區(qū)域交通信號控制方法
根據(jù)控制方式的不同，交通信號控制可以分為定時控制方法與自適應控制方法兩類。
1、定時控制方法
定時控制方法指的是根據(jù)給定的過去一段時間區(qū)間內(nèi)的歷史需求選取合適的優(yōu)化算法，并以離線驅(qū)動的方式對交通信號進行控制的方法。該方法是最早實現(xiàn)的交通信號控制方式。由于技術條件的限制，早期采用人工調(diào)整信號燈變化的單路口交通信號控制就是一種簡單的定時控制方式。隨著道路交通檢測技術的進步，根據(jù)歷史交通信息來對交叉路口實行控制的單路口定時控制方法獲得了越來越多的關注，其中最著名的是SIGSET和SIGCAP方法。出于區(qū)域交通網(wǎng)絡控制的需求，20世紀六、七十年代以來，在單路口定時控制方法的基礎上，發(fā)達國家的研究機構研制出了多種區(qū)域交通信號定時控制方法，其中應用最廣泛的就是J．D．C．Little提出的MAXBAND和由D．I．Robertson提出的TRANSYT兩種方法。下面分別介紹這兩種方法。
（1）MAXBAND是一種干線信號控制方法，它的主要研究對象是一條帶有n組交通信號燈(有n個交叉路口)的雙向主干道，通過設定合適的相位差，使得以給定的速度運行的車輛的數(shù)量達到最優(yōu)，同時減少這些車輛在交叉路口的等待時間，形成所謂的“綠波帶”。在包括J．D．C．Little在內(nèi)的各國學者的努力下，基于基本的MAXBAND思想已經(jīng)衍生出了很多擴展方法，例如考慮車輛的左轉(zhuǎn)運行、不同支路的帶寬等等，這些方法統(tǒng)稱為MULTIBAND。
（2）TRANSYT是英國道路與交通研究所(TRRL)在1966年推出的一套離線交通信號優(yōu)化配時程序，由于其良好的優(yōu)化效果，還經(jīng)常被用作研究交通信號控制的對照方法。TRANSYT主要是通過一種迭代的方式來對交通參數(shù)進行優(yōu)化：對于給定的信號燈控制參數(shù)(也就是系統(tǒng)的控制輸入，包括周期、綠信比和相位差等等)，動態(tài)網(wǎng)絡模型計算出相應的響應指數(shù)，然后采用一種啟發(fā)式“hill-climb”優(yōu)化算法對這幾個控制參數(shù)值進行優(yōu)化，并導出新的運行模型，不斷進行迭代計算，直到系統(tǒng)性能達到最優(yōu)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展和完善，RANSYT目前的最新版本是ll版，而美國、法國等國家的研究機構也在TRANSYT的基礎上改進研究出了相應的控制系統(tǒng)。
2、自適應控制方法
與定時控制方法相似，自適應控制方法最早也是從單路口自適應控制方法開始的。但是，由于多個交叉路口之間關聯(lián)度的復雜性，區(qū)域自適應控制方法遠比單路口自適應控制方法復雜。因此，目前國際上研制出的具有實用性的區(qū)域自適應控制方法不多，其中最具代表性的就是SCOOT和SCATS兩套系統(tǒng)。
（1）SCOOT(Split，Cycleand Offset OptimizmionTechnique，綠信比、周期和相位差優(yōu)化技術)是由英國TRRI，的D．I．Robertson團隊在TRANSYT系統(tǒng)的基礎上研發(fā)的交通控制系統(tǒng)【261。SCOOT的核心算法與TRANSYT基本相同，二者的差別主要在于對交通狀態(tài)的交化是否實時響應。SCOOT是一種基于模型的優(yōu)化控制方法，系統(tǒng)對所控制的交通網(wǎng)絡建立模型，并根據(jù)車輛檢測器獲取的實時交通信息來優(yōu)化求解出最合適的交通信號控制參數(shù)，從而實現(xiàn)對交通網(wǎng)絡自適應協(xié)調(diào)控制的目標。類似的基于模型的交通控制優(yōu)化方法還有OPAC，RHODES，CRONOS等。由于這些方法是以數(shù)學模型為基礎，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，然而隨著交通網(wǎng)絡的擴大，模型的復雜度會呈指數(shù)級數(shù)增長，系統(tǒng)的計算復雜度也會相應的增大，這是此類系統(tǒng)的缺點。
（2）SCATS(Sydney Coordinated AdaptiveTrafficSystem，悉尼協(xié)調(diào)自適應交通系統(tǒng))是澳大利亞新南威爾士州道路交通局(RTA)歷時十年時間研究開發(fā)的實時自適應交通信號控制系統(tǒng)。與SCOOT不同，SCATS是一種沒有交通模型的方案生成式自適應交通控制系統(tǒng)。SCATS系統(tǒng)中預先設置了多種交通信號控制方案，在實際運行過程中，系統(tǒng)根據(jù)檢測到的實時交通信息來選擇一種合適的控制方案。SCATS將系統(tǒng)結(jié)構分為三層，分別是中央控制中心、子區(qū)控制中心和路口信號控制機。這種分層控制的方式加上靈活的控制方案選擇方式，大大提高了系統(tǒng)的運行效率，使得SCATS系統(tǒng)可以對整個區(qū)域交通網(wǎng)絡取得非常好的協(xié)調(diào)控制效果，也因此成為了應用最廣泛的區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)。目前我國上海、廣州、香港等城市的交通信號管理就是采用SCATS系統(tǒng)實現(xiàn)的。
