交叉口信号灯设置和优化的基本方法未改变

转眼间《道路交通安全法》已经实施20年，那么也让我们简单回顾一下信号灯二十年来的变化和未变化。

“三变”

一、国内外信号机之间的差距发生了巨大的变化

回顾二十多年前，SCOOT、SCATS信号机占据着国内大型城市，其主要代表就是北京SCOOT系统和上海、天津的SCATS系统信号机，其他诸如广州、大连、武汉、成都等等大城市也都基本上是按照国外信号系统的架构去搭建并实现路口控制。虽然个别城市的信号系统最初建设可能与改革开放初期时各种世行贷款有着某种联系，但是应该说这两大系统确实代表着世界先进信号控制水平，时至今日，世界上大部分城市仍然在使用这两款信号机。

为了迎头赶上先进，打造国内一流的信号控制系统，相关科研管理部门、交警部门以及一些信号机龙头企业一直在摸索和实验。分水岭出现在2004年，北京开始引进并研究美国的NTCIP协议，以“环结构”的控制理念开始慢慢让业内所接受。

2008年，HiCon自适应交通信号控制系统作为北京奥运智能化交通项目中的信号系统供应商，打破国外公司在高端信号控制器的垄断局面，在中国交通信号控制发展史上具有重要的里程碑意义，之后，又是在2022年的北京冬奥会上，莱斯系统投入使用。国内的两大信号系统相继在北京这个双奥之城交相辉映，证明了国内系统信号机在功能性、稳定性上已经与国际大牌的差距不断缩小。

同样国内的其他厂家信号机也在不断的提升自身的产品质量和适用度，无论是从路口优化、中心控制、警卫路线等传统业务场景，还是学医景商、效果评价、系统运维等实战需求，粗略统计大致有10多个功能分类和50多个具体需求，国产信号系统信号机均可具备，并根据用户需求灵活扩充完善。

“产地在国内、维护在身边”就是天然优势，相对低廉的成本使他们牢牢占据了国内市场；反观国外信号系统，技术产品更新慢、协议封闭性等问题始终没有得到很好的解决，加之现在国人更加注重数据安全和可控性，作为交警用户不得不重新审视面对这个安全性问题。

不是进口买不起，而是国产更有性价比！

二、检测方式和手段发生了多次形式上的变化

众所周知，检测器是信号控制系统的“眼睛”“耳朵”，既要求数据精准又要求位置合适，二者缺一不可。

二十年以来，国内信号控制发展涉及了许许多多检测方式，从我们熟知的线圈、地磁、甚至更加小众化的气泵，发展成超声波、视频，再到方兴未艾的雷达、雷视，并伴随着移动信令数据、互联网数据等不断丰富着信控检测数据源。

检测器由最初辅助信号系统实现各种功能，随着检测数据的不管丰富，渐而慢慢自成体系，视频类检测器可以兼顾交通非现场执法、路况监测、事故溯源等等；雷达雷视检测器从一开始应用便有着一整套路口检测优化和自评价体系，站在上帝视角的全息路口便是最好的观察路口的新思路新方向；由于隐私保护等原因，信控系统无法有效直接使用移动信令数据脱密后的个体位置信息，反而这类数据更加适合应用于某一类专门的监测系统，例如货车、共享单车监测等。最初的SCOOT、SCATS系统中的检测器有战略检测器和战术检测器之分，互联网数据的引入，大大增强了信控系统在控制战略方面的实时准确性，对全城域的道路流量状况掌握更加宏观、更加全面。

无论是点还是断面、垂直还是侧向、接触式还是非接触式等等，如同医生检查病人的病情，号脉听诊、验血B超、CT核磁，每一种方法都是对应的不同病情，并不是越贵越高端越好，经验丰富的老中医望闻问切一样能够对症下药。

新型检测设备在路口采集数据的能力不容小觑，种类超乎想象，一开始有说50多种的，后来又变成了80-100种，但是如果需要应用到信号控制发挥很好的效果，也需要信号系统对算法进行比较大的改动，而这个问题一直是大家所回避的。检测器的发展出现了“数据过剩”，举个简单例子，新型检测器能检测出路口通过车流量，但是绝大多数信号控制系统仅用I/O开关量便能够计算出通过路口的PCU数据，而PCU数据是已经对大中小车辆进行处理过的最小单元数据，更加适合于以秒为计时的信号配时，真可谓是“弱水三千只取一瓢”。

2020年公安部交通管理局《关于进一步加强城市道路交通信号控制应用工作的指导意见》指出“结合实际选用线圈、地磁、视频、微波或雷达等交通检测设备，充分发挥不同交通检测方式的技术优势，形成组合效益，精准采集交通流量、排队长度、占有率、车头时距等多元数据，为交通信号控制实现感应控制、自适应控制提供数据支撑”。为实现这一个目标，在信号机和检测器之间的协同配合还有大量的工作需要开展。

由此看来，检测器并非是越先进的检测器就越好，而要结合实际选择最合适的类型，老百姓的话“不买贵的只买对的”。

三、一个城市仅依赖于一种信号系统的局面发生了巨大变化

由于中国城市化进程的快速发展，几乎每一个城市的信号机及信号控制系统都经过了多个时期的规划、设计、建设，由于时间跨度还相当长，技术发展快，每次招标中承建方往往都不尽相同，还有城镇化机动化的快速发展以及伴随的业务需求变化发展等原因，导致很多城市都在面临一城多系统/多类信号机并存的问题。过去一个城市一个信控系统的情形在二十年发展变化中荡然无存，据赛文网统计，全国一个城市多个信控系统现象占比67%左右。

信号控制系统和信号机建设是智能交通的基础，因此投资相对于其他智能交通项目来说也较高。很多大中型城市第一次大规模信控系统建设都与上世纪80年代末世界银行贷款和各个国家政府贷款项目引进有着千丝万缕的关联，从而也导致了国外信控系统占据优势。正如上文中所述，二十年间国产信号系统和信号机与进口设备之间的差距发生了巨大变化，原来“一枝独秀”的局面逐渐变成了“平分秋色”“三分天下”有的甚至到了“八国联军”“九龙治水”的情况。

系统和设备的差异在信控应用方面表现最为突出的就是影响协调性，不同系统和设备在方案切换时的过渡与同步方法、过渡转换周期上各不相同，一条路上不同品牌的信号机无法实现绿波（关于这个问题这里不想浪费时间来证明）。因而，不少城市也通过天然路网布局将不同系统单独摆放，有的利用山川河流，有的利用高速路快速路，也有的直接按照行政区域指定，但最终目的都是尽可能地有利于系统效能的区域性发挥。至于是否考虑在技术层面的一家独大和垄断，那就是另外一个敏感的话题了。

公安部交通管理局《关于进一步加强城市道路交通信号控制应用工作的指导意见》“ 鼓励各地将不同品牌交通信号控制系统接入到城市交通信号统一管理平台，推进城市各区域信号控制系统的统一管理和跨区域统筹优化。”这个描述实际上是已经承认目前一个城市多信控系统的普遍性，而且这种普遍性将会持续一个比较长的时间，因此平台建设是从技术角度来对这个局面加以优化。简单来说，比如一个城市既有A系统，又有B系统，那么再搭建出一个C平台，进行统一管理和优化。

大致在近五年内，各地信控平台如雨后春笋般纷纷出现，平台的功能主要有三个，一是可以在一个界面上统一管理整个城市的信号灯；二是可以在一个网络上对接外部系统，如互联网、车路云，还有最时髦的Deepseek模型；三是对不同信号系统可以下达一些较为简单可操作的统一化的通用指令。

现在，再不好说某个城市用的什么信号系统了，而是习惯于说用哪家的“大脑”。

“三未变”

一是信号灯以时间控制交通流的基本规律未改变。

信号控制的对象就是交通流，将互相冲突的交通流予以分离，使其在不同的时间通过，以保证行车安全。在这个前提下，交通信号对于组织、指挥和控制交通流的流量、流向、流速，保证交通秩序、均衡道路负载均可以发挥重要的作用。

交通流反之也影响信号控制，流量影响交叉口的控制方式，流向影响交叉口的相位灯序，流速影响交叉口的放行时间。在现实情况下，交通流变化并不完全符合标准的预期，所以对信号控制的影响往往是随机的、突发的。

自动驾驶或者说车路协同提出了个体控制的理念，在路口算力满足和控制延误允许的前提条件下，侧重对每一个交通个体的精准控制。也许在未来，这种个体控制完全打破相位、灯序和间隔的概念，甚至突破渠化限制，成为交叉口放行交织冲突的终极解决方案，但是现在看来并没有发展的那么快，自动驾驶完全取代信号控制还有很长的路要走。

起码从目前来说，对交通流整体控制保证了路口放行的相对合理性，要走大家一起走，要等大家一起等。对于所有人来说，“时间才是最公正的”。

二是交叉口信号灯设置和优化的基本方法未改变。

交叉口信号灯的设置要求符合道路等级、交通流量、事故情况以及其他道路综合条件，从诞生初期就伴随着路口交通组织而确定了信号组合和放行方式。先有（交叉）口，再有（渠化）线、后有（信号）灯，在交通工程师眼里，一个好的交叉口做到灯线协调统一，不仅仅是最好的交通安全保证，更是一件自己满意的艺术作品。

为了适应交通流特点，二十年国内信号控制的发展，一直在不断地追求从固定时长放行，到感应车随机流到达，再到实时自适应流量变化。不论是点控、线控、面控还是智控，不论是相位、阶段、方案还是大数据，就是通过时间控制影响交通流，消减交叉口冲突，达到安全有序畅通的目标，这个基本概念和原理，目前没有发生改变。

公安部交管局在交通信号方面不断提升和完善国家标准、行业标准，逐步形成一整套完整标准体系。智慧路口离不开统筹优化和综合施策，简单的交叉路口需要合理的进出口车道匹配、行人安全区域设置；一条绿波带需要上下行的连贯性、相交方向交通影响最小化、关联路口放行方式的一致性等等，件件事情好像和信号灯没有关系，但却又是关乎信号灯发挥出最大效能的关键。

三是“信号机+外设”的模式未改变。

有两件事情，一是在网上热议的几个和信号灯有关的话题中，大家都在对《道交法》相关法条规定和红绿灯显示方式和内涵展开了热烈的讨论，而其中是谁在让红绿灯变化呢？二是各地城市纷纷用大数据Deepseek模型给信号灯镶上智慧金边的事异常火热，但是路口的红绿灯如何能懂智慧语言说的是什么，它听谁的话呢？

信号机在路口究竟是控制设备、通信设备？还是定时设备、供电设备？我想应该都是，起码现在还是。

展望

在这个信Deepseek没毛病的当下，我搜索了一下它对于智能交通信号控制系统未来发展方向的看法，为了节省篇幅，我只罗列标题。Deepseek指出：1.实时数据驱动的动态优化；2.车路协同与多源互联；3.人工智能与自主决策；4.绿色化与立体化发展；5.用户导向的个性化服务；6.技术标准化与安全；7.投资与运营模式；8.总结：未来智能交通信号控制系统将深度融合AI、大数据、物联网等技术，实现从“被动响应”到“主动预测”、从“单点控制”到“全局协同”的转变，最终构建安全、高效、绿色的智慧交通生态。企业需加快技术创新，政府则需完善政策框架，共同推进智能交通的规模化落地。

实现这个愿景还有很多工作要做，关于未来我对三个领域做一些小小的展望。

一是“中心化”与“路口化”问题之争不会降温。目前的检测手段和系统功能还达不到1:1还原路口同一时刻的交通状态，完全将路口全量要素结构数据化再做大模型运算对于瞬间即变的路口交通有些“远水不解近渴”。同时，很多路口工程师也全凭经验，水多了加米，米多了添水的操作方式比比皆是。因此是坚持中心调控路口实施，还是路口控制中心辅助，这个问题依然是个争论难点。

二是出行者体验将越来越得到重视。任何的思想、理论和知识的价值应通过其实际效果和实践应用来判断。不论决策者还是普通老百姓，越来越多的人们用接地气的思维方式来判断信号灯智能不智能，有没有更安全、更便捷或者更顺畅？对于信控系统的评价，除了传统浮动车和互联网拥堵指数之外，出行者感受以及反馈将会占据更加重要的主导地位。

三是对于团队的重视程度将大于专家。好的信控系统高质量运转，离不开背后一个好的信控团队。赞同“产品+知识+队伍”的观点，优秀的信控团队必然是稳定、专业、尽责。选择一款适合的信控系统并在各种业务场景中发挥出它应有的功效，既要尊重行业专家意见，还要加强运营团队的管理，但同时更大程度上取决于甲方的专业素养。