早期交通信号控制的主要目标是分离冲突、确保安全、平衡路权。随著交通需求的快速增加，交通拥堵的加剧，交通信号控制作为一种交通管控手段也起到了减少延误、提升路网运行效率的作用。城市交通控制的四项原则可以归纳为两大目标，一是安全，二是效率。要实现这两个目标，交通秩序是前提，在-一定的道路条件下，交通秩序由道路交通法规和交通控制系统来保障。前者为交通参与者确定了行为规范，后者则为竞争的交通流分配时空资源，从而使交通参与者在确定的行为规范下合理、高效地利用有限的时空资源，避免不必要的交通冲突，实现交通流的安全、高效运行。
一般来讲，任何一个城市的交通需求按其时空分布均可分为低峰、平峰和高峰时段，且不同时段下的交通状态演化过程具有一定的规律性。一个优秀的交通控制系统应能根据交通状态的变化规律自动地选择相应的控制策略，以实现管理者的管理理念。具体地讲，在低峰期系统应能根据传感器的上传数据自动生成或选择控制方案，以使出行者尽快通过交叉口，避免时空资源浪费；在平峰期系统应能对相关联的信号交叉口进行协同优化，使得关联交叉口所形成区域交通流有一个最佳交通状态；而在高峰期城市部分交通子区或交叉口经常会出现瓶颈现象，此时的控制系统应能自动预测和识别交通瓶颈，并能通过信号配时改变部分出行者出行路径，避免交通瓶颈的发生或消除已发生的交通瓶颈。因此，在不同的交通状态下，交通信号控制的优化目标是不同的。
在低饱和状态下，交通控制的目标是最小停车次数，即通过减少车辆停车次数，使得车辆在单个交叉口的延误及停车最少：在中饱和状态下，交通控制的目标是最小车辆延误，即通过降低车辆延误，使得车辆能够快速连续通过多个交叉口，有效发挥干线绿波效益：在高饱和状态下，交通控制的目标是最大通行能力，即通过提升交叉口的通行能力，使得交叉口能够通过更多的车辆。在过饱和状态下，交通控制的目标是防止排队溢出，即通过限制进入过饱和区域的车辆，有效缓解过饱和区域的交通拥堵状况，防止车辆排队过长导致排队上溯，进而导致多米诺效应。因此，针对不同的控制优化目标，需要制定不同的交通控制策略，研发不同的交通控制算法。
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