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第六章交通信号控制理论基础经过调查统计发现，将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。
一般而言，交叉口的通行能力要低于路段的通行能力，因此如何利用交通信号控制保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行效率引起了人们的高度关注。
交通信号控制是指利用交通信号灯，对道路上运行的车辆和行人进行指挥。
交通信号控制也可以描述为：以交通信号控制模型为基础，通过合理控制路口信号灯的灯色变化，以达到减少交通拥挤与堵塞、保证城市道路通畅和避免发生交通事故等目的。
其中，交通信号控制模型是描述交通性能指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比和信号相位差），交通环境（车道饱和流量等），交通流状况（交通流量、车队离散性等）等因素变化的数学关系式，它是交通信号控制理论的研究对象，也是交通工程学科赖以生存和发展的基础。
本章主要针对建立交通信号控制模型所涉及到的基本概念、基本理论与基本方法，对交通信号控制的理论基础进行较为全面深入的阐述。
6．1交通信号控制的基本概念城市道路平面交叉口是道路的集结点、交通流的疏散点，是实施交通信号控制的主要场所。
根据交叉口的分岔数平面交叉口可以分为三岔交叉口、四岔交叉口与多岔交叉口；根据交叉口的形状平面交叉口可以分为T型交叉口、Y型交叉口、十字型交叉口、X型交叉口、错位交叉口、以及环形交叉口等。
6．1．1交通信号与交通信号灯交通信号是指在道路上向车辆和行人发出通行或停止的具有法律效力的灯色信息，主要分为指挥灯信号、车道灯信号和人行横道灯信号。
交通信号灯则是指由红色、黄色、绿色的灯色按顺序排列组合而成的显示交通信号的装置。
世界各国对交通信号灯各种灯色的含义都有明确规定，其规定基本相同。
我国对交通信号灯的具体规定简述如下：对于指挥灯信号：1、绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行；2、黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人，可以继续通行；3、红灯亮时，不准车辆、行人通行；4、绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行；5、黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。
考虑借助逆向车道设置可变车道的多时空优化设计作者：纪祥龙许佳佳凤鹏飞张晓祥黄梦晴李奎朱立宇来源：《江苏理工学院学报》2021年第02期摘要：为了改善城市道路交叉口的通行效率，设计了一种借助逆向车道设置可变车道的方法。
通过在不同时段变换可变车道的通行状态，结合优化参数的韦伯斯特模型，使得路口每信号周期内延误和通行能力达到最优。
以合肥市金寨路与繁华大道为例，借助软件VISSIM进行仿真，并设置道路仿真条件与优化信号配时。
仿真结果表明：优化方案能提高道路的通行效率、减少延误与排队长度;逆向可变车道设置情况下，西进口道左转平均周期延误减少了14.95%、排队长度缩短了38.59%;在逆向可变车道不变情况下对其进行优化配时后，西进口道左转平均周期延误减少21.08%、排队长度缩短了63.15%。
关键词：逆向可变车道;交叉口延误;多时空优化;VISSIM仿真中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2021）02-0034-07为了提高城市道路的通行效率，保障城市的交通安全，城市道路被进行了不同的功能分区;尤其是在交叉路口，功能分区更为复杂。
可是，随着城市车辆保有率的逐年增长，早晚高峰时段有规律的拥堵问题越来越严重，一成不变的道路功能分区反而在这个时候明显降低了道路的空间利用效率，加重了拥堵程度。
为此，国内外学者基于车流流量的特点，提出在交叉路口区域设置逆向可变车道，来提高特定时段该区域的通行效率，从而缓解城市的交通拥堵。
Hausknecht等[1]构建了一个整数线性规划模型，做到了对可变车道的优化;Li等[2]对主干道潮汐车道的信号控制实现方法进行了优化研究;Wang等[3]以车辆通过能力最大为目标，建立了可变车道的优化模型;张野、袁振洲[4]提出针对左转车道静态和动态条件来设置可变车道，并通过软件仿真得出左转车流的延误得到有效降低;刘洋等[5]针对设置逆向可变车道的适用条件进行了研究，并对其进行规范化定义;刘怡等[6]在设置逆行可变车道的基础上，借助VISSIM软件进行仿真验证，表明设置该车道可有效缓解左转相位的交通拥堵;孙锋等[7]针对国内常见的平面交叉路口，提出通过构建逆向可变车道与信号优化协同算法来缓解道路拥堵。
191CASE区域治理基于博弈论的单点交叉口信号配时优化方法兰州交通大学数理学院 张继，陈京荣，王霞，陈琼摘要：为解决单点交叉口不合理信号配时引起的车辆及行人拥堵状况，以博弈论为基础，构建双层博弈模型。
上层对两相位交叉口东西向和南北向车辆进行斗鸡博弈，通过Nash均衡解分配绿灯时间；下层对人行横道处行人和机动车进行演化博弈，通过复制者动态方程达到演化稳定策略（ESS）后优化配时。
最后，用Matlab对比定时控制，方案能及时减少延误。
关键词：交叉口信号配时；博弈论；演化稳定策略中图分类号：TN911.6文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）25-0191-0002随着城市化进程加快，城市道路交通负担加重，交叉口拥堵状况愈发严重，亟需优化的配时方案缓解交叉口的拥堵状况。
1958年，韦伯斯特提出经典的信号配时，奠定了定时控制的基础[1]。
但定时控制在交通状况变化时容易造成交叉口拥堵。
博弈论是运筹学的一个重要分支，是研究含有竞争性质现象的数学方法。
国内外学者热衷于以博弈论为手段研究路口信号控制：Clempner 等人构建Stackelberg 博弈模型，利用C 变量法求最优信号配时[2]；李建明等人以平均延误最小为目标，提出基于演化博弈的单点交叉口优化配时模型 [3]；梁春岩等人改变行人相位配时，提高行人过街效率[4]。
本文以博弈论为基础，建立斗鸡博弈模型和演化博弈模型，固定周期下优化配时方案。
一、交叉口信号配时的博弈模型（一）交叉口机动车间的斗鸡博弈定义博弈双方中的一方为南北向车辆，记为参与者A；另一方为东西向车辆，记为参与者B 。
设a b c d e f、为交通延误值，令延误的相反数作为收益值。
该博弈的支付矩阵如表1所示。
表1中：()11t aA S dt −∫，2t b A dt =∫，1t c A dt =∫，()22t dA S dt =−∫，()13t e A S dt −∫，()24t f A S dt =−∫其中：12A A 、为南北向、东西向车辆到达率，12S S 、为南北向、东西向车辆离去率，34S S 、表示无信号交叉口南北向、东西向车辆离去率。
六、计算题 (共1题，计13分)1.一个两相位信号控制交叉口，各进口道的交通量和饱和流量列于表1，绿灯间隔时间为7s，黄灯时间为3s，起动损失时间为3s，试计算该交叉口的信号配时。
并画出信号配时图示。
其中：最佳周期长（4分），各相位绿信比（3分），显示绿灯时长(3分)，配时图示（3分）。
表1 各进口道的交通量和饱和流量项目北进口南进口东进口西进口交通量q(pcu/h) 580 710 410 430 饱和流量S 2000 2200 1000 1000 答：1.计算各进口道流量比y及Y：表1 各进口道的交通量和饱和流量项目北进口南进口东进口西进口流量比0.29 0.323 0.41 0.43 Max[y,y’]0.323 0.43Y=0.323+0.43=0.7532.每周期总损失时间：2.最佳周期长：1.有效绿灯时长：2.绿信比：显示绿灯时长：5.信号配时图示：六、计算题（本题满分30分，共有2道小题，每道15分）1、交叉口信号配时计算已知：信号控制交叉口设置三相位，南北上下行各两车道，东西上下行各一车道。
相位1控制南北直行专用道，相位2控制南北左转专用道，相位3控制东西直行和左转混用道。
启动停车损失时间为3秒、黄灯时间2秒、绿灯间隔时间3秒。
各进口道的车辆到达量、饱和流量见表1。
表1 各进口道的交通量和饱和流量项目南直行进口北直行进口南左转进口北左转进口东进口西进口交通量q(pcu/h) 360 380 260 300 350 410饱和流量S(pcu/h)1400 1500 1300 1350 1500 1550求：按照韦伯斯特算法（最佳周期）计算交叉口周期长（4分）、各相位绿信比（4分）、各相位绿灯时间（4分）、画各相位配时图（3分）。
解：y11= q11/S11=360/1400=0.26y12= q12/S12=380/1500=0.25由于y11>y12, 所以，南直行进口道为相位1的关键车道y21= q21/S21=260/1300=0.2y22= q22/S22=300/1350=0.22由于y22>y21, 所以，北左转进口道为相位2的关键车道y31= q31/S31=350/1500=0.23y32= q32/S32=410/1550=0.27由于y32>y31, 所以，西直左进口道为相位3的关键车道Y= y11＋y21＋y32=0.26＋0.22＋0.27＝0.75k1= y11/Y＝0.26/0.75=0.35k2= y21/Y＝0.22/0.75=0.29k3= y32/Y＝0.27/0.75=0.36r=E-A=3-2=1周期损失时间 L＝n（l＋r）＝3×(3+1)=12 (s)最佳周期C=（1.5L＋5）/(1-Y)=(1.5×12+5)/(1-0.75)=92 (s)周期有效绿灯时间 Ge＝C-L=92-12=80 (s)周期绿信比 U=Ge/C＝80/92=0.87相位1：绿信比 u1＝k1×U＝0.35×0.87≈0.30有效绿灯时间 Ge1＝k1×Ge＝0.35×80≈28(s)? (u1×C=0.30×92=28) 绿灯时间 G1＝Ge1－A＋l＝ 28－2＋3＝29 (s)??相位2：绿信比 u2＝k2×U＝0.29×0.87≈0.25有效绿灯时间 Ge2＝k2×Ge＝0.29×80≈23(s)? (u2×C=0.25×92≈23) 绿灯时间 G2＝Ge2－A＋l＝ 23－2＋3＝24 (s)相位3：绿信比 u3＝k3×U＝0.36×0.87≈0.31有效绿灯时间 Ge3＝k3×Ge＝0.36×80≈29(s)? (u3×C=0.32×92≈29)绿灯时间 G3＝Ge3－A＋l＝ 29－2＋3＝30 (s)?配时图：2、干线协调控制配时计算已知：交叉口A、B、C、D、E、F之间的距离分别为320m、410m、180m、520m、300m，关键交叉口的周期时长为85s，采用数值法进行干道协调控制的计算过程如下。
第六章交通信号控制理论基础经过调查统计发现，将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。
一般而言，交叉口的通行能力要低于路段的通行能力，因此如何利用交通信号控制保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行效率引起了人们的高度关注。
交通信号控制是指利用交通信号灯，对道路上运行的车辆和行人进行指挥。
交通信号控制也可以描述为：以交通信号控制模型为基础，通过合理控制路口信号灯的灯色变化，以达到减少交通拥挤与堵塞、保证城市道路通畅和避免发生交通事故等目的。
其中，交通信号控制模型是描述交通性能指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比和信号相位差），交通环境（车道饱和流量等），交通流状况（交通流量、车队离散性等）等因素变化的数学关系式，它是交通信号控制理论的研究对象，也是交通工程学科赖以生存和发展的基础。
本章主要针对建立交通信号控制模型所涉及到的基本概念、基本理论与基本方法，对交通信号控制的理论基础进行较为全面深入的阐述。
6．1交通信号控制的基本概念城市道路平面交叉口是道路的集结点、交通流的疏散点，是实施交通信号控制的主要场所。
根据交叉口的分岔数平面交叉口可以分为三岔交叉口、四岔交叉口与多岔交叉口；根据交叉口的形状平面交叉口可以分为T型交叉口、Y型交叉口、十字型交叉口、X型交叉口、错位交叉口、以及环形交叉口等。
6．1．1交通信号与交通信号灯交通信号是指在道路上向车辆和行人发出通行或停止的具有法律效力的灯色信息，主要分为指挥灯信号、车道灯信号和人行横道灯信号。
交通信号灯则是指由红色、黄色、绿色的灯色按顺序排列组合而成的显示交通信号的装置。
世界各国对交通信号灯各种灯色的含义都有明确规定，其规定基本相同。
我国对交通信号灯的具体规定简述如下：对于指挥灯信号：1、绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行；2、黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人，可以继续通行；3、红灯亮时，不准车辆、行人通行；4、绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行；5、黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。
2018年第5期 信息通信2018(总第 185 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.N o 185)城市道路交叉口信号配时模型常在斌，代雪珍,卫军超(西安交通工程学院，陕西西安710300)摘要:针对城市交通拥堵日益严重问题，为了提高城市道路通行能力，文章建立道路交叉口车辆延谈模型、最佳周期估计 模型。
通过建立信号灯动态模型获得最佳周期和有效绿灯时间，并以西安市小寨十字为例仿真实验对信号灯配时方案 进行优化，得到较佳配时方案，此配时方案可以有效减少车辆延误和排队长队，提高通行能力，缓解交通拥堵。
关键词：智能交通系统;配时模型;延误模型；最佳周期估值模型中图分类号:U495 文献标识码:A文章编号=1673-1131(2018)05-0078-03智能交通系统的关键核心是道路信号灯的智能控制问题，一般现有的信号灯控制方式为定时控制，使某些相位绿时浪 费，导致车辆延误严重，造成交通拥堵通行能力较低。
为此,本文建立车辆延误模型、最佳周期估计模型，根据实际交通流 的大小，以平均延误时间最小、停车次数最少、排队长度最短、通行能力最大为目标，得出最佳信号灯时间和有效绿灯时间。
在对一个交叉口的信号灯配时进行优化时，主要的是根据调 查所得的交通流量先确定该点的相位数和周期时长，然后确 定各个相位的绿灯时间。
1车辆延误模型误公式：2(1”）丄-〇6呤 (1)其中d表示每辆车的平均延误;C表示周期长(s);s饱和 流量;y表示流量比，^=导;u表示绿信比;x表示饱和度，g绿灯时间;q表示流量。
假设信号中有n个相位，取d的近似值，那么交叉口的总 延误为：/-I /-Iq.Cfy-u.f2(1-y,)(2)柯布(B.M.Cobbe)和韦伯斯特(F•V.Webester)在 1950年提出T R R L法。
该配时方法的核心思想是以车辆通过交 叉口的延误时间最短作为优化目标，根据现实条件下的各种 限制条件进行修正，从而确定最佳的信号配时方案。
单点自适应控制的配时方法研究郑晓晖;刘大茂;孙旭飞【摘要】针对交通饱和期间车辆滞留的问题,提出了一种信号机单点自适应控制的配时方法.考虑到道路车辆密度、流量检测方法等因素对交通流量的影响,改进了交通流量检测方法,并对实时检测的交通流量进行补偿修正,同时结合F-B配时方法,对周期时长和绿信时间进行优化,从而加快滞留车辆的消散速度,有效地缓解车辆滞留情况.%As for the retention problem of stranded vehicles during the traffic saturation, a method of self-adaptive signaltiming control for a single intersection is proposed to reduce the vehicle-retention and improve the intersection utilization efficiency. Considcring the influence of vchicle density and traffjc flow detection method on the traffic flow, the method of traffic flow detection was improved, the magnitude of traffic flow obtained by rcal-time deteetion was compensated, and the cycle time length and green time were optimized in combination with the F-R time allocation method. With the method, the dissipation speed of stranded vehicles is accelerated and the vehicle-retention is reduced.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)009【总页数】4页(P197-199,202)【关键词】交通流;自适应;周期时长;绿信时间【作者】郑晓晖;刘大茂;孙旭飞【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108;福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108;福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言随着经济的发展，机动车日益普及，我国的大中型城市，交通拥挤的现象越来越严重，甚至威胁到城市交通系统及社会经济的发展。
