信号機の制御と連携

信号サイクル時間の短縮は、歩行者の待ち時間の短縮につながる。^{[ 15 ]： 2}

信号機のある横断歩道での歩行者の待ち時間が短縮されると、赤信号で横断する（信号無視をして道路を横断する）可能性が低くなり、安全性が向上する。^{[ 16 ]： 32}

停電が頻繁に発生する地域では、交通管制システムにバッテリーバックアップを追加することで、運転者と歩行者の安全性を向上させることができます。従来、白熱灯を使用する信号機の完全な動作を継続するには、より大容量の無停電電源装置が必要でした。そのようなシステムのコストは法外なものでした。エネルギー消費量が85～90%少ないLEDライトを使用する新世代の交通信号機では、信号システムにバッテリーバックアップを組み込むことが可能になりました。バッテリーバックアップは、交通管制キャビネット内、またはコントローラーに隣接する専用キャビネットに設置されます。

バッテリーバックアップにより、コントローラーは赤色のライトが点滅する緊急モード、または完全機能モードで動作させることができます。2004年、カリフォルニア州エネルギー委員会は、地方自治体が信号機をバッテリーバックアップ付きのLEDに切り替えることを推奨しました。これにより、エネルギー消費が削減され、主要な交差点の安全性が向上します。推奨されたのは、停電後2時間、完全に機能する信号機を提供するシステムです。その後、信号機はさらに2時間、赤色のライトが点滅します。^{[ 20 ]}

交通管制において、シンプルで旧式の信号制御装置は、電気機械式信号制御装置として知られています。コンピュータ制御の信号制御装置とは異なり、電気機械式信号制御装置は主に可動部品（カム、ダイヤル、シャフト）で構成され、これらが直接配線された信号を制御します。可動部品に加えて、電気リレーも使用されます。一般的に、電気機械式信号制御装置は、固定された信号交差点のタイミング計画を持つダイヤルタイマーを使用します。信号交差点のサイクル長は、ダイヤルタイマー内部にある小さなギアによって決定されます。一般的にサイクルギアと呼ばれるこれらのギアは、35秒から120秒の範囲です。ダイヤルタイマーのサイクルギアが故障した場合、適切な別のサイクルギアと交換できます。ダイヤルタイマーは信号交差点のタイミング計画を1つしか持たないため、信号交差点のフェーズを1つの方法でしか制御できません。多くの古い信号交差点では、今でも電気機械式信号制御装置が使用されており、それらによって制御される信号は、一方通行のグリッドでは効果的です。一方通行のグリッドでは、多くの場合、制限速度と同期させることができます。しかし、交差点の信号タイミングが、時間帯によって変化する主要な交通流に合わせて調整されることでメリットが得られる場合には、それらは不利となる。 ^{[ 21 ]}

ドライバーが緑の波、つまり緑の信号の連続に遭遇するように、交通信号を協調システムに配置する試みがよく行われます。協調信号と同期信号の区別は非常に重要です。同期信号は同時に変化し、特別な場合または古いシステムでのみ使用されます。協調（進行）システムはマスターコントローラによって制御され、信号が順番に「カスケード」（進行）するように設定され、車両の隊列が連続した一連の緑の信号を通過することができます。2軸の距離対時間の平面上の位相状態のグラフ表現は、信号交差点の間隔と予想される車両速度に基づいて確立された「緑の帯」を明確に示します。^{[ 22 ]}一部の国（たとえば、ドイツ、フランス、オランダ）では、この「緑の帯」システムが特定のエリアの速度を制限するために使用されます。速度が設定された制限（通常、都市部では 50 km/h（30 mph））を下回っている場合、ドライバーは停止せずに通過できるように信号がタイミングされます。このシステムは、ドイツ語では「grüne Welle」、フランス語では「vague verte」、オランダ語では「groene golf」（英語: " green wave "）として知られています。このようなシステムは、1940年代から米国の都市部で一般的に使用されていましたが、今日ではあまり一般的ではありません。英国では、バークシャーのスラウで、 A4号線の一部でこのシステムが実験的に使用されました。米国の多くの都市では、交通の流れを両方向に動かそうとするのではなく、交通量の多い方向にグリーンウェーブを運用するように双方向道路に設定しました。しかし、最近導入された点滅する黄色の矢印（「信号機の信号と操作」の記事を参照）により、進行を助けるリード・ラグ信号が保護された/許可された右左折で使用できるようになりました。^{[ 22 ] [ 23 ]}  

現代の協調型信号システムでは、ドライバーは赤信号に遭遇することなく長距離を走行できます。このような協調は、交通量が比較的一定の一方通行の道路でのみ容易に行えます。双方向道路は、交通量の多い方向の交通を加速させるために、ラッシュアワーに合わせて調整されることがよくあります。しかし、渋滞が発生すると、このような協調はしばしば崩れてしまいます。一方、一部の信号は、ドライバーが青信号の連続に遭遇しないように調整されています。この方法は、遅延を誘発することで交通量の増加を抑制し、渋滞を防止したり、特定の道路の使用を抑制したりします。これは、通勤者の「通過」交通量が多い地域の住民の要望により行われることがよくあります。協調型信号システムでは、速度は自己調整されます。速度が速すぎるドライバーは赤信号に到達して停止し、速度が遅すぎるドライバーは次の信号に間に合わず、青信号を使用することができません。しかし、同期型システムでは、ドライバーはできるだけ多くの信号を通過するために、しばしば過剰な速度で走行します。

近年では、さらに高度な手法が採用されている。信号機は、リアルタイムで調整し、変化する交通パターンに対応するために、モニターやコンピューターによって中央制御されることがある。^{[ 24 ]}路面に埋め込まれたビデオカメラやセンサーを使用して、都市全体の交通パターンを監視することができる。調整されていないセンサーは、交通量の減少を検知して、前の信号から車が到着した瞬間に赤信号に変わり、交通を妨げることがある。最も高度なシステムでは、数十個のセンサーを使用し、交差点ごとに数十万ドルかかるが、交通量を非常に高い精度で制御できる。これにより、さらに高額な他の対策（新しい道路など）の必要性が軽減される。

利点には以下が含まれます: ^{[ 25 ] [ 26 ]}

• 道路の交通処理能力を高める
• 車両と歩行者の両方にとって衝突と待ち時間を減らす^{[ 27 ]}
• 青信号で通過できるよう、制限速度を守って走行することを推奨する
• 交通の不必要な停止と発進を減らすことで、燃料消費量、大気汚染、騒音公害、車両の摩耗を軽減できます。
• 移動時間を短縮する
• ドライバーのストレスとロードレイジを軽減する

例：

• ニューヨーク市：信号交差点は合計12,460箇所のうち7,660箇所が中央コンピュータネットワークによって制御され、交通管理センターによって監視されている。^{[ 18 ] [ 28 ]}
• トロント：信号の83%はメイン交通信号システム（MTSS）によって制御されています。15%は適応型信号制御システムであるSCOOT（Split Cycle and Offset Optimization Technique）も使用しています。^{[ 29 ]}
• シドニー：シドニー協調適応交通システム（SCATS）によって調整される3,400の交通信号。RTAによって設計および開発されたこのシステムは、1963年に初めて導入され、それ以来段階的に開発されてきました。2010年10月までに、SCATSはシンガポール、香港、ダブリン、テヘラン、ミネアポリス、デトロイトを含む世界24か国の144都市の33,200の交差点にライセンス供与されました。^{[ 26 ] [ 30 ] [ 31 ]}
• メルボルン：ビクトリア州全域（ジーロングやバララットなどの地方を含む）の3,200の信号機がSCATSを使用している。約500の交差点では路面電車とバスが優先されている。^{[ 32 ]}
• アデレード：アデレード協調交通信号（ACTS）システムによって管理される、都市圏全体に設置された580セットの協調交通信号機。^{[ 25 ]}

• メドウランズ交通量削減適応型信号システム（MASSTR） -ニュージャージー州メドウランズ委員会は、リンドハーストの管理事務所で、メドウランズに交通制御交差点と車両検知器を備えた州内初の「高度道路交通システム」を構築している。2013年現在このシステムは運用中で、2014年までに128の交差点をカバーする予定です。 2014年3月頃から始まる予定のプラスキ・スカイウェイ の北行き車線の2年間の閉鎖による遅延を軽減するため、このシステムはカーニー・ポイントとジャージー・シティのUS 1/9トラックとルート440沿いのさらに15の交差点で信号機を同期させます。^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}   
• ミッドタウン・イン・モーション -ニューヨーク市の適応型交通管制システムで、複数の技術を採用しています。カメラ、マイクロ波モーションセンサー、無線周波数識別（RFID）E-ZPassタグリーダーが入力として使用され、交通の流れを監視します。データは、政府専用のブロードバンド無線インフラストラクチャを介して交通管理センターに送信され、信号機の適応型交通管制に使用されます。^{[ 37 ]}
• 拡張可能な都市交通管制
• シドニー協調型適応交通システム

• 独立制御とは、交差点や踏切のタイミングが他の交差点や踏切と連動していない状態を指します。
• 故障時：電力がまだ供給されている場合は、交差点を警告するために点滅する黄色のライトが使用されます。幹線道路と補助道路（したがって優先権）を区別する方法には、譲れ標識、停止標識、補助道路上の点滅する赤色ライト、および文字による標識などがあります。オーストラリアを含む一部の国では、道路交通規則で右側に道を譲るなどの手順が規定されています。このシステムは、必要性がなくなったために信号機が不要になった場合に時折使用されます。
• 部分的な運用：一部の信号機は夜間や交通量が非常に少ない時には作動しません。一部の信号機は特定の時間帯（例えば、大工場の稼働時間中）またはスポーツや展示会などの特別なイベント中のみ作動する場合があります。作動していないときは、故障時と同じ対策が適用されます。部分的な運用には利点と欠点があります。^{[ 38 ] [ 39 ]}
• 鉄道優先制御：列車の接近に合わせて信号機が作動する。これは、交差点が踏切付近にある場合によく見られる。鉄道優先制御も参照。
• バス優先および交通優先：バス専用レーン、バスレーン、または路面電車線路沿いのバスまたは路面電車の到着に合わせて信号機が作動します。バス優先も参照してください。
• 緊急車両消防署や救助隊の屋外にある信号機の中には、緑色のものが点灯しないものがあります。消防車、救急車、その他の緊急車両などが緊急事態発生現場へ向かうために消防署を出る際に、信号機が黄色から赤色に変わるだけだからです。交通信号の優先制御も参照してください。
• 速度標識は、ドライバーに次の信号機が青信号の間に進入する際の推奨速度を示すための、あまり使用されないタイプの標識である。