城市交通信號燈用紅、黃、綠三種顏色對到達交叉路口的交通流實施控制，由于到達交叉路口的交通流受到眾多因素的影響，而且隨機性大，因而通過建立精確的數學模型或預先人為地設定多套方案，控制效果都難以做到盡如人意。
城市交通信號燈的控制是通過交通流的調節、警告和誘導以達到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。交通信號燈的目標在于改善交通流的質量，更好地利用現有運輸能力，實現交通流的安全性、快速性和舒適性。交通是城市經濟活動的命脈，對城市經濟發展、人們生活水平提高起著十分重要的作用。汽車工業在給人們帶來各種便利的同時，也帶來了一系列令人困惑的問題，如環境污染、交通擁擠、交通事故的頻繁發生等，給人們的生命財產帶來很大的損失。城市交通問題是困擾城市發展、制約城市經濟建設的重要因素，人們對交通有效控制的意識越來越強烈。
對于不同的交通路口，交通車流呈現很大的隨機性，車輛行駛過程也是一種隨機過程，因而實施相位控制應針對不同的車流情況采取不同的方案。對交叉路口交通信號燈優化控制，通常有一下幾種方法：
1、針對交通信號燈的信號周期進行優化。
2、針對相位信號配時（或綠信比）進行優化。
3、針對交通信號燈周期和相位信號配時，（和綠信比）同時進行優化，甚至還包括相位信號順序的優化。
4、綜合進行優化（針對交通流高峰期整個時間段）。
一種交通信號燈的配時方案的改變，將對各個車道的車流產生很大影響。目前，對于城市交通網絡的優化控制研究，大多是針對城市交通網絡的交通流分配進行優化，或依據出行者起訖點之間路徑按時間最短優化控制，或是按城市流通能力最大的交通流分配優化控制等。也有個別文獻提出了針對信號周期或信號時間區進行優化，而所采取的優化方法大多為傳統的優化方法，如黃金分割法、爬山法、網格搜索法等。但對于交叉口多相位交通信號燈配時優化控制涉及很少。
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