科技猎前篇传送门： ITS科普1:交通堵塞怎么办？
解决交通堵塞的根本在于拓展空间和时间，没有翅膀的人类，被重力之井束缚在地面上，只能榨干红绿灯分配时间的效率。
相信很多司机都感觉到，以平均车速直行，有可能遇到一路绿灯，这并不是运气，而是交通专家们在背后优化的成果。本系列旨在介绍人们解决交通堵塞的努力。
交通控制系统是一个复杂的大系统，充分利用计算机，网络技术，卫星定位技术以及图像处理技术等发展城市智能交通控制技术来解决交通问题，是未来城市交通管理的发展方向。本系列的第二篇，主要为大家介绍智能化交通系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）的历史和现状。
交通灯目前已经有一百多年的历史了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行，这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。
1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。一种是把压力探测器安在地下；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。
随着人类步入汽车社会，交通压力越来越大，这种头脑简单的非智能交通灯完全无法满足要求，最理想的交通控制系统控制方案应该是根据交通流量的变化情况，实时做出调整，以便达到最优控制。自从采用交通控制系统对交通路口实行自动控制以来，交通专家一直就在寻找最优的控制方案可以对单个交通路口，整条线路以及整个区域的交通流的控制达到最合理，以实现均衡整个区域的交通流，使得交通流畅通，从而使得行人和车辆在整个区域的行驶安全，舒适，畅通。
因此人们开发出了智能交通灯。1930年，美国盐湖市开始使用联动式信号系统，该系统把相邻的几个交叉路口作为一个整体，以人工方式集中控制，这种控制系统也就是当今协调控制系统的雏形。随着计算机技术发展，1963年，加拿大多伦多市建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调系统，该系统第一次把计算机技术用于交通控制，大大提高了控制系统的性能和水平。
城市交通信号控制系统（Urban Traffic Control System，简称UTC系统），是现代城市交通管理的重要环节，城市交通信号控制系统的发展大致经历了如下几个阶段：
(1)第一代交通信号控制系统
英国交通与道路研究实验室1968年提出离线优化交通控制方法与TRANSYT软件（交通网络研究工具）可视为第一代交通信号控制系统。
(2)第二代交通信号控制系统
以SCOOT和SCATS为代表的信号控制系统为第二代交通信号控制系统。它们沿用了传统的控制方法，原理仍然是首先建立数学模型，然后根据检测信号和数学模型用计算机进行优化和对信号灯的实时配时。需要指出的是，无论是SCOOT系统还是SCATS系统，尽管版本以更新几代，但主要还是硬件和软件的更新换代，使得人机界面越来越友好，原理并未发生改变。
(3)第三代交通信号控制系统
OPEC交通信号控制系统是1983年由美国提出的较先进的一代智能控制交通系统，并在90年代初开始试运行。该系统采用了动态规划原理来优化控制策略；同时采用分散式控制结构以减少网络通信量，分布并行处理以便将危险分散，并使优化过程可以达到最少的约束条件。
(4)第四代交通信号控制系统
最新一代智能化交通信号控制系统是将人工智能等先进的前沿科学应用于交通信号控制系统，其研究已取得了一系列重要成果。智能控制主要是指基于专家系统的控制，模糊控制，基于遗传算法等的控制等。智能控制方法的最大特点是其控制算法不依赖于精确的数学模型，这对于交通系统这样复杂难以建立较好数学模型的系统是一个有效方法。
目前国内已有一些自主开发的城市交通控制与管理系统，但整体性能与国外同类系统相比较仍有较大差距，只在一些中小城市得到部分应用。国内城市尤其是大城市引进的交通控制系统大部分为进口的SCOOT和SCATS系统。
本系列文章会继续介绍ITS系统的控制方法和发展趋势。
