文 献 综 述

交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平提高起着十分重要的作用。由于城市道路建设难以跟上车辆发展的速度，城市道路增长的有限性与车辆增长的近似无限性之间呈现出的矛盾，导致交通问题日益严峻。为了缓解道路交通拥挤情况，适应交通量迅猛增长的趋势，国内许多城市采用了拓宽路面、新建高架路等措施，最初收效较为明显，但是经过研究发现，大量建设并不是解决城市交通问题的根本途径，只有在不断拓展基础设施的同时，利用更高效的管理手段，提高现有设施的利用率和负荷，加强对交通需求的管理，加强对城市道路网的智能管理和优化控制，才能更好地满足人们出行的需求。

因此，交通控制的目的体现为：1、减少交通事故，保障交通安全。2、缓和交通拥挤，提高交通效率。3、实施交通需求管理，达到高效有序。4、节省能源消耗，降低污染程度。

交通信号起源：

交通信号控制诞生于19世纪，1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦的威斯明斯特街口安装了最早的交通信号灯。这是一种红绿两色的臂板式信号，在夜间为了让司机和行人看清信号颜色，点燃里面的煤气灯。1914年，在美国克利夫兰，纽约和芝加哥街头出现新的交通信号灯，这是一座手动操作的三色信号灯，采用电力发光。1926年，英国人在伍尔弗汉普顿安设了第一座自动信号灯。这是城市交通自动控制的起点。然而随着城市交通的迅速发展，原始的信号灯已经不能胜任越来越复杂的交通控制任务了。于是一种多时段多方案的信号控制器取而代之，它能存储几套不同的信号配时方案，在交通流变化规律比较明显的时候具有很好的控制效果。但是它毕竟还是一种初级形式的”单点定周期”控制器，为了把路网上沿某条主要行驶路线上的全部交通信号控制器协调起来，按照统一步调进行，以便使得沿该路线行驶的车辆几乎不受阻地通过所有交叉口，人们发明了”子母控制器”信号系统，即沿一条行驶路线设置一台主信号机和若干与之串接的从信号机，主信号机支配和协调各个从信号机的运行，使沿线交通信号的变换协调成”绿波”。在我国这种方式称为”线控制系统”，也就是当今的协调控制系统的早期形式。

20世纪30年代开始，感应式信号控制器风靡起来，这种控制方式有很大的灵活性，但是当交叉口各个进口方向交通负荷均接近饱和程度时，便会失去灵活性。20世纪60年代以来，世界各国开始研究一种范围较大的信号联动协调控制系统，至今英国、美国、澳大利亚、意大利、法国、德国、日本等国家相继建立了以计算机为核心的区域交通信号控制系统。90年代以后，我国省会一级的城市基本都建立了区域交通控制系统。

交通信号国内外研究现状：

交通信号控制发展至今已经产生了一系列的控制理论和方法。20世纪60年代以前，研究自动控制系统的传统方法主要是传递函数，研究对象主要是单输入单输出的定常系统，这样建立的理论就是所谓的经典控制理论。20世纪60年代初，现代控制理论诞生，它以R.贝尔曼的动态规划、π.C.庞特里亚金的极大值原理和R.E.卡尔曼的滤波方法为基础，立足于状态变量法，研究复杂的系统，要求系统达到最优的指标。现代控制理论在发展过程中逐渐演变出了多个分支，如最优控制、随机控制、自适应控制、多级递阶控制等。

目前国内外对交通信号控制的研究中，提出了多种优化设计方法。如：基于图解法和数解法的城市干道协调控制方法，即通过Webster法对各进口道进行重新配时，利用干道协调控制常用方法进行各控制群的信号协调控制方案设定，再用数解法求得各交叉路口信号相位差，最后通过vissim仿真得到干道信号协调控制方案。又如：基于单层分布式MAS结构的智能交通信号灯控制系统模型，系统中每个Agent根据本地交叉路口的交通状况自主形成控制策略，并将该策略与其他的Agent进行协商，以实现整个系统的自适应控制。再如：城市交通信号整体优化的理论，即把区域系统分解成线控系统，把复杂系统分解成简单系统，分别建立各系统的线性方程，并归纳成线性规划问题。 在交通控制系统这个范畴内，国外发达国家几乎都有自己的关于交通控制系统的研究，其中不乏很多享誉世界的产品。比如TRANSYT系统，SCOOT系统，SCATS系统等等。这些比较老资格的控制系统通通依赖于传统的交通流参数:周期、步长、绿信比。
但是在最新被研制出来的交通控制产品中，己经转而使用相位的长度和相序来代替传统的交通流参数。比如在前文介绍过的 SPoTPUTOPIA系统、PRODYN系统、OPAC系统、RHODES系统等等。
而且，在物理检测介质方面，如前文所说，加州大学伯克利分校率先把无线传感器网络用于交通车辆检测使得交通预测的精确度得到了前所未有的提高。
交通控制和交通诱导是分不开的两个主题。在城市交通规划不可能无限制的增加道路宽度和其它辅助设施的前提下，如何在空间意义上调度交通成为了一个具有重要现实意义的研究课题。如何把交通协同和交通控制有效的结合。也成为了交通领域内一个重要的研究方向。

通过对现交叉口早晚高峰交通量的调查、统计与分析，确定设计流