāng)前情況來看，城市交通信號控制系統(tǒng)在協(xié)調(diào)和控制城市區(qū)域內(nèi)應(yīng)用中，發(fā)揮了均衡路網(wǎng)內(nèi)交通流的分布，減少停車次數(shù)、延誤時(shí)間及環(huán)境污染等系統(tǒng)的控制作用。實(shí)踐證明，任何交通信號控制系統(tǒng)只有與當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的實(shí)際交通狀況結(jié)合起來，不斷優(yōu)化信號配時(shí)，并運(yùn)用新技術(shù)，不斷創(chuàng)新信號控制模式，才能發(fā)揮系統(tǒng)的控制效率，達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)。

　　1、配時(shí)參數(shù)優(yōu)化，發(fā)揮控制效率

　　交通信號控制系統(tǒng)的控制策略無論是系統(tǒng)定時(shí)控制還是自適應(yīng)控制，其傳統(tǒng)信號配時(shí)，要么依靠從業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的交通管理部門業(yè)務(wù)人員來確定配時(shí)時(shí)長，要么依靠路面線圈、地磁、視頻等方式的車輛檢測器采集動態(tài)數(shù)據(jù)，由交通信號控制系統(tǒng)通過其模型算法或設(shè)置來自動調(diào)整信號配時(shí)時(shí)長。而我國現(xiàn)階段城市發(fā)展較為迅速，各地尤其是大中型城市道路改造頻繁，檢測設(shè)備完好率低、控制效果差等問題，而系統(tǒng)又有一定規(guī)模，由于公安交通管理部門編制內(nèi)人員受限，專業(yè)性技術(shù)人才缺乏，難以使交通信號控制系統(tǒng)發(fā)揮效率。自公安部交管局發(fā)布的《推進(jìn)城市道路交通標(biāo)志標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)化工作方案》和《推進(jìn)城市道路交通信號燈配時(shí)智能化工作方案》(簡稱“兩化”文件)發(fā)布以后，信號控制配時(shí)優(yōu)化的社會化服務(wù)也逐漸開始爆發(fā)，以往主要集中在廣東、江浙等發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)在一些中小城市也開始將交通信號配時(shí)參數(shù)優(yōu)化工作逐步向“社會化”采購服務(wù)發(fā)展。

　　通過交通信號配時(shí)參數(shù)優(yōu)化社會化服務(wù)，專業(yè)社會化服務(wù)企業(yè)在日常工作中落實(shí)信號燈臺賬系統(tǒng)、信號控制評估系統(tǒng)，并運(yùn)用調(diào)控制計(jì)算、單點(diǎn)路口配時(shí)計(jì)算平臺優(yōu)化配時(shí)參數(shù)，優(yōu)化過程既考慮了路網(wǎng)交通的均衡疏導(dǎo)，也精細(xì)挖潛和提升了路口/干線通行效率。廣州、深圳、濟(jì)南等城市的交通信號配時(shí)優(yōu)化交予社會化服務(wù)后，實(shí)現(xiàn)交通信號控制優(yōu)化的精細(xì)化管理，提高了區(qū)域內(nèi)交叉口和干道通行能力，從而達(dá)到了緩解交通擁堵、保障交通安全、實(shí)現(xiàn)有序通行的控制效果。

　　2、感知技術(shù)升級，提升控制效益

　　前端交通感知設(shè)備是交通信號控制的源泉和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過交通流量采集設(shè)備，來實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、全天候、全面地感知道路交通流動及交通行為，是交通感知系統(tǒng)的重要目標(biāo)。目前主要的交通采集設(shè)備包括：視頻、線圈、地磁、雷達(dá)、RFID、雷視一體機(jī)。

　　調(diào)研顯示，51座城市安裝了視頻采集設(shè)備，是采用最多的采集方式，占比86%。20座城市安裝了地磁采集設(shè)備，19座城市安裝了雷達(dá)采集設(shè)備，在樣本城市中安裝比例分別為34%和32%。

　　感知技術(shù)升級可以更準(zhǔn)確的提取對應(yīng)檢測車道的車流量、車型大小、速度、占有率及排隊(duì)長度以及車軌跡等信息，按照路口交通流量和車輛運(yùn)行軌跡，來預(yù)先設(shè)置交通信號控制方案，達(dá)到系統(tǒng)控制效率最佳狀態(tài)。例如廣東省清遠(yuǎn)市交通信號控制系統(tǒng)通過斷面/區(qū)域檢測與軌跡檢測相結(jié)合，分析了城市道路的承載力，掌握路網(wǎng)交通流變化趨勢特征，從交通需求和道路資源供給的角度通過交通信號控制的方式實(shí)現(xiàn)交通合理分流，并利用交通仿真先評估方法與交通匹配度、旅行時(shí)間以及交通延誤等后評價(jià)相結(jié)合的方式，全面規(guī)劃改造了智能信號控制系統(tǒng)，通過優(yōu)化信號配時(shí)，致使道路通行效率最大化。

　　（四）我國城市智能交通信號控制系統(tǒng)的智慧化展望

　　近年來，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G車聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、數(shù)字孿生、全息路口等新一代ICT技術(shù)應(yīng)用拓展，騰訊、阿里、華為、百度、滴滴等城市交通大腦和“互聯(lián)網(wǎng)+信號燈”出現(xiàn)，交通信號控制也迎來了基于端、邊、云一體化智慧發(fā)展的新階段。

　　在端側(cè)，傳統(tǒng)的智能交通信號控制系統(tǒng)主要是基于路面車輛檢測設(shè)備對車流量、占有率等數(shù)據(jù)的采集，控制效果直接受制于檢測設(shè)備的完好度。而隨著技術(shù)升級，路面終端感知數(shù)據(jù)可以通過視頻AI、RFID、激光雷達(dá)、雷視一體機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)等多種新技術(shù)加持與融合，不再受限于原有系統(tǒng)自采檢測設(shè)備的完好度，而是基于隨時(shí)隨地都可低成本獲取的多源多維大數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，從而可以更為精準(zhǔn)的描繪出路口交通流量，排隊(duì)、放行等通行狀態(tài)特征，更好的實(shí)現(xiàn)與交通信號控制系統(tǒng)物聯(lián)，真正做到交通全時(shí)空的“看得見、看得清”。

　　在邊緣側(cè)，通過邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、AR等新技術(shù)移植，系統(tǒng)可不再依賴那些現(xiàn)代控制理論中公式變量繁多、邊界條件苛刻的復(fù)雜數(shù)據(jù)模型，可由大數(shù)據(jù)直接驅(qū)動交通信號的智能決策控制與迭代學(xué)習(xí)，真正做到信號配時(shí)“想得透、想得好”。

　　在云側(cè)，通過全息感知、數(shù)據(jù)孿生、高精地圖、網(wǎng)約車、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)和新應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)交通信號決策控制在線并行仿真和即時(shí)效能評估，真正做到區(qū)域級的交通控制實(shí)時(shí)自適應(yīng)優(yōu)化迭代。通過物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等新技術(shù)應(yīng)用，交通信號控制逐步從交通后置響應(yīng)到交通需求前置引導(dǎo)、交通信息主動服務(wù)轉(zhuǎn)變，真正實(shí)現(xiàn)人、車、路、控制等交通要素全時(shí)空高效配置、協(xié)同疏導(dǎo)。

　　隨著5G車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，交通信號控制系統(tǒng)也將逐步從交通控制到交通信息服務(wù)轉(zhuǎn)變，推動信息服務(wù)內(nèi)容更加的精準(zhǔn)有效，采取多樣的手段，將交通信號控制信息推送給所有的出行者，只有這樣才能把被動交通信號控制轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏煌ㄐ盘柨刂?。新一代交通信號控制系統(tǒng)將有可能為實(shí)現(xiàn)自動駕駛發(fā)揮作用，從而推進(jìn)車路協(xié)同大規(guī)模的應(yīng)用。