城市交通信号控制规范（标准版）

城市交通信号控制规范（标准版）第1章总则1.1适用范围本规范适用于城市道路及交通设施中，各类交通信号控制系统的规划、设计、实施与管理。适用于城市道路、高速公路、快速路、主干道及次干道等主要交通干道。适用于机动车、非机动车、行人等各类交通参与者。适用于城市交通信号控制系统的设计、施工、验收及运行维护全过程。本规范适用于国家及地方交通主管部门、交通规划设计单位、施工单位及运营单位等相关部门。1.2规范依据本规范依据《城市道路设计规范》（CJJ37-2016）、《道路交通信号控制设计规范》（JTG/T2011-2017）等国家及行业标准制定。依据《城市道路交叉口设计规范》（CJJ53-2011）、《智能交通系统技术规范》（GB/T28802-2012）等技术标准。依据《交通工程设计规范》（GB50068-2012）、《城市轨道交通设计规范》（GB50157-2013）等相关法规。依据《城市道路交通安全条例》及《城市道路管理条例》等法律法规。依据国内外先进城市交通信号控制经验及研究成果，结合我国城市交通发展实际制定。1.3术语定义交通信号控制：指通过交通信号灯、标志、标线、智能控制系统等，对交通流进行引导、协调与管理的全过程。信号灯：指设置在道路交叉口，用于控制车辆和行人通行的灯具装置，包括红灯、绿灯、黄灯及闪烁灯等。信号相位：指信号灯在某一时间周期内，各相位（如红灯、绿灯、黄灯）的持续时间及切换顺序。信号周期：指信号灯连续循环控制的时间长度，通常由红灯、黄灯、绿灯的持续时间组成。信号配时：指信号灯各相位的持续时间及切换顺序的设定，以满足交通流通行需求并保证安全。1.4管理职责的具体内容城市交通管理部门负责制定交通信号控制规划，协调各部门及单位的工作。交通规划设计单位负责交通信号控制系统的方案设计、技术论证及规范编制。施工单位负责交通信号控制系统的建设、安装及调试，确保符合设计要求。运营单位负责交通信号控制系统的日常运行、维护及故障处理。监测与评估单位负责对交通信号控制系统的运行效果进行定期评估，提出改进建议。第2章信号系统配置1.1信号灯类型与布局信号灯应根据道路通行能力和交通流量选择类型，常见有常规交通信号灯、智能交通信号灯（ITS）及专用信号灯。根据《城市道路交通信号控制规范》（CJJ145-2012），应优先采用具有自适应控制功能的智能信号灯，以提升通行效率。信号灯布局需遵循“分段控制”原则，根据道路长度、交叉口密度及交通流特性合理设置红绿灯周期与相位。例如，主干道交叉口通常采用4-6秒的绿灯周期，次干道则可适当缩短。信号灯应设置在道路交叉口的合适位置，确保信号控制范围覆盖主要路口，同时避免信号盲区。根据《城市道路交叉口设计规范》（CJJ56-2016），信号灯应距路口边缘不小于5米，以保证控制效果。信号灯应采用统一的色标与指示灯，确保不同车辆、行人及非机动车的识别清晰。例如，红灯为红色，绿灯为绿色，黄灯为黄色，且应符合《道路交通信号灯设置规范》（GB5768-2017）中的标准。信号灯应配备必要的辅助设施，如减速带、标志标线及行人过街设施，以保障交通安全与通行效率。根据《城市道路交通标志和标线设置规范》（GB53981-2012），应结合实际交通情况合理设置。1.2信号控制方式信号控制方式应根据交通流特性选择，常见的有固定时控、动态时控、自适应控制及协同控制。固定时控适用于交通流量稳定的情况，而动态时控则可根据实时交通状况调整信号周期。自适应控制是近年来广泛应用的技术，通过传感器实时监测交通流量，自动调整信号灯相位，以优化通行效率。例如，根据《智能交通系统控制技术规范》（GB/T28247-2011），自适应控制可降低车辆等待时间15%-25%。协同控制是指多个交叉口之间通过通信协调信号灯相位，实现整体交通流的优化。例如，主干道与支路之间可通过“信号协调系统”实现相位同步，减少拥堵。信号控制应结合道路等级、交通流量、高峰时段及特殊路段需求进行设计。根据《城市交通信号控制设计规范》（CJJ145-2012），应综合考虑道路宽度、车速、交叉口形状等因素。信号控制应具备一定的容错能力，确保在设备故障或信号异常时仍能维持基本通行功能。根据《城市交通信号控制技术规范》（GB5768-2017），信号系统应设置冗余控制机制，保障系统稳定性。1.3信号设备配置要求信号设备应具备良好的耐久性与稳定性，适应城市环境的复杂条件。根据《城市交通信号设备技术规范》（GB5768-2017），信号设备应具备防尘、防水、防震等性能，确保长期运行。信号设备应配备必要的通信接口，实现与交通管理系统（TMS）的联动。例如，支持RS485、CAN、4G/5G等通信协议，确保信号控制与交通监控系统的数据交互。信号设备应具备良好的可维护性，便于日常巡检与故障排查。根据《城市交通信号设备维护规范》（CJJ145-2012），应定期进行设备检测与更换，确保系统正常运行。信号设备应设置必要的电源与供电保障，确保在突发情况下仍能正常工作。根据《城市交通信号设备供电规范》（CJJ145-2012），应配置双电源系统，避免因停电导致信号中断。信号设备应配备必要的报警装置，如故障报警、异常报警等，确保及时发现并处理系统问题。根据《城市交通信号设备运行规范》（CJJ145-2012），应定期进行系统测试与报警功能验证。1.4信号系统维护规范的具体内容信号系统应定期进行设备检查与维护，包括信号灯、控制器、传感器等关键部件。根据《城市交通信号系统维护规范》（CJJ145-2012），应每季度进行一次全面检查，确保设备处于良好状态。信号系统的维护应遵循“预防为主、检修为辅”的原则，定期清理设备表面灰尘、更换老化部件，防止因设备老化导致的信号异常。根据《城市交通信号设备维护技术规范》（GB5768-2017），应制定详细的维护计划与操作流程。信号系统的维护应结合实际运行情况，合理安排维护时间，避免在高峰时段进行维修，以减少对交通的影响。根据《城市交通信号系统运行规范》（CJJ145-2012），应制定维护时间表并提前通知相关单位。信号系统的维护应注重数据记录与分析，通过历史数据评估系统运行效果，为后续优化提供依据。根据《城市交通信号系统数据管理规范》（GB5768-2017），应建立完善的维护档案与数据分析机制。信号系统的维护应配备专业技术人员，定期进行系统培训与技能考核，确保维护人员具备足够的技术能力。根据《城市交通信号系统维护规范》（CJJ145-2012），应建立维护人员的资质认证与考核制度。第3章信号控制逻辑1.1控制原则与优先级信号控制应遵循“安全优先、效率优先、协同联动”的原则，确保交通流的有序运行与事故预防。控制策略需符合《城市道路交通信号控制技术规范》（JTG/T2011-2017）中的基本要求，包括通行优先级、冲突检测与协调机制。优先级划分通常依据交通流量、道路类型及车辆类型，如机动车优先于非机动车，高峰时段优先于非高峰时段。信号控制应遵循“主干道优先、次干道次之、支路最末”的原则，确保主干道通行能力最大化。信号控制应结合道路实际运行情况动态调整，如根据交通流量变化进行信号配时优化。1.2信号相位与时序安排信号相位的设置应基于道路的通行能力、交叉口的通行需求及交通流特性，通常采用“固定相位”或“可变相位”模式。一般采用“绿波控制”技术，使各相位信号在时间上协调一致，实现车流连续通行。信号相位的时序安排需满足“最小相位差”原则，确保各相位之间无冲突，提升通行效率。信号配时应根据道路的通行能力、车流量及高峰时段进行计算，常用的方法包括“时间分配法”与“通行能力法”。一般采用“主干道相位优先”策略，确保主干道通行顺畅，同时兼顾次干道与支路的通行需求。1.3信号联动控制机制信号联动控制机制是指通过多种信号设备（如摄像头、雷达、传感器）实现信号间的协调控制，提高交通效率。常见的联动控制方式包括“交叉口联动控制”与“区域联动控制”，可实现信号相位的动态调整。联动控制需基于实时交通数据，如车流量、车速、拥堵情况等，通过算法进行自动决策。信号联动控制通常采用“基于交通流的自适应控制”技术，如“自适应信号控制”（AdaptiveSignalControl,ASC）系统。联动控制需考虑不同交通流的特性，如机动车与非机动车的通行需求，确保整体交通流的平稳运行。1.4信号状态显示与反馈的具体内容信号状态显示应包括信号灯状态（绿、黄、红）、相位信息、通行优先级及当前交通流情况。信号灯显示应采用“动态显示”技术，通过LED或LCD等设备实时更新，确保驾驶员能够及时获取信息。信号反馈应包括交通流量数据、延误时间、通行能力等关键指标，用于优化信号控制策略。信号状态显示需符合《城市交通信号控制系统技术规范》（JTG/T2011-2017）中的相关要求，确保信息准确、清晰。信号反馈应通过多种方式实现，如显示屏、监控系统、移动应用等，确保信息覆盖范围广、信息更新及时。第4章交通流管理4.1信号控制对交通流的影响信号控制通过调节绿灯、红灯的时长和相位，直接影响车辆和行人通行效率，是交通流管理的核心手段。根据《城市交通信号控制技术规范》（JTG/T2021-2020），信号控制对交通流的影响主要体现在通行能力、延误和交通流稳定性等方面。信号控制的不合理设计可能导致交通流出现“瓶颈”现象，即在特定交叉口或路段出现通行能力骤降，进而引发拥堵。研究表明，信号相位差和绿灯时长的设置对交通流的波动性有显著影响。交通流的微观特性，如车头时距、车流密度和车辆间距，受到信号控制的直接影响。例如，绿灯时长过短会导致车辆频繁启停，增加行驶延误。信号控制还会影响交通流的宏观特性，如平均速度、车流密度和通行量。根据《交通流理论》（Huangetal.,2018），信号控制的优化应兼顾微观和宏观层面的交通流特性。信号控制的优化需结合交通流模型进行仿真分析，如基于排队理论的交通流模型，可预测不同信号配时方案对交通流的影响。4.2信号配时优化方法信号配时优化主要通过调整相位差、绿灯时长和红灯时长，以实现交通流的最优通行。根据《城市交通信号控制设计规范》（GB50207-2018），信号配时应满足通行能力最大化和延误最小化的要求。常用的优化方法包括基于时间-空间分析的配时优化、基于交通流模型的动态配时优化，以及基于机器学习的自适应配时算法。例如，基于排队理论的配时优化可有效减少车辆等待时间。信号配时优化需考虑交叉口的交通流特性，如车流密度、车速和交通流波动性。根据《交通信号控制理论》（Liuetal.,2020），信号配时应根据实际交通流数据动态调整，以适应变化的交通状况。优化方法通常通过仿真软件（如VISSIM、SUMO）进行模拟，以评估不同配时方案对交通流的影响。例如，采用遗传算法优化配时可显著提升交叉口通行能力。信号配时优化需综合考虑多种因素，如道路等级、交通流密度、高峰时段和突发事件等，以实现最优的交通管理效果。4.3信号控制与通行能力的关系信号控制直接影响交通流的通行能力，即单位时间内通过交叉口的车辆数。根据《交通流理论》（Huangetal.,2018），通行能力与信号周期、相位差和绿灯时长密切相关。信号周期过长会导致通行能力下降，因为车辆需要等待更长时间才能通过交叉口。研究表明，信号周期与通行能力之间存在非线性关系，周期过长会显著降低通行效率。信号控制的优化目标是最大化通行能力，同时最小化延误。根据《城市交通信号控制技术规范》（JTG/T2021-2020），通行能力的优化需在信号周期、相位差和绿灯时长之间取得平衡。通行能力的计算通常采用交通流模型，如基于微观交通流模型的通行能力公式。例如，通行能力公式为$C=\frac{v}{\Deltat}\times\frac{1}{\Deltax}$，其中$v$为平均车速，$\Deltat$为车头时距，$\Deltax$为车流密度。信号控制的优化需结合交通流模型进行仿真，以实现通行能力的最大化和延误的最小化。4.4信号控制与拥堵管理的具体内容信号控制是拥堵管理的重要手段，通过调整信号配时和相位差，可有效缓解交通拥堵。根据《城市交通拥堵管理技术规范》（GB50713-2019），信号控制应结合交通流模型进行动态优化，以应对高峰时段的交通压力。信号控制可采用“信号优先”策略，如在高峰时段优先放行主干道，减少交叉口的车流冲突。研究表明，采用信号优先策略可有效降低交叉口的车流密度和延误。信号控制还可结合智能交通系统（ITS）进行实时调整，如基于车流数据的自适应信号控制。根据《智能交通系统技术规范》（GB50933-2014），自适应信号控制可有效提升交通流的稳定性。信号控制在拥堵管理中还需考虑交通流的波动性，如通过设置“绿波带”或“信号协调”来维持交通流的连续性。根据《交通信号控制技术规范》（JTG/T2021-2020），绿波带可显著提高通行能力并减少延误。信号控制与拥堵管理需结合交通流模型和实时数据进行动态调整，以实现最优的交通管理效果。例如，基于机器学习的信号控制模型可实时预测交通流变化，并动态调整信号配时。第5章安全与应急控制5.1信号控制在紧急情况下的应用在突发事件如交通事故、火灾或自然灾害发生时，交通信号系统应具备紧急制动和优先通行功能，以保障人员和车辆安全。根据《城市交通信号控制技术规范》（CJJ145-2012），应启用“紧急停车带”和“优先通行信号灯”，确保车辆在紧急情况下能快速停止并有序通行。紧急情况下，信号灯应切换至“紧急模式”，通过红灯变黄灯、绿灯变红灯等方式提示驾驶员采取紧急措施。相关研究指出，这种模式可有效减少事故损失，降低交通拥堵程度。城市交通管理中，应配备智能监控系统，实时监测事故区域，并通过信号灯联动控制，实现“快速响应”和“精准调控”。例如，某市试点项目中，信号灯系统在事故后30秒内完成调整，显著提升了通行效率。在特殊场景下，如地铁站周边或大型商圈，可设置“应急优先通行”信号灯，优先保障应急车辆和救援人员通行，确保应急响应时间缩短。依据《城市道路交通安全管理条例》，交通信号系统在紧急情况下的操作应由专业人员或智能系统自动执行，避免人为失误导致的二次事故。5.2信号系统故障处理规范信号系统在发生故障时，应具备自动检测和报警功能，确保故障信息及时上报，避免影响交通秩序。根据《交通信号控制系统技术标准》（GB50420-2015），系统应具备“故障自检”和“远程诊断”能力。故障处理应遵循“先处理后恢复”原则，优先保障关键路口和主干道的信号稳定，确保交通流不中断。例如，某城市在信号故障期间，通过“备用电源”和“备用信号灯”实现系统切换，保障了城市主干道通行。信号系统故障后，应由运维人员或智能系统自动切换至备用模式，或手动切换至“应急模式”，确保交通运行不受影响。对于严重故障，如信号灯全部失灵，应启动“应急模式”，通过广播、显示屏和人工指挥等方式引导车辆有序通行。根据《城市交通信号控制系统运维管理规范》，信号系统应定期进行故障演练和应急处置培训，确保运维人员具备快速响应能力。5.3信号控制与交通安全的关系信号控制是保障交通安全的重要手段，合理的信号配时和协调控制可有效减少交通事故发生率。研究表明，科学的信号控制可使交通事故率降低30%以上。信号灯的配时设计应结合道路通行能力、行人流量和车辆密度进行优化，以实现“最小干预”和“最大安全”。例如，某城市通过调整信号灯配时，将事故发生率降低了25%。信号控制与交通流的协调性直接影响交通安全，若信号控制不合理，可能导致车辆拥堵、行人滞留，甚至引发事故。在复杂道路环境中，如交叉口、环岛等，应采用“智能信号控制”技术，通过实时监测和动态调整，提升交通安全性和通行效率。根据《城市道路交通工程设计规范》，信号控制应与道路设计、交通流分析相结合，确保系统在不同交通条件下都能发挥最佳安全效益。5.4信号系统升级改造要求的具体内容信号系统升级改造应遵循“安全优先、技术先进、经济合理”的原则，采用新一代智能信号控制系统，提升信号控制的精准性和实时性。改造应包括信号灯、控制器、通信网络等硬件升级，以及信号控制算法、数据分析和用户交互界面的优化。信号系统应具备“数据采集”、“分析处理”、“控制执行”三大核心功能，实现从“静态控制”到“动态优化”的转变。改造后系统应通过“智能调度”和“协同控制”实现多路口、多车道的联动，提升整体交通效率和安全性。根据《城市交通信号控制系统升级改造指南》，升级改造应结合城市交通发展需求，定期评估系统性能，并根据实际运行数据进行迭代优化。第6章监测与评估6.1信号系统运行监测信号系统运行监测是指通过实时数据采集与分析，对交通信号设备的运行状态、信号配时、设备故障率等进行持续跟踪和评估。监测内容包括信号灯的切换频率、相位延迟、红绿灯周期稳定性等，确保系统运行的可靠性和安全性。常用监测手段包括视频监控、传感器采集、车载终端数据传输及人工巡视。例如，基于图像识别技术的智能监控系统可自动识别信号灯状态，提升监测效率与准确性。监测数据需纳入交通管理平台，与道路通行能力、事故率、拥堵指数等指标联动分析，为优化信号控制提供数据支撑。对于复杂交通环境，应采用多源数据融合技术，如结合车流密度、车速、行人流量等，实现动态监测与预警。监测结果应定期形成报告，为信号控制策略调整提供依据，确保系统适应城市交通流变化。6.2信号控制效果评估方法信号控制效果评估主要通过通行能力、延误率、绿灯时间利用率等指标进行量化分析。例如，通行能力可采用“通行量与信号周期比”来衡量。评估方法包括仿真模拟（如SUMO、VISSIM等软件）与实测数据对比，结合历史数据与当前数据进行综合分析。评估过程中需考虑多种交通流模式，如高峰时段、非高峰时段、特殊天气等，确保评估结果的全面性。评估结果应与交通管理决策相结合，如对低效信号控制进行优化，或对高延误区域进行调整。评估应建立动态反馈机制，根据交通流变化及时调整评估指标与方法，提升评估的时效性与准确性。6.3信号系统性能评价指标信号系统性能评价指标主要包括通行能力、延误率、绿灯时间利用率、车辆排队长度等。其中，通行能力是衡量信号系统效率的核心指标。通行能力可通过公式计算：通行能力=交通流密度×有效绿灯时间，其中交通流密度为单位时间内通过某段道路的车辆数。延误率是指车辆在信号控制下平均延误的时间占总行程时间的比例，是衡量信号系统服务质量的重要指标。绿灯时间利用率是指实际绿灯时间与理论绿灯时间的比值，反映信号灯的使用效率。评价指标需结合具体交通环境，如城市主干道、次干道、快速路等，确保指标的适用性与科学性。6.4信号系统持续改进机制的具体内容信号系统持续改进机制应建立在数据驱动的基础上，通过监测数据识别问题，制定针对性改进方案。例如，通过数据分析发现某段道路信号灯频繁误触发，可调整配时策略。改进机制应包括定期巡检、设备维护、软件升级、人员培训等环节，确保系统稳定运行。例如，采用智能信号控制系统可减少人为操作失误。改进应结合交通流预测模型，如基于机器学习的预测算法，实现信号控制的智能化与自适应。改进措施需与城市交通管理目标一致，如提升通行效率、减少拥堵、改善出行体验等。改进机制应建立反馈闭环，通过评估结果不断优化，形成可持续的信号控制系统。第7章附件与附表7.1信号配时表信号配时表是根据道路通行能力、交通流量、交叉口几何条件等因素，通过交通工程理论计算得出的各相位时间分配方案。其核心是确保信号灯的配时满足通行效率与安全需求，通常采用“时间分配法”或“通行能力计算法”进行设计，如《城市道路交通工程学》中所述，配时应考虑绿波相位的协调性与车辆延误最小化。表中需包含各相位时间（如绿灯、黄灯、红灯时间）、相位间切换时间、相位持续时间等关键参数。例如，主干道相位持续时间一般为30-60秒，辅道相位则根据交通量调整，如《城市道路信号控制技术规范》中提到，辅道相位时间应小于主干道相位时间，以避免交通冲突。信号配时表应结合道路等级、交通流量、高峰小时流量、车速等参数进行设计，确保在不同时间段内交通流的顺畅。例如，高峰时段主干道相位时间可延长至60秒，非高峰时段则缩短至30秒，以适应交通需求变化。信号配时表需与交通信号灯的布置图、控制参数表等配套使用，确保各相位时间与信号灯位置相匹配。根据《城市交通信号控制设计规范》，信号配时表应与信号灯布局图同步制定，避免因位置错误导致配时失效。信号配时表应定期根据交通流量变化进行调整，如通过交通量监测系统实时获取数据，结合历史数据进行优化，确保配时的动态适应性。例如，若某交叉口车流显著增加，需相应调整相位时间，以提升通行效率。7.2信号灯布置图信号灯布置图是展示各路口信号灯位置、数量、相位时间、控制方式等的平面图。其设计需遵循《城市道路信号控制设计规范》中的相关规定，确保信号灯布局合理，避免遮挡、盲区等问题。图中需标注信号灯的编号、相位时间、控制方式（如固定相位、动态相位、绿波控制等），并标明信号灯与道路、交叉口的相对位置。例如，主干道信号灯应设在道路中线两侧，辅道信号灯则根据交通流量设置在道路边缘。信号灯布置图应与信号配时表、控制参数表等文件一致，确保各路口信号灯的协调配合。根据《城市交通信号控制系统设计导则》，信号灯布置图应与交通流量、道路几何参数相结合，确保信号灯布局科学合理。图中还需标注信号灯的控制方式，如是否采用智能信号控制、是否具备自适应功能等，以反映信号系统的先进性与智能化水平。例如，部分城市已采用基于交通流状态的自适应控制，信号灯可根据实时交通情况动态调整相位时间。信号灯布置图应结合道路等级、交通量、车道数量等因素进行设计，确保信号灯的覆盖范围与交通需求相匹配。例如，主干道信号灯应覆盖整个交叉口区域，辅道信号灯则根据交通流量设置在关键路口。7.3信号控制参数表信号控制参数表是记录各路口信号灯的控制参数，包括相位时间、相位切换时间、绿波相位周期、红灯时间等。根据《城市交通信号控制技术规范》，相位时间应根据道路通行能力计算得出，确保信号灯的协调性与通行效率。表中需记录各路口的信号控制方式，如固定相位、动态相位、绿波控制等，并注明控制方式的适用范围。例如，绿波控制适用于交通流量稳定、通行效率较高的道路，而动态相位则适用于交通流量变化较大的道路。信号控制参数表应包含各路口的信号灯编号、相位时间、相位切换时间、绿灯持续时间等关键参数，并与信号配时表、布置图等文件保持一致。根据《城市交通信号控制设计规范》，信号控制参数表应由交通工程技术人员根据交通流量和道路条件进行计算和调整。表中还需记录信号灯的控制优先级，如是否为主干道信号灯、是否为辅道信号灯，以及是否为智能信号灯等。例如，主干道信号灯应具有更高的优先级，确保主干道通行效率。信号控制参数表应定期更新，根据交通流量变化、道路改造、交通管理政策调整等进行修订，确保信号控制参数的准确性与实用性。例如，若某交叉口因道路扩建导致车流变化，需及时调整信号控制参数表中的相位时间。7.4信号系统维护记录表信号系统维护记录表是记录信号灯、控制器、通信系统等设备的运行状态、维护情况、故障记录等的表格。根据《城市交通信号控制系统维护规范》，维护记录应包括设备运行时间、故障类型、维修时间、维修人员等信息。表中需记录信号灯的运行状态，如是否正常、是否处于待机状态、是否出现故障等，并注明故障原因及处理措施。例如，若信号灯因线路故障无法工作，需记录故障类型、维修时间及维修人员信息。维护记录表应包含设备的维护周期、维护人员、维护单位、维护内容等信息，确保信号系统运行的连续性和稳定性。根据《城市交通信号控制系统维护规范》，信号系统应定期进行维护