提高信号交叉路口的通行能力主要有两种方法：一是拓宽现有路口；二是运用技术手段来提高该路口的通行能力。拓宽路口的方法要求该路口有足够的拓展空间才行，但是实际情况往往是：绝大多数的拥堵路口，由于其受地理因素（如地处市中心）等的限制而没足够的空间来拓宽该路口。即使能拓宽现有路口，它也只能解决一时之需，终非长远之计。解决信号交叉口拥堵问题的另一经济又现的途径就是运用先进的信号灯管理技术。在经济和科技高速发展的今天，信号灯在各个城市路口都比较普及，而且许多交通路口都安装了监控摄像头，能时时检测各个路口的交通路况，如果信号灯能根据这些路况及时作出改变，那么将对解决交通拥堵问题起到很大的作用。为了提高交通城市交通的通行能力，针对交叉路口信号灯的控制早已经被研究。早在1981年，Little，John D.C，Kelson[11]等人就提出了一种优化道路交通的MAXBAND法，然而这种方法需要建立精确的模型，对于动态复杂的交通网络难度较大，很难取得良好的控制效果。以后又有人相继提出了人工智能等算法。沈国江、孙优贤[12]将模糊控制算法应用于单个十字路口的信号控制和相序优化，使模糊控制算法在复杂交通网络中取得了良好的优化效果，但是如果简单地将模糊控制算法推广到多交叉路口时不可避免会遇到模糊规则爆炸问题。Y.Chong,C.Quek和P.Loh[13]使用自组织的模糊神经网络方法对交通流进行建模和分析，但是依然只是针对单个路口进行优化。于万霞等人[14]运用粒子群优化方法对单个路口的模糊控制器参数进行优化，显示出粒子群优化方法在全局寻优的过程中快速收敛的性能。因此，重新认识拥挤交通状态下的信号控制方法就显得极其必要了。

  在非拥挤交通状态下，信号灯控制的优化目标应本着在信号交叉路口处的延误、停车率、排队长度等指标最小，这就要求配时的周期时长及其绿信比使得交叉路口的通行能力尚未高于本交叉口的交通需求为宜[15]。在交通拥挤状况下，采用较长的周期有助于预防交通拥挤和尽快消散交通拥挤车流，而Webster绿时分配模型要求同时消散全方向的拥挤车流，这不适用于拥挤交通状态下。

第二章 信号灯控制的十字路口的通行能力

十字路口通行现象

  交通高峰期，在许多城市主干道的十字路口，长长的车队等待着绿灯放行是司空见惯的现象。城市交通中信号灯通常采用周期控制，在一个周期内通过不同颜色的信号灯组合，控制不同方向车辆的通行（绿灯）与禁行（红灯）。每一种信号灯组合称为一个相位，对于图1这样的十字路口，信号灯控制可以采用图2的四种相位方案。来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com

  在图2的相位A，东西向直行和右转通行（绿灯），其余方向禁行（红灯）；在相位B东西向左转通行（绿灯），其余方向禁行（红灯）；相位C和相位D有类似解释。在两个相位转换之间有相应的黄灯时间，只准已越过停止线的车辆继续通行，黄灯时间长度与路口的具体条件有关，这里不予讨论。

  信号灯控制的道路通行能力（以下均指单行车道），是指在某一相位下单位时间通过停止线的最大车辆数，他是在这样计算的：红灯时车辆已在停止线后排成一列等待，绿灯后第一辆车立即启动通过停止线，其余车辆按照固定的（或视为平均的）是时间间隔通过停止线。为了简化模型，对城市主干道的十字路口做如下假设：

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