交通信号控制系统是交通指挥中心采集交通数据、控制交通流的核心子系统，其主要功能是自动调节交通信号灯的配时方案，使停车次数和延误时间减至最小，充分发挥道路系统的交通效益；并可通过指挥中心人工干预，直接控制路口信号机执行，强制疏导交通。系统对线圈、视频、地磁、微波、射频等检测设备采集的数据经行分析，通过路口信号机来调整信号灯、倒计时显示和可变车道控制，并对公交车辆进行信号灯优先控制，提高路口通行效率。
系统的建设从总体上把握,从高起点着眼，“总体规划，统一设计，试点运行，分步实施”。坚持从实际出发，把成熟、可靠、实用、经济、先进的智能公安监控管理技术和业务工作紧密结合，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务服从于业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计、周密计划、合理实施的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系结构，依托现有的信息网络系统和交通监控指挥管理系统，将各系统融合成一个有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到实时监视，优化协调控制，信息资源共享的综合管理效能与目标。
（1） 系统的实用性
本着先进性为前提，以实用性为中心的原则，需求放在首位，做到灵活、方便、好用。采用成熟而先进的技术和设备，使系统具有良好的开放性、可扩展性和较长的生命期。系统建成后，如需再增加信号机的数量时，只需要在控制中心和道路控制点增加相应的模块化设备即可。系统设备立足于用户对整个系统的具体要求，最大限度发挥投资设备的效益，充分考虑软硬件的成熟和效能价格比，注重实用性，系统标准化模块易于升级和扩展。
（2） 系统的安全性
系统通讯是采用公安网的网络通讯或点对点光纤通信。应用系统必须设置多种安全管理权限，使系统由于误操作等影响，能够确保全系统和数据安全。在系统设计、设备选型和安装过程中考虑到雷击、暴雨、台风等恶劣气候的需求以及各种意外情况的发生，真正做到保证系统稳定和安全运行。
（3） 系统的先进性
系统采用三级结构形式，即：中心控制级、区域控制级和路口控制级。系统的控制原理、技术路线符合现代控制理论的发展方向，系统整体技术水平处于当代高技术的前列。
系统控制软件具有实时自适应优化控制功能可以优化交通红绿灯信号；为特种车辆提供绿波通道；人工干预消除突发的交通堵塞；检测、处理和传输交通车辆信息；系统图形化的中文交互操作，人机界面友好，显示内容丰富，用户可以自定义显示内容，操作方便简单。
（4）系统的可扩展性
一是系统软件的功能扩展，在不增加投资的情况下，可以很方便地增加用户所需要的特殊软件功能，免费提供软件版本升级服务，为其他系统提供信息只读接口。
二是系统容量的扩展，控制能力能满足城市未来发展规模的要求，区域控制计算机的数量只受中心计算机系统资源的限制；其中一台区域控制计算机可以控制64个以上的路口交通信号机，另外，还可以挂接放置于主管部门和主管领导办公室的终端控制计算机，对信号系统主要参数进行远程指挥、观看、设置，其数量只受计算机系统资源和权限的限制。
（5）系统的开放性
一是通信协议开放，系统接口透明，便于与其他系统组网，实现系统的集成与资源共享；二是交通数据与信息开放，用户可以很方便地从系统中提取所需要的各种交通数据和信息，实现信息交换和共享。可支持多种系统互联（地理信息系统、电视监控系统、车辆定位系统，违章捕捉系统，信息管理系统）。
（6）系统的可维护性和经济性
由于整个系统规模较大，在确保可靠性、实用性、先进性的前提下，采用较经济的方案，包括安装、升级、维护和运行费用。简单统一的操作方式，可以大大降低管理上的工作量，提高工作效率，降低工作强度，同时也利于系统维护。
（7）系统的成熟性
系统必须是成熟的项目，有在国内大中城市有成功运行的案例。系统已经应用于10多个城市的交通信号控制系统 ；
系统建设依据
依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行本系统建设，具体如下：
l 《道路交通信号控制机》（GB 25280-2010）（已经替代GA47-2002）
l 《道路交通信号灯》（GB14887-2011）
l 《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB14886-2006）
l 《道路交通信号控制机安装规范》（GA/T489-2004）
l 《城市交通信号控制系统术语》（GA/T509-2004）
l 《城市道路交通信号控制方式适用规范》（GA/T527-2005）
l 《道路交通流量调查》（GA299）
l 《道路交通标志和标线》（GB5768-2009）
l 《畅通工程评价指标体系》(2007年）
l 《中华人民共和国交通安全法》
l 《中华人民共和国交通安全法实施条例》
l 《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859）
l 《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445-2003）
l 《公安交通指挥系统工程建设程序与要求》（GA/T651-2006）
l 《公安交通管理设备外场设备施工要求》（GA/T652-2006）
系统硬件架构如下：
A：环网拓扑图
路口信号机通过路口节点百兆交换机接入主干汇接层汇聚千兆交换机（通常10个路口左右，减少光纤租用费）后接入指挥中心专网核心，通过安全接入平台进入信号控制通信服务器和控制管理平台。
星形拓扑图（与电子警察等共享网络）
3G无线拓扑图
路由器配置：支持RS232和RJ45网络接口；
路由器设置：中心区域通信IP，网络端口号，RS23波特率，Ping心跳，VPN拨号模式(默认可能是英特网)，TCP模式；
路由器天线安装：安装与信号机机箱顶部（必须有开孔）；
信号机设置：关闭2秒钟数据和车辆进入离开数据，每月流量<1g;<>
路口设备联网图
系统整体联网图
接地：
信号机和信号灯杆组成环网接地，确保接地可靠性；同时信号机内部分为安全接地和避雷接地，防止避雷起作用时机箱带电。
信号机可靠性：
信号机使用工业级Arm7+CAN架构。Arm7工作频率适中，运算速度快，内部集成cpu、flash、rom、232、can等，不像传统的51系列和pc104系列，需要很多器件搭建，因而本系统可靠性更高，CAN通信速度快，内部有crc校验，广泛用于汽车内部通信和控制。
信号机在运行的过程中，实时检测主要硬件芯片的工作状态，如发现其工作异常，将对其进行初始化，恢复正常工作，若其无法恢复，信号机将进行降级处理。同时信号机用看门狗或事件计数器对CPU进行监测，如果发生超时，自动重启。
信号机的故障检测功能参见6.2“故障检测”。
信号机具体避雷措施参见6.4“防雷措施”。
n 软件自检技术
交通信号机软件在运行的过程中，实时检测运行的状态，并具有容错功能，如发现软件模块掉“陷阱”，将自动恢复正常运行。
n 交通信号参数检测技术
在信号机运行的过程中，软件实施检测交通信号参数，如果发现相位序列、配时等主要参数超出范围，软件将采取强制措施，使信号机恢复正常运行。
n 通信检测技术
信号机在和区域机通讯的过程中，实时检测与区域机的通讯状态，并定时发送查询命令，如果发现通讯异常，信号机将进行降级处理。
信号机在接收检测器数据的同时，也在检测与检测器的通讯状态，如果发现异常，信号机将降级处理。
n 故障信息上报技术
信号机对软硬件进行实时监测，出现故障时自动降级控制，并向区域控制计算机发送故障信息。
系统监测检测器、220v、12v、5v电压、温度、通信、灯驱动电流和电压、运行参数等，上报实时状态；同时，根据灯驱动电流和电压判断绿冲突，如果发生绿冲突，则降级。
n 车辆检测器技术
对环形线圈等车辆检测器和CPU都进行实时监测，故障时自动报告信号机。
如果发现通讯异常，信号机将进行降级单机模式。
如果检测器故障，则降级为单点多时段模式。
如果绿冲突或主控制设备故障，则降级为硬件黄闪模式。
n 车辆很少方向：使用车辆请求相位控制
支路有车请求时，放行支路，并进行感应控制，无车时自动切换到主干道。
n 车辆一般时：使用感应控制
放行相位所有车道3秒（延长绿）没有车辆或浪费绿超时则转入过渡，进入下一相位。
n 车辆较多时：使用单点优化控制
实现了根据3个周期统计的车流量的密度来实现路口周期的小步距动态平滑寻优来跟踪车流量的宏观变化趋势，同时又可通过战术调整来适应路口局部的随机变化。
n 相邻路口车辆较多时（未联网）：无电缆绿波线控
饱和度0.8左右路口，没有与中心联网的路口在GPS精确授时下实现绿波线控;在支路路口埋设有车辆检测器的情况下,可对支路路口实施感应控制,当支路没有车辆时,可以提前终止当前相位,并把剩余时间增加到绿波同步相位上,以保持线控的周期长度。
n 相邻路口车辆较多时（联网）：主从协调控制
主动协调优化控制：
根据本路口的交通流量产生最佳信号周期，每3个周期优化一次，并发送给中心，并可指定一个同步相位，对非同步相位可进行战术调整控制，当非同步相位的车辆GAP或浪费时间超过预定时长后，自动结束本相位，并把节余的时间增加到同步相位上，以保证相同的时间长度。既保证了路口的协调控制，又减少了路口的损失时间。
被动协调优化控制：
根据上位机下达的信号周期，根据各相位的交通负荷分配信号周期长度，每3个周期分配一次，并可指定一个同步相位，对非同步相位可进行战术调整控制，当非同步相位的车辆GAP或浪费时间超过预定时长后，自动结束本相位，并把节余的时间增加到同步相位上，以保证相同的时间长度。
其他特点
这种独立箭头信号灯控制时容易引起歧义，例如左转与右转同时放行时，如果有右转机动车辆和左转非机动车要同时通行，由于都有通行权，如果发生事故，不宜进行责任认定。
有的路口用了多组直行信号灯，在国标GB14886-2006《道路交通信号灯设置与安装规范》中，只有以下情况时，才需要增加信号灯组。
在2012年年底公安部交通科研所组织的信号灯研讨会中，相关领导讲到，有些地方安装的信号灯太多或不合规范，在公安部的排查过程中，对问题严重的城市进行了批评。
当直行或左转放行时，通过右转箭头灯控制右转机动车通行，其它时候右转箭头灯关闭，右转机动车在确认安全的情况下进行通行，即确保了安全，又提高了右转通行效率。
| 独立信号灯+独立学习倒计时 | 通信倒计时信号灯 |
总体造价 | 设备多，造价高 | 造价低 |
倒计时显示是否正确 | 经常显示错误。 | 各种控制方式下都能正确显示。 |
倒计时容易理解 | 不能分别显示，有时不易理解，如果两组灯都是绿灯或红灯时，不知道显示的是哪一组灯的倒计时。 | 能独立显示倒计时，比较直观，容易理解。 |
安全性 | 容易引起歧义，如左转与右转同时放行，如果有右转机动车辆和左转非机动车要同时通行时，都有通行权，如果发生事故，不宜进行责任认定。 | 根据交通法右转机动车在确认安全的情况下进行通行。 |
显示距离 | 字体稍小，可视距离较近，但足够在停车线附近车辆的驾驶员看清，不影响使用。 | 字体大，可视距离远。 |
学习 | 脉冲 | 通信 | |
总体造价 | 一般 | 一般 | 稍高 |
学习倒计时改造 | 通常只需修改学习倒计时软件即可 | 需信号机支持，需更换倒计时控制板 | |
通信线缆 | 无 | 无 | 需要 |
显示时效果 | 一直显示 | 只显示最后几秒 | 一直显示 |
单点多时段切换时 | 一个周期会显示错误，如由5秒突然变0 | 无错误 | 无错误 |
线控切换时 | 4个周期会显示错误，如由5秒突然变0 | 无错误 | 红灯开始会错误，最后约1/3时正确，不影响使用；绿灯无错误 |
预测实时优化时 | 几乎全错，没法使用 | 无错误 | 无错误 |
感应实时优化时 | 几乎全错，没法使用 | 不显示 | 显示最后3~6秒 |
支持方案间相位长渐变：如某个时段相位时间为30秒，下一时段相位时间为25秒，则相位时间每个周期减少1秒，由30秒逐渐变为25秒，防止学习倒计时出现从较大数字突然变零等情况。
控制方式说明：
单点多时段：根据人工配时表控制信号灯放行时间。
线控：连续的多个路口绿波控制，以便车辆能连续顺利通过多个路口。主要用于干道。
预测实时优化：根据前面一段时间（如3个周期，约5分钟）车辆情况，预测后面一段时间（如3个周期，约5分钟）信号灯的放行时间。用于车辆相对较大但没饱和的路口。
感应实时优化：根据路口实时车辆，每来一辆车放行时间延长一定时间（如4秒），没车时就结束放行。主要用于车辆较离散的路口。
由于国标《道路交通信号倒计时显示器》中通信倒计时部分为单向通信，无法实时检测倒计时故障信息，我公司信号机与倒计时采用主从通信模式，可在中心系统实时显示倒计时状态信息；如果一个路口使用一个RS485，则整个线路太长，可能导致通信误码率偏高，同时如果有倒计时故障导致通信异常，设备较多排查困难，我公司的信号机提供4路隔离RS485。
kvv22 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装控制电缆
注：无通信倒计时则不需RVSP2*1.0
每个方向信号灯内安装一台驱动信号机。
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