群星闪耀时 | 海外信号控制系统盘点
欢迎您与我们共同分享其使用感受,如有遗漏之处也欢迎补充。
交通信号控制系统是现代城市交通管理的核心,从最初的手动煤气灯到如今基于人工智能的自适应网络化系统,交通信号控制系统的数十年演进,不仅是技术迭代的缩影,更是人类应对城市拥堵与效率矛盾的智慧结晶,其发展历程映射了人类科技进步与城市化进程的交织轨迹。
进入电子化、信息化时代以来,信控行业百花齐放,在全世界范围内涌现了许多优秀的交通信号控制系统,其中我们较为熟知的SCATS、SCOOT等系统的引进与发展,对我国交通信号控制领域带来了深远的影响。
下面我们为大家盘点了一些海外具有广泛影响力与良好口碑的经典信号控制系统,不知其中是否有各位读者熟悉的“老朋友”。欢迎您与我们共同分享其使用感受,如有遗漏之处也欢迎补充。
PART.01 SCALA(德国)
SCALA(StrafControl Automated Light Adaptive)是由德国Siemens Mobility(西门子交通系统,现拆分独立为Yunex Traffic)开发的自适应交通信号控制系统,主要用于德国及欧洲部分城市的智能交通信号优化管理。开发时间最早可以追溯到1990年代末-2000年代初,是Siemens公司在交通信号控制领域继传统定时系统后的进阶产品。
随着后续发展,SCALA逐渐与Siemens的Sitraffic系列(如Sitraffic Concert、Sitraffic Scala)融合,目前常被视为Sitraffic Scala/Sitraffic Concert体系的一部分。
SCALA采用了分层控制架构,本地控制器可以根据当前探测数据实时自适应微调,中央控制系统则负责整体区域级优化。其公交优先功能非常强大,能根据公交车实时位置调整绿灯时间,保障公交车快速通过交叉口。新版SCALA系统已经集成了与车联网(V2X)通信接口,支持未来自动驾驶车辆的信号交互。
当前,SCALA在德国柏林、慕尼黑、汉堡、斯图加特,奥地利的维也纳,匈牙利的布达佩斯,瑞士的苏黎世,阿联酋的阿布扎比,美国的迈阿密等全球的多个地区部署。
PART.02 TACTICS(德国)
TACTICS(Traffic Adaptive Control System) 是予途交通(Yunex Traffic)的一种自适应交通信号控制系统。
早期,其算法逻辑与精度与同期的SCOOT与SCATS相比具备一定差距,但随着技术的发展,这一缺陷正在被克服,TACTICS能够支持更复杂的功能和不断增加的现场设备数量。凭借较好的软硬件兼容程度与拓展性等优势,TACTIC在加利福尼亚州、亚利桑那州、内华达州等美国多个州的城市智能交通系统当中部署。
当前,TACTICS可根据每个交通系统的需求提供量身定制系统规格与功能。TACTICS Enterprise全面的信号控制和流量管理功能以及快速响应等高级功能,非常适合大量流量城市。TACTICS Central交通管理功能则非常适合较小的城市或十字路口数量有限的地区。
在新的TACTICS更新中延续了其模块化的技术优势,并进一步简化了安装、升级、操作的一系列流程,使系统灵活性与可操作程度进一步提升。
PART.03 UTOPIA/SPOT(意大利)
UTOPIA(Urban Traffic Optimization by Integrated Automation)/SPOT(System for Priority and Optimization of Traffic)是由意大利都灵的FIAT Research Centre、ITAL TEL和MIZAR Automazione共同设计和开发的,旨在提高私人和公共交通的效率。MIZAR 公司后来被 SWARCO 收购,UTOPIA 也随之由 SWARCO Mizar 继续迭代和维护。
自1985年起,该系统已在都灵市中心约四十个信号化交叉路口全面运行,该区域还有一条有轨电车线路,电车的控制集成在UTOPIA/SPOT系统中(Wood, 1993)。UTOPIA/SPOT现已被意大利多个城市以及荷兰、美国、挪威、芬兰和丹麦采用,其中都灵等城市甚至已经部署了超过30年。
UTOPIA采用分层分散的控制策略,涉及智能本地控制器与其他信号控制器以及中央计算机之间的通信。可以为交通管理者提供多种信控策略,从计划选择到交通响应,再到完全自适应,其同样支持与多种交通信号控制器接口,并为交通管理者提供了一套完整的实时交通监控和事件识别工具,可以持续监控和预测交通状况,并根据流量效率和/或环境标准优化控制策略,即使面对不可预测的交通状况,系统也能保持较高性能。
UTOPIA/SPOT系统的核心理念是在信号交叉路口为选定的公共交通车辆提供优先权,同时改善私人车辆的流动性。法国的PRODYN系统和德国的MOTION系统与SPOT系统有些相似,但两者尚未在其他国家部署。
PART.04 SCOOT(英国)
SCOOT(Split Cycle Offset Optimization Technique) 即“绿信比-周期-相位差优化技术”,是一种对交通信号网络实行协调控制的在线实时自适应控制系统。由英国TRRL(现为运输研究实验室,TRL)主导于1973 年开始研究开发,1975 年在格拉斯哥市进行现场试验,1979年正式投入使用。
SCOOT系统有一个灵活、准确的实时交通模型,不仅可以用于制定配时方案,还可以提供各种交通信息。系统软件主要由车流检测、交通预测、配时参数优化、信号控制方案执行、系统监控五部分组成。通过安装于各交叉口每条进口道上游的车辆检测器所采集的车辆到达信息,联机进行处理,形成控制方案,连续实时地调整绿信比、周期及相位差3个控制参数,使之与变化的交通状况相适应。
SCOOT是实时方案小布调整式控制方式的典型代表,通过连续检测道路网络中交叉口所有进口道交通需求来优化每个交叉口的配时方案,是当前交叉口的延误和停车次数最小的动态、实时、在线信号优化控制系统之一 。
经历了多年的发展历经实战检验,SCOOT赢得了世界范围内众多交通管理部门的认可与青睐,是当前世界范围内市场占有率最高的几款信号控制系统之一,在全球超200座城市中部署。SCOOT也是中国最早引入的信控系统之一,在北京、天津、大连、苏州工业园区、成都、武汉等城市中都有广泛应用。
PART.05 SCATS(澳大利亚)
Sydney Coordinated Adaptive Traffic System(悉尼自适应交通控制系统 简称:SCATS)是由澳大利亚新南威尔士州道路交通局(RTA)于20世纪70年代末至80年代初为满足悉尼实施大面积交通控制的需求以及解决固定配时系统所面临的问题而研发的交通信号控制系统。
SCATS采用地区级联机控制、中央级联机与脱机同时进行的控制模式,以类饱和度综合流量最大为系统目标,无实时交通模型,控制参数为绿信比、相位差和周期。控制结构为分层式三级控制,由中央监控中心、区域控制机和信号控制机构成。
在近期的更新中,SCATS提供了一体化的配置工具,支持本地和全局空间配置,提供面向信号控制优化、V2X场景应用的更直观、更易用的人机界面,以更强的可扩展性与适应性满足未来智能交通需求。
当前SCATS已成为全球应用最广的自适应系统之一,在33个国家超过205个城市部署,超过60000个十字路口安装。在国内,SCATS在上海、杭州、宁波、广州、苏州、石家庄、天津、三亚等30个城市部署。根据该系统的安装位置,首字母缩略词可以更改。如堪培拉 “CATSS” (堪培拉自动交通信号系统)、墨尔本 “SCRAM” 和新加坡 “GLIDE” 等等,是SCATS的当地替代名称。
PART.06 ATSAC(美国)
ATSAC(Adaptive Traffic Signal Control System) 是由洛杉矶交通局(LADOT)在1984 年夏季奥运会期间为纽约市开发并运营的城市交通信号控制系统,是美国最早、最成熟的大型城市级交通信号自适应控制系统之一。
2022年,为迎接将要到来的2028年洛杉矶奥运会,LADOT ATSAC中心再次扩建,系统已覆盖洛杉矶绝大多数主干道路口,接入并管理超过4850个交通信号灯。它不仅支持对公交车辆、城轨列车和行人通行的优先调度,还统一纳入了城市范围内的自行车信号系统,实现多模式交通的综合管控。系统具备实时交通感知和自适应配时功能,能够根据道路通行情况动态调整信号灯周期,缓解高峰拥堵。此外,平台还可实时监测信号故障、异常流量等运行状态,为交通管理部门提供及时的运维预警与响应支持。
PART.07 In | Sync(美国)
In | Sync是由美国 Rhythm Engineering 公司开发的一款交通自适应控制系统。可直接叠加于现有的视频检测系统,无需进行硬件升级,其核心优势是并在视频检测模块中引入了人工智能功能,能够优化孤立交叉口及主干道沿线多个相邻路口的信号协调,提升整体通行效率。
在控制逻辑上,In|Sync 摒弃了传统的固定周期、绿灯配比和静态偏移控制方式,转而依托于内嵌的复杂数学算法,对车辆行为和排队请求进行动态建模与优先级判定。这种“无周期”的控制架构,提升了系统对突发流量的适应能力,有效缓解了高峰拥堵问题。此外,系统也支持高优先级事件处理机制,可自动响应来自紧急车辆的控制信号,或接受交通工程师设置的手动调度指令,兼顾智能化与人为干预的灵活性。
目前,In | Sync 已在全美30多个州、3000多个路口得到部署。
PART.08 RHODES(美国)
RHODES(Real-time Hierarchical Optimized Distributed Effective System)是一种实时自适应交通信号控制系统,由亚利桑那大学的 Pitu B. Mirchandani 教授和 Larry Head 教授领导的研究团队开发。旨在通过预测性优化和分层控制架构,提升城市交通信号的响应效率和整体运行性能,其开创了很多后续自适应交通控制系统的技术思路。
与其他自适应信号控制系统相比,RHODES不仅看眼前流量,而是通过预测未来短时间内的流量变化追求全局最优,。因此其适合需要高度智能、实时响应突发情况的地方,比如高波动流量、交通网络复杂的城市,以应对如高峰潮汐交通等多变的交通环境。
RHODES有着较为超前的交通管理理念基础,但部署和维护复杂度比SCOOT、SCATS高,也更加依赖高质量数据支撑。
PART.09 OPAC(美国)
OPAC (Optimization Policies for Adaptive Control) 是一种用于需求响应式分散交通信号控制的计算策略,由是由交通工程专家 Nathan H. Gartner等人在美国联邦公路管理局(FHWA)的资助下于20世纪80年代末期开发。
OPAC是一种以交叉口为单位进行动态优化的自适应系统,非常重视短期预测,在上游检测器和相邻交叉口的在线数据作为支持的情况下,该系统的计算比较接近理论最优的控制。其策略制定速度较快,典型应用的场景是流量不确定、波动明显的小型或中型城市路网。
早期在美国纽瓦克、特伦顿、菲尼克斯、蒙哥马利等多地都有部署。
PART.10 TransSuite(美国)
TransSuite 是一套先进的交通管理系统,由 TransCore 开发,旨在为城市和区域交通管理中心提供实时交通监控、事件响应、信号控制和信息发布等综合功能。其前身可追溯至于 1971 年创立的美国交通工程咨询公司JHK Engineering。在 2000 年代初,JHK Engineering 被 Roper Technologies 收购,随着业务整合,部分业务被纳入TransCore品牌旗下,其在交通工程领域的专业知识和项目经验推动了 TransSuite 等先进交通管理系统的开发和推广。
在 Roper 的支持下,TransCore 持续扩展其在智能交通系统(ITS)领域的产品线和市场份额。曾在1996年亚特兰大奥运会期间建设的亚特兰大交通管理中心中被用作交通监控和信号控制平台。还在奥兰多、纳什维尔、匹兹堡、奥尔巴尼、利雅得等多地交通管理中心部署。
其设计强调开放性和兼容性,支持与各种交通设备和系统的集成,适用于不同规模和需求的交通管理项目。2021年总部位于新加坡的 ST Engineering以 26.8 亿美元现金从 Roper Technologies收购 TransCore。
PART.11 Centracs(美国)
Centracs 是由美国交通信号控制器和管理系统领域的老牌企业Econolite开发的一套现代化交通信号控制与管理平台,最初发布于2009年,定位是为城市提供基于IP网络的中心式交通管理系统,后来又推出了基于Centracs平台的自适应控制模块Centracs Adaptive。
Centracs Adaptive集成了公交优先、应急优先、DMS信息发布、事件管理等功能,整体拓展性良好。
在Econolite的支持下,Centracs在美国拉斯维加斯、坦帕、圣路易斯、圣地亚哥、欧文等城市基础网络系统较为发达的新区广泛落地。
PART.12 SurTrac(美国)
SurTrac(Scalable Urban Traffic Control)是由卡内基梅隆大学研究院于2012年推出的全球首批完全去中心化、可扩展的实时自适应信号控制系统。
其以完全去中心化的方式运行,系统每个路口独立运行决策调度,根据当前的来车流量,独立、异步地动态分配绿灯时长,无需依赖中心服务器或固定调度周期。
SurTrac适用于城市“网格型”道路结构,能在多车流交织竞争的场景中实现高效管理。其网络级协调策略是:每个路口实时向下游邻接路口传递预测的离开车流数据,使下游路口可以更科学地平衡多个入口流量,并在此基础上建立更大的绿波通道。
2015年,卡内基梅隆大学团队创立 Rapid Flow Technologies 商业化 SurTrac 技术。2022年,加拿大ITS巨头MioVision正式收购 Rapid Flow。迄今其已在加拿大、多地美国市区部署超过350个路口。
PART.13 ITACA(西班牙)
ITACA(Innovative Traffic Adaptive Control Algorithm)是由西班牙巴塞罗那市交通局(Servei Català de Trànsit,简称 SCT)在1990年代初牵头开发的,主要为了解决巴塞罗那市及其周边复杂、变化频繁的都市交通问题。2000年代之后ITACA系统开始集成更多的实时探测与智能调节功能。
ITACA采用预测+自适应混合式优化模型,不仅实时响应当前流量,还引入了基于历史+实时数据的短期流量预测模型。
当前在西班牙的巴塞罗那、赫罗纳、萨瓦德尔等地部署,马德里也有小规模试点。
PART.14 MODERATO(日本)
MODERATO(Management of Origin-DEstination Related Adaptation for Traffic Optimization )是日本代表性的交通信号控制系统之一,由住友电工(Sumitomo Electric)自1995年起推出,1999年被日本警察厅采纳为全国推广标准,现已广泛部署于各大中城市及部分海外项目。
MODERATO是一款OD优化型信号控制系统,采用宏微协调机制,由中心系统进行整网配时指令,单点控制器负责本地响应流量波动,实现“总体与局部同步最优化”。目前,支持最多128个信号控制器和640个检测器联动。
写在最后
纵观全球智能交通信号控制系统的百年演进,每一次技术跃迁,都是对城市发展核心命题——效率与安全的深刻回应。从最初的固定周期控制,到自适应优化系统的诞生,再到今天AI大模型与车路云协同的融合探索,信号控制正经历从“被动响应”到“主动引导”的范式转变。
至今,SCOOT、SCATS 仍在全球多个城市稳定运行,TACTICS、Centracs 等系统也在不断演进。在全球交通治理体系快速重构的背景下,信号控制系统的升级早已超越单点优化与局部调度,开始迈向系统智能化、架构平台化、治理协同化的新阶段。这不仅关乎路口的通行效率,更关乎城市整体运行的韧性与秩序,甚至关乎公共资源配置的科学性与公平性。
可以预见,未来的信号系统将不再是孤立的控制器,而是嵌入城市数字底座、连接车辆与道路、服务于多目标协同治理的“智慧神经元”。它将具备实时学习、动态调控、跨系统联动等能力,成为城市运行智能化程度的重要标志之一。
未来还将有哪些领先的信号控制系统涌现,哪些理念将引领下一个变革周期?答案或许仍在酝酿,但可以确定的是,真正驱动信号控制持续进化的,不单单是技术本身,更是我们对城市更高质量运行方式的不断追问与实践。
未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明等材料,与我们联系,我们将及时沟通与处理。