交通信號控制系統(tǒng)的建設(shè)，一定是從一個完善的設(shè)計開始，感應控制同樣也離不開設(shè)計。在賽交通網(wǎng)和信控中國聯(lián)合舉辦的“感應控制模式探索與實踐”論壇上，北方工業(yè)大學城市道路交通智能控制技術(shù)北京市重點實驗室研究員張福生圍繞檢測器設(shè)計、相位設(shè)計、信號安全相關(guān)的參數(shù)設(shè)計等方面詳細展開了感應控制場景應用中的技術(shù)細節(jié)。他表示，利用感應控制的思維方式重新審視交通信號控制設(shè)計是非常重要的思考方向。感應控制幾乎是交通信號控制最早的控制模式之一，雖然經(jīng)過多年發(fā)展，但是行業(yè)內(nèi)仍然存在對感應控制的誤解和疑問，大概包括這些：
? 感應控制只適合低流量場景嗎？
? 感應控制只適合單點孤立路口嗎？
? 感應控制與協(xié)調(diào)綠波控制能共存嗎？
? 感應控制運行維護成本很高嗎？
? 感應控制是不是非常依賴檢測器？
? 感應控制下倒計時怎么辦？
? 感應控制到底用哪種檢測器最好？
? 感應控制檢測器應該如何設(shè)置？
? 感應控制中怎樣設(shè)計優(yōu)化控制參數(shù)？
? 感應控制和自適應控制區(qū)別是什么？
一個具備感應控制能力的信號相位的綠燈亮起后，首先運行一個最小綠時間，再隨著車輛的到達不斷延伸相位時間，直到當沖突相位出現(xiàn)交通需求時，開始進行最大綠計數(shù)。隨著相位的不斷延伸，當沒有新車輛到達或相位時間達到最大時間限制后，開始進行相位的切換到下一個有交通需求的相位。實際上感應控制不只是一個相位簡單的啟動、延伸控制、終止的過程；更重要的是對信號控制基本思想上與定時控制存在很大的不同。某種意義上，早期的手動控制就是一種感應控制，只是用眼睛替代了檢測器，用人的大腦判斷需求、用手工操作進行交通需求響應。可以說感應控制是交通信號最早的控制模式，也是最能契合交通管理者最直接控制意圖的控制方式。我一直認為，感應控制是一種信控思維方式，這個思維方式主要考慮7個方面：相位啟動條件、相位時間擴展條件、相位結(jié)束條件、相位轉(zhuǎn)換順序約束、感應上下游協(xié)調(diào)關(guān)系、檢測設(shè)計與數(shù)據(jù)處理以及故障響應機制。感應控制不僅僅是一種控制方式，它是一種控制模式甚至是控制思想的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的定周期配時是以從統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗控制，而感應控制則是基于實時交通數(shù)據(jù)的響應控制的轉(zhuǎn)變。多年來，感應控制一直是被信控行業(yè)丟失的一把利器，也是信控行業(yè)目前狀態(tài)下急需補足的一門課。從感應控制的視角來看，交通控制可分成三種情況。一種是全感應控制，是在路口的各個流向均具備交通檢測能力，能對各種交通模式（機動車、行人、非機動車等）進行檢測，并可以響應這些感知數(shù)據(jù)來實現(xiàn)交通控制。第二種是半感應控制，是在路口的部分方向或是部分流向上具備交通感知能力，然后對這些方向進行感應控制。第三種是定時控制，沒有任何交通感知措施，只能用經(jīng)驗判斷。我一直認為感應控制幾乎是所有控制模式的基礎(chǔ)，它主要研究這樣幾個方面——需求方面：需求怎樣產(chǎn)生，不同優(yōu)先級的需求分類，需求是否必須響應，需求可否忽略等；控制方面：感應控制的適用性，感應與協(xié)調(diào)控制的配合，泉路口無需求時的默認相位，以及沒有需求時怎么辦等；參數(shù)方面：感應下的最小綠時間，感應控制下如何約束相序，最大綠時間的含義，判斷相位終止的條件參數(shù)等。而在評價一個控制系統(tǒng)的運行效果時，我們要分別針對車輛、行人、自行車以及公共交通各種不同的交通需求、控制目標來進行評價。面對不同的目標，我們會給出不同的控制指標，這些都是感應控制需要考慮的內(nèi)容。感應控制最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何實時感知檢測交通需求，也就是檢測設(shè)計。交通檢測在感應控制中主要完成以下幾個任務(wù)：感知交通需求，形成對相關(guān)相位的路權(quán)請求；為連續(xù)交通流請求擴展時間并保持路權(quán)狀態(tài)；分析車隊特征，適時中止低效率交通流路權(quán)；檢測高速車隊，避免相位中止帶來安全困境等。對于感應控制，我們經(jīng)常疑惑檢測器如何設(shè)置，這個問題很難有標準答案。我們通?？紤]這樣幾個方面：路口以及路口各流向的控制目標、用路人的構(gòu)成、交通流的特性、運行速度以及從檢測器到停止線的行程時間等。對于檢測的目標，我們通常要檢測高速運行車流、低速運行車流、左轉(zhuǎn)車輛、右轉(zhuǎn)車輛、行人檢測、自行車檢測、緊急車輛檢測以及公共交通檢測。在鐵道路口，我們還需要對鐵路機車的到達和通過進行檢測。要實現(xiàn)感應控制，除了要有相位設(shè)計，還要把相位與相關(guān)檢測器對應起來，進行綁定。針對檢測器設(shè)置的位置和檢測的對象來決定這個檢測器的數(shù)據(jù)是用來做相位請求，相對擴展還是分析車輛排隊、清空，是否要對特殊車輛進行單獨檢出等都是工程設(shè)計中必須考慮的內(nèi)容。感應控制同樣需要關(guān)鍵基礎(chǔ)參數(shù)的配置，比如相位沖突關(guān)系、黃燈時間、紅燈清空時間、最小綠、最大綠等。這些參數(shù)設(shè)置是影響控制安全與控制效果的關(guān)鍵。在定周期控制的情況下，我們通常說信號控制要設(shè)置最小綠時間，這往往是指出于安全考慮的最小綠時間。但在感應控制中，還有一個“控制最小綠時間”，就是當這個相位處于紅燈狀態(tài)時，上游檢測器檢測到車輛到達情況，通過車輛到達情況來預測當綠燈亮起時，可能的排隊長度以及清空排隊所需時間，我們把這個時間進行計算，來形成控制的最小綠時間，其意義在于保障綠燈亮起時初始排隊清空，避免造成剩余排隊。而最大綠時間的控制意義主要是保持控制的公平，限制最大等待時間和預防排隊溢出。還有一個重要參數(shù)是通過時間，也稱為擴展時間，它的主要作用是保證按設(shè)計密度到達的車隊能夠連續(xù)、安全到達停止線，通過入口，適時地中止相位并切換到另一相位。感應控制最重要的就是需求，而需求是多樣的，當需求產(chǎn)生時，我們面臨著多重選擇：是首先執(zhí)行最小綠再逐步延展，還是只要有需求就執(zhí)行到最大綠時間；需求即可以來自真實的檢測器數(shù)據(jù)，也可以來自自軟件設(shè)定的功能需求，或者來自中心系統(tǒng)的指令等。在這些方面我們有很多變通的方法來適應不同交通控制場景需要。檢測器在感應控制中有很多應用方法，檢測器不只是檢測到車輛就立即產(chǎn)生請求，有時我們也希望檢測被延時執(zhí)行、被忽略、被有限相應等等。感應控制的檢測也不只是來自單一的檢測結(jié)果，有時也會同時設(shè)置多個檢測器檢測擴展時間，或者通過多種檢測數(shù)據(jù)進行對比計算或邏輯組合。通過協(xié)調(diào)控制和感應控制之間的結(jié)合，可以在控制過程中即保障協(xié)調(diào)相位能在準確時刻啟動或中止，又能靈活相應偶發(fā)隨機的交通需求，靈活分配路口時間資源。在正常情況下，我們按照相序圖正?？刂疲刂A定的控制流程運行。但在某些情況下，由于不同流向間的交通流需求變化，需要臨時插入或剔除某個相位，就可以采用多種靈活的相位組合方式，在協(xié)調(diào)控制的情況下啟動適當?shù)南辔弧?/span>保障協(xié)調(diào)相位在指定的時間段內(nèi)運行，保障上下游之間交通流的連續(xù)運行，這是協(xié)調(diào)綠波控制的基本要義。除協(xié)調(diào)相位之外，其他的時段我們可以通過感應控制的方式根據(jù)實時交通流的情況靈活調(diào)節(jié)。感應是協(xié)調(diào)的一個重要補充，有了感應后，協(xié)調(diào)可以拓展協(xié)調(diào)控制的可用資源并保障協(xié)調(diào)控制運行的更加靈活，彌補協(xié)調(diào)控制的資源浪費。協(xié)調(diào)感應控制可分為兩種情況：一種是固定相位中止，一種是浮動相位中止。
另一個場景，如何用感應控制的方法和適當?shù)脑O(shè)置檢測器設(shè)置來辨識一個交通行為意圖。比如，在一個主路跟支路交叉的路口，如果支路方向只有一條車道，從支路駛來的車輛行駛目標可能是左、直、右三種可能，標準的檢測器只要車輛到達都能檢測到，我們可以通過車輛在檢測器上停留的時間來判斷它的通行意圖；右轉(zhuǎn)的車輛可能快速通過檢測器并離開，而需要左轉(zhuǎn)、直行的車輛在遇到紅燈時，會在檢測器上停留。通過檢測存在時間，當它停車超過一定時間后，我們認為它可能需要信號控制保障才能通過路口。這時我們產(chǎn)生了一個相位需求，并且在它這個方向給出綠燈保證它通過路口。同樣的，這個方法應用也可以應用在主路的左轉(zhuǎn)的交通檢測上。這就是檢測延時的集中應用。在提及感應控制時，我們通常認為感應控制的需求和擴展都理解成只要有檢測器檢測到車輛的存在即可。但在實際項目中還有另一種應用需求，即我們不僅要檢測到車輛的存在，有時還要檢測車輛的運行速度。其中一個場景就是黃燈線信號控制的黃燈困境問題（某種場景下，黃燈造成的車輛既無法通過，又無法安全停止的情況），如何來保障這段區(qū)域的車輛安全通過路口？其中一個方法就是利用感應控制，當發(fā)現(xiàn)決策困境區(qū)域中存在車輛，并且車輛的運行速度相對較快時，就把相位的中止時間適當拖后，保障車輛在綠燈期間進入并通過入口，進而保障路口的交通安全。還有一種感應控制場景：全紅感應控制，它同樣需要依據(jù)速度檢測。比如在一些事故多發(fā)區(qū)，上游車輛到達時，若車輛運行速度較快，它沖進入口就會帶來交通安全問題。那么我們可以通過感應控制的方法，常態(tài)下信號處于全紅狀態(tài)，只有車輛速度降低至限定速度以下時才能生成對相位的有效需求，車輛抵近路口時速度較低，就在它相應方向給出綠燈，讓車輛通過，反之則阻止其通過。
再有一個應用場景就是行人控制。行人信號的基本語義包括行人禁止通行、行人可以進入道路、行人通過道路這三個階段。 
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