一、基礎(chǔ)控制規(guī)則：時(shí)空資源分配的底層邏輯

1. 相位（Phase）與周期（Cycle）

• 相位定義：某一方向或組合方向車輛/行人獲得通行權(quán)的獨(dú)立時(shí)間段。

  • 典型四相位控制：直行A→直行B→左轉(zhuǎn)A→左轉(zhuǎn)B（見(jiàn)圖1）

  • 行人專用相位：機(jī)動(dòng)車全紅，行人可對(duì)角線過(guò)街（日本“スクランブル交差點(diǎn)”）

• 周期時(shí)長(zhǎng)：信號(hào)燈完成所有相位切換的總時(shí)間（通常60-180秒）。

  • 黃金公式：C=(1.5L + 5)/(1 - Y)

    • L：總損失時(shí)間（各相位啟動(dòng)延遲之和）

    • Y：各相位流量比總和

2. 綠信比（Split）優(yōu)化

• 定義：?jiǎn)蝹€(gè)相位綠燈時(shí)長(zhǎng)占周期時(shí)長(zhǎng)的比例。

• 經(jīng)典計(jì)算模型：

• Webster模型：最小化車輛平均延誤
  

  • C：周期時(shí)長(zhǎng)，λ：綠信比，x：飽和度，q：流量

• 實(shí)踐準(zhǔn)則：高峰時(shí)段主方向綠信比可達(dá)50%-70%

2. 感應(yīng)控制（Actuated Control）

• 核心技術(shù)：

  • 地磁檢測(cè)器：埋設(shè)于停止線后方，檢測(cè)車輛到達(dá)

  • 微波雷達(dá)：200米外感知車流速度與密度

• 動(dòng)態(tài)調(diào)整邏輯（見(jiàn)圖2）：

• 北京案例：東三環(huán)部分路口采用雷達(dá)感應(yīng)后，晚高峰通行效率提升18%

• 
  

3. 自適應(yīng)控制（Adaptive Control）

• 系統(tǒng)架構(gòu)：
  據(jù)采集] -->|車流量/排隊(duì)長(zhǎng)度/事故數(shù)據(jù)| B[邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)]\n B --> C{AI決策引擎}\n C -->|最優(yōu)配時(shí)方案| D[信號(hào)機(jī)執(zhí)行]\n D -->|效果反饋| A`, "自適應(yīng)控制流程圖")

• 國(guó)際主流系統(tǒng)對(duì)比：

三、高階控制策略與創(chuàng)新實(shí)踐

1. 干線協(xié)調(diào)控制（綠波帶）

• 技術(shù)要點(diǎn)：

  • 相位差（Offset）計(jì)算：保證車輛以設(shè)計(jì)速度連續(xù)通過(guò)多個(gè)路口

  • Bandwidth Maximization模型：最大化綠燈時(shí)間窗口重合度

• 蘇州工業(yè)園案例：

  • 金雞湖大道6個(gè)路口實(shí)現(xiàn)綠波協(xié)調(diào)

  • 平均行程時(shí)間下降26%，油耗減少15%

2. 優(yōu)先通行控制

• 公交優(yōu)先：

  • 綠燈延長(zhǎng)：檢測(cè)到公交接近時(shí)延長(zhǎng)當(dāng)前綠燈

  • 紅燈早斷：提前結(jié)束其他相位紅燈

• 應(yīng)急車輛優(yōu)先：

  • 上海120急救車聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)：通過(guò)RFID觸發(fā)綠燈，通行時(shí)間縮短40%

3. 擁堵擴(kuò)散抑制

• 截流控制：上游路口減少綠燈時(shí)長(zhǎng)，防止車輛涌入已飽和區(qū)域

• 重慶黃花園大橋案例：通過(guò)動(dòng)態(tài)截流，早高峰擁堵指數(shù)下降2.3級(jí)

四、挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向

當(dāng)前技術(shù)瓶頸

1. 混合交通流建模困難（機(jī)動(dòng)車/非機(jī)動(dòng)車/行人沖突）

2. 網(wǎng)聯(lián)車滲透率不足制約車路協(xié)同效能

3. 極端天氣下的傳感器可靠性問(wèn)題

下一代智能控制體系

• 數(shù)字孿生：高精度仿真平臺(tái)預(yù)演控制策略（杭州試點(diǎn)誤差<3%）

• 群體智能決策：通過(guò)多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同優(yōu)化

• MaaS導(dǎo)向控制：根據(jù)公共交通出行需求動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)優(yōu)先級(jí)

結(jié)語(yǔ)

交通信號(hào)燈控制規(guī)則的本質(zhì)，是在有限道路資源中尋求安全與效率的最優(yōu)解。作為智慧交通領(lǐng)域的創(chuàng)新者，我們致力于將控制理論與前沿技術(shù)深度融合，為客戶提供“全域感知-智能決策-精準(zhǔn)執(zhí)行”的一體化解決方案。