科威达科技集团股份有限公司
方案简介：
道路交通信号智能控制与优化系统，综合运用云计算、大数据、人工智能、物联网、4G/5G、北斗/GPS、GIS等先进技术，结合先进的交通信号控制理论，利用先进适用的智能算法，实现道路交通信号控制智能化，提升通行效率，提高管理水平，有效满足大中小城市道路交通信号控制的需要。
系统采用面向服务（SOA）整体架构，具有高可用性、高扩展性、易维护性等优点。系统以图形化的设计理念，基于GIS地图的表现形式，实现单点优化控制、干线绿波控制、区域协调控制、公交优先控制、行人过街控制、特殊勤务控制、远程干预控制、应急预案管理、故障告警管理等主要功能。
系统采用多级分布式控制模式：路口控制级、区域控制级和中心控制级。遵循“一城一策”的设计原则，针对城市道路交通状况，划分若干子区域，通过中心控制与区域控制相结合的管理模式，实现城市交通信号各点、干线、区域乃至整个城市的优化协调。
方案特色：
n 基于人工智能技术的智能化算法，让单点优化、干线绿波、区域协调等控制模式更智能，最大限度提高通行效率。
n 特有的“雨天控制”模式，系统自动检测到降雨，自动切换到“雨天控制”。
n 可视化的全景大数据动态展现功能，辅助用户精准决策。
n 交通信号控制策略/预案丰富，可满足多种复杂交通管理的需要。
n 支持“一键设置”，图形化的配置界面，通过鼠标“拖拉拽”即可完成信号机配时方案。
n 特勤任务支持车载无线特勤控制器、手持遥控器、手机APP、视频与地图组合控制等模式，路线可控、安全可靠。
n 用户可通过智能手机APP完成信号机配时、故障查询、特勤与导航等功能。
n 故障告警采用有线网络与4G/5G两种上报方式，运维更加快速、精准、可靠。
n 基于GIS电子地图的可视化资产管理，可提供便捷高效的运维、控制功能。
n 可与“公安交通集成指挥平台”及若干厂家平台对接。
信号控制系统的控制策略选择应依据项目建设需求、道路基础信息、交通运行状况、交通管控现状，结合三大原则“与市场信控建设需求相适应原则”“关注关键点位及拥堵频发区域原则”“信控布局细则”进行选点布设，最终形成与项目区域相适应的控制策略布局方案。
1）与市场信控建设需求相适应原则
不同级别的城市道路交通网络的场景特点和问题表征具有相似性，对信号控制系统的建设需求也有侧重点。城市级别越高，交通场景越复杂，所需的控制策略强调全局化、实时化、精细化、特殊化。简单以城市级别分为4类：一/二线城市（复杂交通网络场景）、二/三线城市（常规交通网络场景）、四线城市及以下（基本交通网络场景）、乡镇区域（基础信号控制场景），信控功能由高到低逐步简化。
2）关注拥堵频发区域及关键点位原则
拥堵频发区域，通常处于学校、医院、交通枢纽、商业办公场所聚集的地块和区域，道路建设开发强度较大，道路网密度较高，路口关联度较大，易出现个别点位拥堵引发周边道路，乃至整个区域发生拥堵。区域拥堵的本质是交通供给大于交通需求，区域控制即从全局角度出发布局区域间需求控制与区域内部协调控制，使得交通流在道路网中均衡分配，最终落点为每条路段、每个点位的控制策略。
针对区域中的重点/易拥堵的路口：在控制子区内优先考虑单点优化（单点感应/自适应控制），必要时从路口所在路段考虑干线协调、需求控制。对于复杂畸形路口，考虑“特殊控制策略与交通组织设计改善”。
城市重点路口：根据《道路交通信号灯设置与安装规范》GB14886-2016、《城市道路交叉口规划规范》GB 50647-2011，对于城市平A1、平A2类交叉口应进行信号控制。其中，重点路口通常包括城市主干道-主干路（次干路）、次干路-次干路相交路口，是交通网络中的关键节点。
城市易拥堵路口：包括学校医院附近、大型场馆、交通枢纽（火车站、汽车站等）、城市商业中心区路口等，根据交通运行指标（延误、停车次数）、实时地图路况判定。国内交通工程学对交叉口服务水平标准的限定供参考。
针对重点/易拥堵的路段：在控制子区内，考虑干线协调（静态绿波、动态绿波、红波带），必要时考虑周边关键点位控制。
重点/易拥堵路段：城市组团间的主要连接道路、居住区与办公区的主要通勤干道、大型场馆周边主要疏散通道、城市快速路上下匝道路段、桥面道路或交叉口间距较短（小于200m）的城市道路等，以上路段均具有上下游通行能力不匹配的特点，高峰或平峰期易发生交通拥堵，同时还需根据实时地图路况（某时段内交通拥堵指数），或路段排队溢出情况判断）。
3）信控布局细则
控制策略布局细则需要多种输入参数，从全局出发划分子区及时段，进而在区域内部进行合理的点、线等策略组合，最终形成完整的信控策略布局方案。
单点定时控制可分为两种形式：
1）单点固定定时控制：针对单个交叉路口的，采用的是单一的固定配时方式，一天只运行一个信号配时方案。
2）单点多时段定时控制：把一天按交通流大小分成若干时段，在高峰时段执行高峰配时方案，低、平峰时又分别执行低峰、平峰信号配时方案，这样有效地提高了交通信号的控制效率。
定义与控制原理：根据单个交叉口通行条件及交通运行特征，预先设定好交叉口信号控制相位相序、信号配时等，形成固定的信号控制方案，由系统在特定时段调用并运行。
适用场景：
1）在指定时间段交叉口各进口道交通流向及其流量相对稳定；
2) 交叉口在路网中与周边交叉口空间相隔距离较远，或在路网交通中承担相对次要功能。
控制算法设计：
定时控制主要基于英国Webster算法优化确定，基于交叉口各进口道各流向的交通流量确定信号相位方案基于交叉口的几何线性等确定相序方案，再根据一个周期内各相位的流量比与绿灯间隔时间确定最佳周期时长与周期内各相位的绿灯时长。
定义与控制原理：根据检测器测得的交通流数据来改变信号显示时间，关注的是当前运行相位的交通流，可随时改变绿灯时长，控制逻辑简单。
适用场景：
1）交叉口各进口道车辆到达随机性较强，各交通流向的交通流量变化相对较大；在交通量变化大而不规则、难于用定时控制处置的交叉口，以及在必须降低对主要干道干扰的交叉口上；
2） 交叉口进口车道全部或部分设置交通检测器，实时准确采集交通流特征数据；
3）主次道路相交或相交道路等级、交通流量差异较大时，易选用半感应控制方式；主路相交、次路相交等相交道路等级相仿时，宜选用全感应控制方式。
控制算法设计：
1）主路感应控制
在主路上设置视频车检器，相位在感应时间窗口内接收到来自检测器的请求，则增加一个延长绿的绿灯相位时间，以保证车辆能顺利通过该交叉口。
感应控制下默认运行最小绿灯时间，根据车辆检测信号递进增加绿灯时间，直到没有通行请求或增大到最大绿灯时间。
2）支路感应控制
在每个交叉口的支路上安装检测器，支路检测有车时，仅允许支路不影响主路连续通行的前提下，可得到基本配时方案内的部分绿灯时间，并根据交通检测的结果，支路的绿灯一有可能就尽快结束，初始原则按照最小绿灯时间给予放行；支路上没有车辆时，绿灯将一直分配给主干线，保证主干线的通畅运行。
同样的设置下，也可支持相反逻辑的设置，即当支路上一检测到车辆信号就立即进入转换程序，给支路跳转绿灯，确保支路上车辆的通行。这样的应用在一些特殊部门的出入口较适宜，如消防队的出口道路。
这样的控制方式适用于不同方向车流差异非常大的交叉口。
3）全感应控制
Ø 适用场合：道路等级相当，交通量相仿且变化较大的交叉口。
在所有进口道设置视频车检器，感应信号相位在感应时间窗口内接收到来自检测器的请求，则增加一个延长绿的绿灯相位时间以保证车辆能顺利通过该交叉口。
其控制流程如图：
定义：根据交通流的状况，在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流变化的控制方式，关注的是所有相位运行的交通流，一般要到未来周期才能改变配时方案，基于复杂算法模型进行配时方案计算。
控制原理：根据当前车流量与上一周期车流量变化情况，调整总周期时长。以“权重均衡”为核心思想，在相位相序不变的基础上，动态调整每个相位的绿信比，实时协调控制相交道路通过交叉口的交通量和排队状况。
适用场景：
1）交叉口交通流量短时间内交通流量变化较大；
2）交叉口设置所需的交通流检测器，交通特征数据实时采集设备；
控制算法设计：
科威达单点自适应控制配时方案核心算法是“权重均衡”理念：根据交叉口道路等级和车道功能划分，计算相位的静态权重；根据实时流量数据和排队状态，计算相位的动态权重。综合二者，形成相位的综合权重，以此作为绿信比的计算标准。其次，根据流量最大的相位的流量情况来计算当前最佳的周期时长。根据周期时长和综合权重，计算每一个相位的绿灯时长，并生成下一个周期的配时方案。
算法执行环境：目前我司已实现信号机端和平台端两种自适应控制功能，前者算法内置信号机中，信号机直接根据实时交通参数计算方案并下发，后者需要信号机将数据转发给平台，由平台每周期计算方案后下发至信号机。二者算法和效果接近，信号机端单点自适应可有效避免网络问题和传输时延，但目前缺少丰富的效果展示界面，平台端单点自适应应用较为成熟，具有数据可视化效果展示界面，便于向用户展示系统优势。
干线绿波控制是线控的核心技术，通过协调相邻交叉口之间的周期和相位差，来实现车辆在一定车速条件下通过相邻交叉口而无需等待，提高通行效率的控制策略。根据技术实现的方式和控制的方向，干线绿波控制分为四个控制方案：单向绿波、潮汐绿波、双向绿波和动态绿波。
协调干线的选取主要遵循以下原则：
1）交叉口间距：间距越大，车队离散现象越严重，线控效果越差，通常不超过1000m；
2）非机动车影响较小：尽量选择设置有非机动车专用车道的道路，减小对机动车正常运行干扰；
3）车队平均行驶速度：根据道路特征及车速分布确定不同路段的设计车速；
4）协调方向交通流量：交通流量较低或过饱和均不利于协调控制。
需要注意的是，干线绿波控制策略在过饱和状态下实施效果较差，因为路口排队车辆清空会占用一部分绿灯时间，削减绿波带宽度。此情况下应先对绿波控制子区边缘节点进行截流控制，降低道路饱和度水平，进而结合绿波控制疏导干线交通流，实现干线车辆平均延误和停车次数降低的目标。
红波带控制属于干线拥堵协调控制的一种策略，通过信号控制实现车队在干线交叉口群运行中连续停车，减少单位时间内到达下游交叉口的车辆数，降低下游瓶颈交叉口排队溢出概率，平衡交通压力分布。红波带策略的生成、启动与执行的逻辑流程如下：
1）策略生成：通过路口间距、交通流量、平均行程车速等路口信息和车辆运行参数，确定红波带执行范围、公共周期、绿灯时长、相位差等信号配时方案。
2）策略启动与执行：通过前端车辆检测器采集沿线路口实时交通流量、运行速度、排队长度等车流运行参数，结合红波带启动阈值判断是否启动红波带控制，增加车辆通过沿线路口的时间，削减拥堵区域的高峰流量水平。
区域协调控制是信号控制中“面控”的关键技术，我司方案采取战略级和战术级两层控制策略。在战略级，我们以交叉口群概念来划分控制子区，实现区域协调控制宏观策略制定。我们根据实时流量数据分析来评估在物理拓扑结构和流量关联度两个方面都很高的交叉口，将其划分在一个交叉口群内，并根据流量水平来评估其中的一个关键交叉口。在战术层，我们针对每一个交叉口群，以该群里的关键交叉口流量均衡（或延误最小化）为目标，协调周围交叉口的控制策略，在外围逐层限流，保证内部车流平稳通行，平衡交通流，缓解区域内部交通压力。区域边界需求控制，区域内部协调控制，最终达到区域控制的目的，整体思路架构如下图所示。
特勤线路控制方式，信号机可立即或按时间表方式执行特勤控制功能，也可完全由中心进行控制。系统能够按预定时间和预定路线进行绿波信号推进，以满足各种重大活动、重大事件及特殊警卫勤务的通行需求。系统能响应特殊情况下的警务、消防、救护、抢险等特种车辆的紧急请求，使车辆迅速通过沿线路口。信号机还提供对各种突发事件和交通需求的控制管理功能。
特勤车辆一般会设置特勤级别一级和二级，一级特勤优先为锁定制定的放行通道为绿灯，二级特勤优先为跳转到特勤放行的通道所对应的通道。特勤优先的检测器配置对应的每个特勤优先检测都可设置特勤放行的时间，特勤检测到车辆到达则根据其特勤级别执行对应的过渡时段，过渡完成后则执行对应的放行策略。
目前，我司可在信控联网平台或终端APP实现特勤路线的配置和监控。信号控制联网平台可配置多条特勤路线，包括上下游路口的锁定间隔时间、每个路口的锁定时间等，既可按计划自动执行，也可人工根据视频手动启动或解锁，特勤通过通道锁定实现。
终端APP：信号机利用公安专网、终端APP通过专用VPN连接到后端信号控制联网平台。系统逻辑是先由终端配置特勤线路、各路口特勤方向、各路口触发距离，形成特勤方案，上报中心平台审批。平台审批后，该特勤方案即生效，但还未启动。警卫人员随车出发后，当车队接近第一个路口时，特勤方案自动启动，当检测到车队达到预设的距离阈值时，自动触发特勤路线方向的灯色变为绿灯，检测到车队驶离路口后，解除该路口的特勤路线，路口恢复正常运行。在特勤执行期间，交警可随时手动控制特勤方向的灯色变化，作为应对突发情况的预备方案。
无线特勤导航控制系统
该系统由工业级平板电脑及导航控制系统组成，该系统支持两种特勤控制模式：一种是无预案单方向特勤控制模式，另一种是有预案自定义特勤控制模式，两种控制模式都在特勤预案界面中实现，均有【开启特勤】按钮实现，点击【开启特勤】按钮后，系统首先判断是否选中预案，如果没有选中的预案则进入无预案特勤控制模式，如果有选中的预案则进入预案控制模式。如要切换两种控制模式需先关闭特勤，然后重新开启特勤。特勤预案界面如下图。
信号机车载软件的特勤预案界面
公交优先控制是在时间空间上给予公交通行优先权，如果不在交通信号管理中配以相应的优先控制策略，则公交在交叉口处的运行速度和稳定性受到影响，公交运行服务质量难以保证，公交专用道的作用难以得到充分发挥。
公交通行权优先的系统构成如下图所示：
1）公交车辆检测/优先请求系统
在公共汽车上安装固定频率的专用信号发射器，公交优先信号交叉口上、下游分别设相应频率的信号检入、检出检测器，信号检测器与交通信号控制机相连。当检入检测器检测到有公交车辆到达时，将到达信息迅速传递到信号机控制系统， 由控制系统决定优先策略， 然后发出指令给信号机，以便实现公交车辆无阻滞、优先通过交叉口。设置检出检测器的目的是为了让控制系统知道何时公交车辆离开交叉口，不再需要优先权。控制系统通过计数器记录检入和检出检测器之间的公交车辆数，当检入检测器被激活时，计数器计数加1，当检出检测器被激活时，计数器计数减1。在检测器正常工作情况下，仅当计数器的计数大于或等于1时才考虑公交优先的问题。当入口检测器出错或计数器计数异常时对计数器进行复位 。
2）通信系统
公交信号优先控制通信系统将检测器的输出信号传输到本地交叉口的信号控制系统或地区的交通管理中心，作为信号控制决策的输入参数；同时将控制策略从本地或交通管理中心传输给信号控制器，来控制信号灯的显示。
3）交通信号控制系统
对于公交优先信号控制而言，必须将交叉口的信号控制从简单的定时控制改进为交通感应控制。信号控制系统应该具有系统控制、无电缆协调控制、感应控制、优先控制、紧急情况控制、手动控制等工作方式。具有灯泡损坏监测、检测器错误监测、绿灯冲突监测等自检功能。当检测到交叉口上游有公交车辆时，可采用延长绿灯时间、缩短目前相位、插入公交专用相位三种途径实现公交通行权优先。
目前我司系统已实现针对单交叉口单线路优先请求，在运行社会车辆感应控制基础上，根据RFID阅读器检测公交车到达交叉口进口道时，采用绿灯延长、红灯早断、插入公交相位三种途径实现公交通行权相对优先，绝对优先通过通道锁定实现。
1）应用场景
在城市道路交通管控中，某些路段由于空间条件限制，如短连线路段，桥、隧道、下匝道连接路段，或道路等级要求，需要严格控制其车流运行状态及排队长度，当排队超过某个阈值时，需要快速疏散路段车流，以免造成其他严重后果。这样的路段称为“瓶颈路段”，排队长度阈值对应的点位称为“瓶颈点”，应对该情况快速疏散排队车辆的控制策略称为“瓶颈控制”。当路段瓶颈点位于上游路口出口道，即路段车流排队至出口道时，存在溢流风险（路段车流溢出至上游路口，影响路口其他车流正常通行的风险），控制溢流风险是瓶颈控制的特殊情况。如下图所示，若M点为B路口西进口道的临界排队阈值对应点位。当排队超过M点时，应启动瓶颈控制。
2）控制策略
瓶颈控制的总体思路为“截流疏导”。截流即对路段上游路口进行截流，减少进入瓶颈路段车流的绿灯时间，疏导即对路段下游路口进行疏导，增加驶离瓶颈路段车流的绿灯时间，达到快速消散瓶颈路段排队车流的目的。瓶颈控制逻辑流程如下：
根据交通信息前端采集设备获取路段实时交通流信息，例如车流量、空间占有率、时间占有率、平均车速、排队长度等，判断车辆排队长度是否已达到瓶颈点断面，或其他阈值条件，进而决定是否启动瓶颈控制功能。
根据瓶颈控制“截流疏导”的思想，对瓶颈路段的上下游路口运行方案进行一定程度的调整，消减排队滞留长度。
瓶颈控制以“单位周期”为时间间隔进行判断，若当前周期结束时瓶颈点拥堵问题得到解决，则下一周期恢复原策略，否则将继续执行瓶颈控制策略，最终消除瓶颈点拥堵现象。
10.行人过街信号控制系统
1）应用场景
路段过街行人与机动车相互干扰一直是交通控制与管理的难题。行人是基数最大、最容易违背交通规则的交通参与者，同时也是交通活动中的弱势群体。解决过街行人与机动车的相互干扰一般有两种途径：一种是建设行人过街天桥或地下通道，实现两者空间上的分离；另一种是建设行人、机动车信号灯，实现两者时间上的分离。过街信号控制可以有效的分离人、车冲突，保障行人安全，是目前应用最广泛的行人过街设施，因此也成为本方案分析的对象。
（a）行人过街天桥 |
（b）行人过街信号控制 |
目前行人过街信号控制系统主要采用定周期控制，更多地考虑机动车的通行权，行人过街定周期控制会导致绿灯时间大量损失，不合理的行人过街信号控制，往往造成行人过街等待时间过长，引发行人违章过街，导致行人与机动车严重冲突，进而导致交通事故频发。根据规范《城市道路交通规划设计规范》（C00021 GB 50220-95），当路段宽度超过4条机动车道时，行人过街横道应在路段中央分隔带设置行人安全岛，行人可以在安全岛上驻足等待，分两次完成过街。因此，路段行人过街信号控制系统的应用场景可以分为两种：行人一次过街与行人二次过街。
（a）行人一次过街 （b）行人二次过街
2）控制策略
路段行人过街信号控制方式可以选择定时控制、感应控制与自适应控制三种，分别适用于不同的场景和用户需求。
在平峰期，如普通工作日白天的非上下班高峰期或夜晚，路段行人过街的需求一般较小或过街行人频次及人数波动较大，为了避免出现定周期中绿灯空放的现象，减少频繁切换行人相位对路段机动车流的干扰，宜采用行人过街感应控制或自适应控制方案，即根据实时行人过街需求切换行人相位，否则将一直放行主路车流。采用行人过街自适应控制方案，即在同时考虑行人忍耐时间及机动车最小绿灯时间的基础上，根据实时行人过街人数调整行人等待时间，实现行人蓄水式放行——等待行人越多，人均等待时间越短，否则将一直放行主路车流。行人感应过街控制与自适应过街控制的区别在于：感应过街控制只要有行人过街需求即切换为行人绿灯，不考虑等待行人数量；而自适应过街控制会根据等待行人人数自动调整机动车绿灯时间，追求机动车与行人延误的最小化，实现等待行人越多，行人等待时间越短的行人蓄水式放行。不管从智能化水平还是从系统整体效益上来看，行人自适应过街控制均优于传统的行人感应过街控制。
1) 未检测到行人过街需求时，机动车灯绿灯，行人过街红灯；
2) 当检测到行人过街需求后，可能机动车绿灯刚刚放行不久，为了保证机动车的必要通行时间，需要判断机动车是否到达最小通行时间，机动车最小通行时间会根据不同的行人等待人数自动调整。同时，如果机动车最小通行时间设置过长，可能导致行人的等待时间过长，研究表明当行人等待时间超过最大等待时间后，行人闯红灯的概率会大幅增加，因此系统还需要判断行人的等待时间是否到达最大等待时间。综合考虑机动车通行效率和行人过街安全两个因素，达到“机动车的通行时间大于等于最小通行时间”或“行人等待时间大于等于最大等待时间中”的任一条件即触发行人过街相位；
3) 执行“行人放行延迟时间”，目的在于为机动车相位由绿变红提供安全间隔时间，机动车信号灯会按照绿灯、绿闪、黄灯的顺序改变状态，行人信号灯保持红灯状态；
4) 执行完行人放行延迟时间后，交通信号控制机执行行人绿灯相位，此时机动车信号灯按照黄灯红灯的顺序改变状态，行人信号灯按照红灯绿灯改变状态；
5) 当执行完行人绿灯时间后，行人绿灯切换为行人绿闪，目的是保证已经进入人行横道的行人安全到达另一侧道路。绿闪时间根据行人过街速度、距离等参数计算后在配置客户端设定；
6) 行人过街绿闪相位放行结束后，即恢复主路通行，机动车信号灯由红灯绿灯，行人信号灯由绿闪红灯，行人过街信号周期结束。如此循环往复，不断检测行人过街需求，满足行人过街需求。
实时行人过街需求根据前端检测设备采集得到，本方案主推视频采集等待行人流量，可以实现行人自适应控制和感应控制；也可以根据交警需求采用行人过街按钮采集行人过街请求，如果采用行人过街按钮采集行人过街请求，则只能实现行人感应过街控制。使用相机的设备布设方案如下图所示：
在高峰期，路段行人过街需求和机动车流量都较大且稳定，行人过街信号控制需要考虑与上下游交叉口信号控制进行协调，此时的主要问题在于避免由于机动车在路段停车导致下游交叉口绿灯空放或车辆排队溢出，应采用定周期协调控制方案。根据前期调研确定行人放行和清空时长，同时根据上下游交叉口信号配时方案得到路段信号控制周期及机动车绿灯时长，尽可能优先保证高峰期交通不拥堵，再保证行人的过街需求。
1）应用场景
环岛路口是在几条相交道路的平面交叉口中央设置一个半径较大的中心岛，使所有经过交叉口的直行和左转车辆都绕着中心岛作逆时针方向行驶（靠左行驶的国家或地区则为顺时针方向），在其行驶过程中存在多股车流交织。根据环形路口中心岛直径，可将环形路口分为3类：
常规环形路口：直径≥25m
小型环形路口：4m≤直径≤25m
微型环形路口：直径≤4m，此时中心岛可以不做成圆形凸起，通过标线施画圆圈代替，此类环形交叉口可按常规平面路口处理
由于环形/井字路口的通行能力受其交织段通行能力限制，随着车流量的增加，环形路口的交通流自组织运行状态将趋于不稳定，任何微小的扰动都足以引起交通紊乱，出现环岛交通拥堵。此时需要对环岛/井字路口进行信号控制，从时间层面对入环及环内车辆分配通行权，减少车流交织增加环岛通行能力。有一种环形交叉口的变体——井字形交叉口，也可以把井字中间的部分看做环岛，按照环形交叉口的交通组织策略来处理。
1）控制策略
信号控制环岛路口的通行原则为：入环车辆让环内及出环车辆先行。环岛路口信号控制方案设计重点在于相位方案设计。根据对左转车辆的控制方式，可将机动车信号相位设计分为两种：单重信号控制和双重信号控制。
单重信号控制
对左转车辆只做入环控制，左转车辆与同进口的直行车辆在同一相位入环。需要在各进口车辆入环处设置停车线。以两路相交的四岔环形路口为例，常规相位方案为：两相位（对称进口同时放行），不适应左转流量较大的情况；四相位（单口放行，一般为顺时针放行），相位图如下所示。
双重信号控制
对左转车辆做两次控制（入环控制和出环控制）。左转车辆与同进口直行车辆在同一相位入环，左转车辆出环则在后续相位完成。对于每个进口的左转车流需要设置两处停车线，第一停车线设置在各进口处，在进口导向岛的角顶，做入环车流的停止线；第二停车线设置在各进口道上游方向的环道上，近右侧导向岛的前端角顶，做环内车流的停止线，左转车流出环时需要在第二停车线等候，在专用相位中完成出环。以两路相交的四岔环形路口为例，常规相位方案设计如下：
采用双重信号控制方式需要保证左转车辆在环岛路口内部排队空间充足，环道车道数必须大于1。一般而言，当中心岛直径大于25m时，车辆有足够空间在环道上绕行和排队，建议采用双重信号控制方式。
1）应用场景
城市道路交通由于城市用地布局规划、特殊活动开展等可能产生阶段性、定时性、规律性的单向交通拥堵（路段一个方向流量较大，一个方向流量较小），且在不同时段道路拥堵方向不同，我们将这种不均衡的交通现象称之为潮汐交通。潮汐交通主要发生在工作日早晚高峰期，假日高峰期以及重大活动节庆日等时段。解决潮汐交通问题，主要通过设置潮汐车道进行信号控制，并辅以交通组织等管控措施共同实现。
进行潮汐车道控制不仅需要达到路段双向车流分布不均衡的要求，还应满足一定的道路设施、车道设置、交通组织等条件。例如，设置潮汐车道的道路一般不能设有中央分隔带或路面电车轨道等不可移动设施，便于潮汐车道分隔带移动。路段机动车车道数目必须至少为双向3 车道，存在车道改变的余地，具体详见《可变车道信号控制解决方案》V1.0。
2）控制策略
潮汐车道信号控制系统由前端子系统、网络传输子系统以及后端管理子系统三大部分组成。前端子系统主要由信号机、车道灯、交通诱导屏、视频车检器等组成，根据后端平台潮汐车道控制方案进行相应变化，后端子系统进行控制指令下发和监控等功能。目前支持定时切换、人工切换两种模式。
若判断可实施潮汐车道信号控制时，除了车道灯、诱导屏等硬件设备，还需注意配套的交通标志标线、标牌等附属设施安装。
1）应用场景
可变车道控制与潮汐车道控制场景类似。潮汐车道指在不同时刻，该车道可以供对向车辆使用，可变车道指在不同时刻，该车道可供该进口不同转向的车流（如左转车道和直行车道间切换）使用。两种方式均是当道路不同流向的交通需求发生较大变化时，通过改变该车道功能，实现车道资源动态分配，更好的匹配新的交通流特征。本方案主要介绍可变交通信号控制系统设计，阐述具体信号控制方法及配套交通管控措施。
可变导向车道控制涉及交通组织调整，属于非常规信号控制，对日常驾驶行为习惯带来一定挑战，是否采用可变导向车道控制需要严格论证，包括道路条件、交通流条件、信号控制条件、交通标志标线设置。例如，要求直行和转向交通流呈现一定的互补性，某一导向方向车辆排队过长严重影响驾驶人变换车道和路段通行，通过信号配时优化不能有效适应交通流量变化和改善车辆排队过长状况。进口应具有专用转向相位，同方向导向车道数不大于相应的出口车道数等。
2）控制策略
本方案应用于可变导向车道特征的信号控制平面交叉口，方案需要通过视频车检器检测不同转向车流的实时流量、排队长度、占有率等数据，用于方案评估与方案设计，故所有进口布设视频车检器；可变车道灯用于指示实时车道功能；诱导屏提示驾驶员安全驾驶信息；视频车检器、车道灯、交通诱导屏与前端信号机、后端平台共同组成可变导向车道信号控制系统。目前支持定时切换、人工切换两种模式。
若判断可实施潮汐车道信号控制时，除了车道灯、诱导屏等硬件设备，还需注意配套的交通标志标线、标牌等附属设施安装。
1）应用场景
在城市道路交通网络中，经常需要对某些特殊路段进行不停车控制要求的规定，例如桥面、隧道等路段，出于行车安全因素考虑需要尽可能避免车辆停车排队现象。当路段车流运行受上下游路口信号控制影响较大时，需要对关联路口进行协调联动控制，以达到路段车辆停车次数最小化的目标。因此，本文主要介绍对有不停车管理需求的路段的上下游路口的信号控制系统设计。
2）控制策略
为了尽可能实现车辆不停车通过路段，需要对路段上下游路口进行协调联动控制，重点在于信号控制方案的制定，包括相位相序、相位差、绿灯时间、周期时长等参数确定。通常情况下，多个路口进行协调控制时需要为每个路口各配置一台信号机便于进行相位差等参数设置。但在路口间距较小的情况下，也会出现用同一台信号机控制上下游路口的情况。因此，解决思路可以根据信号机设备是否共用分情况制定。
上下游路口各用一台信号机
基本思路为：对上下游路口进行绿波协调控制，根据绿波方案是否随着交通量实时调整可分为静态绿波与动态绿波两种。静态绿波：绿波方案根据历史流量生成，方案参数（周期、相位差、绿信比）不随实时交通量的变化而变化。动态绿波：绿波方案根据实时交通流量生成并不断调整，适用于交通流波动较大的情况。
上下游路口共用一台信号机
当上下游路口间距较小共用一台信号机时，无法通过设置相位差进行绿波协调控制，此情况可以通过设计关联路口的相位相序尽可能实现路段不停车、排队长度最小的控制效果。由于路口间距较小，可将二者看做一个路口同步放行，同时需要根据情况增加清空相位使桥面停车及时清空。
在特殊道路交通环境或特定交通控制需求下，通过远程或现场人员，直接干预交通信号控制系统或信号。适用条件与适用场景包括手动控制相位转换、强制执行特定相位、信号灯黄闪、全红控制等。
人工干预控制方式是在路口极为拥堵的状态下，或单个路口出现突发事件后对路口产生明显交通影响下采取的非常规手段，中心人工干预可以通过视频图像等手段分析交通问题所在，从路口乃至路段区域全局考虑下发人工干预命令；而路口人工干预控制的瓶颈在于控制人员观察范围有限，不能对全局进行有效掌控。
目前现场手动控制支持2种模式，一种是机箱按键模式，一种是遥控器模式。手动控制主要包括三项功能：
1) 黄闪；
2) 全红；
3) 步进。
步进，信号灯按照相序执行下一个绿灯相位，按下步进后，信号灯会进入切换状态，当前绿灯相位进入绿闪，再跳转红灯。即原先设定的相位过渡机制保留不变的前提下，提前执行下一个相序动作。
信号机发生异常时提供如下降级运行：
1）与中心计算机联网发生脱机，自动转换为多时段定时运行；
2）车辆检测器异常产生时，停止感应控制，自动转换为中心控制或多时段定时运行；
3）信号机运行中若检测出配时异常，自动转换为固定配时方案运行；
4）信号机运行中若产生绿-绿冲突或某一信号灯组红灯熄灭，立即自动转换为执行黄闪或熄灯运行；
5）信号机运行中检测出AC220V电源电压超出高、低压限范围时，立即自动转换为执行黄闪或熄灯运行；
6）信号机运行中若检测出微处理器异常时，立即执行固定配时运行；
7）信号机运行中若检测出某一个灯组的红灯与绿灯同时点亮时，立即执行黄闪运行；
8）信号机运行中若检测出输出管理模块与微处理器模块通信异常时，执行开机时的信号配时；
9）信号机运行中若检测出输出管理模块异常时，立即执行黄闪运行。
