文献综述

由于路口不同方向的车流、人流交叉汇合。常发生拥挤、碰撞、秩序混乱，甚至造成交通事故。为了维持秩序，保障行人、行车安全，不得不采取管理措施。交通信号则随之产生。交通信号是汽车工业发展所带来的产物，凡是道路上具有法定意义、指挥交通的信号都是交通信号。

随着现代科学与汽车技术的发展、汽车数量增加、路口矛盾激化、人们为了安全。迅速的通过，而将自动控制技术应用在交通信号领域。随着互联网的发展人们又设计了设计了一套联网联控交通信号远程控制系统。该系统具有良好的人机交互界面和高效稳定的数据存储功能，这不仅可以对路口交通信号机进行实时监视和控制，还可以对整个控制区域内的交通信号机进行联网联控区域协调控制。 作为城市道路交通管理的核心部分,城市交通信号控制系统是实现城市道路交通流有效运行的重要保障。

1868年，英国的机械工程师纳伊特，在伦敦威斯敏斯特路口安装了一组煤气灯，在灯前用红、绿玻璃变换信号，从此交通控制进入了信号灯控制时代。1914年，美国先后在克利夫兰、纽约和芝加哥，出现了电力发光的交通信号灯，与现代意义上的交通信号灯已经相差无几了。这标志着现代道路交通控制技术发展的开始。在之后近百年的发展过程中，交通信号控制，经历了从手动控制到自动控制，无感应控制到感应控制，单点控制（点控制）到干线控制（线控制）再到区域控制（面控制）的发展过程。1963年，加拿大多伦多市建立了以IBM650计算机为核心的交通信号协调控制系统，这是交通信号控制的里程碑。第一次将计算机技术应用到交通控制中，提高了系统的性能与管理水平。之后，各国相继建立了以计算机为核心的交通信号协调控制系统。目前在世界范围内应用的成熟系统主要包括SCOOT、SCATS、OPAC等。以SCOOT和SCATS为代表的信号控制系统技术背景是80年代初出现了速度和容量均能满足在线控制的计算机。SCOOT沿用了传统的控制方法，原理仍然是首先建立数学模型，然后依据检测信号和数学模型用计算机进行优化和对信号灯的实时配时。与SCOOT几乎同时推出的澳大利亚交通控制系统SCATS也得益于计算机等技术的发展，特点是以主观的启发式原理设置交通信号的配时决策表。需要指出的是，无论是SCOOT系统还是SCATS系统，尽管版本已更新几代，但主要还是计算机硬件和软件的更新换代，使得人机界面越来越好，原理并未改变。目前，我国大多数城市均采用引进的SCOOT、SCATS和基于NTCIP标准协议的ACTRA系统。国内交通综合治理较先进的城市是上海、大连和南京，它们分别采用的是SCATS系统、SCOOT系统和国内研制的类似SCOOT的交通信号控制系统。

由于交通领域是一个典型的交叉学科。所以其他各相关领域的研究成果都可能会给交通研究带来突飞猛进的发展。举例来说，交通预测领域中各国科学家尝试运用最新的科研手段与交通领域，比如遗传算法、支持向量机模型等等最新的数学、统计学、计算机科学成果。在交通控制领域中，感应控制、模糊控制、以及自适应控制方法是最新的研究方向。
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 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，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。

我国学者提出了关键车流和非关键车流的概念。提出基于感应控制思路单路口模糊神经网络控制。1999年刘智勇、朱劲等设计了一种模糊感应器。2004年，张莉、马岩等人提出分形几何控制理论应用于交通流控制，看似复杂、无序的交通流背后隐藏着非线性的可控几何规律,在微分成单元以后,各台车的几何构成要素与信号灯前车辆排列仿射的图形将形成一定的相似几何图形,分形理论恰恰能揭示这些几何图形的规律。该理论所提出的控制系统具有很强的适应性，尤其适合我国目前的城市混合交通状况。2006年王秋平、谭学龙、张生瑞[通过分析单点信号控制交叉口交通流特性与通行能力基础上，建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少为目的，以有效绿灯时间、饱和度及周期长度为约束条件的城市单交叉口信号配时优化模型，采用遗传算法及遗传模拟退火算法对其进行求解。

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。

国内外对于交通信号的控制研究基于对传统方法的完善和新型方法的探索。随着计算机软件的发展，未来城市交通信号控制发展的三个趋势:集成化、智能化、多模式化。

参考文献：

[1] 张莉,于国海,马岩。分形理论在城市道路交通控制系统中的应用[J].东北林业大学学报.2003,31(2):54-56