作者：于泉   赛文交通网

在交通控制的术语和交通控制的实际工作中，我们经常会遇到信号相位和信号阶段这两个词语，行业内存在几种声音：有的观点认为两个术语其实是一件事情，可以混用；有的观点认为两者不太一样，信号相位适用于控制软件的设置，信号阶段适用于信号机硬件配置；有的观点认为两者其实不同，但哪里不同不知可否。

笔者个人认为，两者无论从概念定义还是实际应用中都是不同的。

一、信号相位和信号阶段的各种定义

相位的定义

美国通行能力手册Highway Capacity Manual 2000:

Phase - The part of the signal cycle allocated to any combination of traffic movements receiving the right-of-way simultaneously during one or more intervals.

译文：相位-在一个或多个时间间隔内，从信号周期中分配给同时获得通行权的任何交通流组合的部分周期。

美国MUTCD（2009）手册：

a signal phase is the right-of-way, yellow change, and red clearance intervals in a cycle that are assigned to an independent traffic movement or combination of traffic movements.

译文：信号相位定义为在一个周期中，将通行权、黄灯以及全红分配给单独或组合交通流的间隔部分。

美国信号配时手册Signal Timing Manual 2015(second edition)：Phase—A timing unit associated with the control of one or more movements. Phases are often assigned to vehicular and pedestrian movements.

译文：相位-与一股或多股交通流相关的配时组成部分，相位通常分配给车辆和行人的运动。

英国Traffic Signs Manual（2019）：

A phase can be thought of as a unique electrical circuit from the controller to one or more signal heads. As it is on the same circuit, all signal heads for that phase will change at the same time.

译文：相位可以被认为是从控制器到一个或多个信号灯头的一组特有的电子电路。在同一电路上，同一相位的所有信号灯头将同时改变灯色。

英国的这个定义与众不同，但是有利于从硬件角度理解信号相位。

交通管理与控制（第四版）：

在信号控制交叉口，每一种控制状态（一种通行权），即对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，成为一个信号相位。

我国GB∕T 31418-2015 道路交通信号控制系统术语中2.3.6：

信号相位是同时获得通行权的一股或多股交通流对应信号组的显示状态。

城市交通信号控制基础（2019）和城市交通信号控制（2015）：

一股或几股车流在任何时刻都获得完全相同的信号灯色显示，那么就把获得不同灯色（绿灯、黄灯、全红）的连续时序称为一个信号相位。 

信号阶段的定义

我国GB∕T 31418-2015 道路交通信号控制系统术语中2.3.6：

术语中把信号相位（signal phase）和信号阶段（signal stage）视为同一个概念，都是同时获得通行权的一股或多股交通流对应信号组的显示状态。

城市交通信号控制基础（2019）：

信号阶段：交叉口的“通行权”轮流分配给各个相位，“通行权”的每一次转换就称为一个信号阶段，一个信号周期内通行权交接几次，就是几个信号阶段。

英国Traffic Signs Manual（2019）：

A stage can be defined as a period of time when one or more non‑conflicting phases are given a green signal at the same time. Stages usually run in a specific, pre‑determined order within the cycle. They can be demand‑dependent, only running if called, and can be omitted if not required. A stage may be considered as starting at the point at which all phases that will have right of way during the stage have been set to green, and all phases terminating have been set to red. The stage ends at the point at which the first phase loses right‑of‑way.

译文：信号阶段可以定义为同时向一个或多个非冲突相位发出绿色信号的时间段。阶段通常在周期内按预先确定的特定顺序运行。它们可以是需求响应方式，仅在调用时运行，如果不需要，则可以跳过。可以将信号阶段理解为在该阶段启动时，所有具有通行权的相位都显示为绿色，同时所有不具备通行权的相位都显示为红色，在第一个相位失去通行权的时刻，意味着该信号阶段结束。

小结

从上述的诸多定义中，我们仔细品味，可以发现，除了英国把信号相位定义为电子电路外，中国、美国对信号相位的定义基本上都认为，信号相位是信号周期的组成部分，是部分周期，是显示状态，是不同灯色组合，是不同灯色的连续时序。

总结来说，我们可以明确一点的是，信号相位是信号周期中轮流显示绿灯、黄灯、红灯的时间顺序，而不是时间，在某一个时间顺序内，所有的车流遇到的显示灯色和显示顺序都是一样的。

信号阶段笔者只找到了我国和英国的定义，认为信号阶段也是信号周期的组成部分，信号阶段是一个时间段，不是时间顺序，在这个时间段内，既有遇到红灯的车流，也有遇到绿灯的车流，

二、信号相位和信号阶段的图例解析

信号相位的图例解析

图1 经常遇到的2相位信号控制相位图

我们以容易理解的2相位入手，来说明信号相位的定义，上图1所示是我们经常遇到的2相位信号控制的相位图。那么根据信号相位的定义，其实这里的图中缺少了信号灯色的显示，补充一下现在的信号灯色，我们就会得到下面的图2。

图2 补充灯色后的2相位信号控制相位图

信号相位是信号周期中轮流显示绿灯、黄灯、红灯的时间顺序。那么我们可以看到，在第一个时间顺序内，所有南北方向车流遇到的显示灯色都是绿色，在第二个时间顺序内，所有东西方向车流遇到的显示灯色都是绿色。

其实我们在每一个时间顺序里，还需要补充其他方向车流的灯色显示，得到下图3。也就是说在第一个时间顺序内，此时的灯色是南北绿，东西红；在第二个时间顺序内，此时的灯色是南北红，东西绿。

图3 补充其他方向车流灯色后的2相位信号控制相位图

我们采用这样的信号相位定义：一股或几股车流在任何时刻都获得完全相同的信号灯色显示，那么就把获得不同灯色（绿灯、黄灯、全红）的连续时序称为一个信号相位。

在上图3中，1、南北方向所有车流或者东西方向所有车流在任何时刻所获得信号灯色都是相同的；2、相位1的灯色连续时序是绿灯-红灯；相位2的灯色连续时序是红灯-绿灯；3、南北方向所有车流在第一个时序里获得的是绿色灯色，在第二个时序里获得是红色灯色；东西方向所有车流在第一个时序里获得的是红色灯色，在第二个时序里获得是绿色灯色。

接下来我们补充完整这个2相位的相位图，如图4所示，同时可以用表1来描述这个相位图。在一个信号周期内一共有2种灯色时序，第一种灯色时序成为相位1，灯色时序分别是绿-黄-红-红-红-红，第一种灯色时序成为相位1，灯色时序分别是红-红-红-绿-黄-红。

图3 补充完整的2相位信号控制相位图 

表1 完整的2相位所有车流灯色显示时序表

信号阶段的图例解析

将信号阶段理解为当某个信号阶段启动时，所有具有通行权的相位都显示为绿色，同时所有不具备通行权的相位都显示为红色，在第一个相位失去通行权的时刻，意味着该信号阶段结束。

每一个信号阶段均起始于上一信号阶段的绿灯终止点，而不是起始于本阶段绿灯开始点。因此我们可以得到图4。

具体来说，第一相位显示绿色，同时第二相位显示红色的时候，为第一信号阶段的启动时刻，当第一相位显示红色时，意味着第一信号阶段结束，接下来通行权给第二相位，同时第二信号阶段开启。

图4 通常的2阶段信号控制阶段图

案例解析

接下来我们用一个案例具体说明信号相位和信号阶段的区别。

图5  T型信号交叉口及各交通流向图

如图5，我们有一个T型信号交叉口，各个方向的交通流如图所示。

如图6所示为该信号交叉口的配时图。首先东西方向车流A、B、F同时放行，然后车流A、B直行车流停止放行，车流E左转开始放行，但车流A仍然继续放行；最后，东西方向车流A和E都同时停止放行，启动南进口车流C和D。

图6  T型信号交叉口配时图

根据上述总结的信号相位的定义，该T型信号交叉口的信号相位如表2，可以发现各个方向的车流共组合出4种信号灯色的放行顺序，因此这是我们通常说的4相位。

表2  T型信号交叉口相位分析表

根据上述总结的信号阶段的定义，该T型信号交叉口的信号阶段图如图7，可以发现该信号交叉口的通行权共切换过3次，第一次东西方向车流A、B、F同时放行，第二次车流E左转开始放行，第三次南进口车流C和D开始放行。因此该信号交叉口共有3个信号阶段。

图7  T型信号交叉口信号阶段图 

三、结束语

通常我们不区分信号相位和信号阶段，但从笔者的角度而言，适当区分两者是有助于理解信号配时方案的。

从实质而言，信号相位是用来描述交通流的，信号阶段是用来描述时间的。

有几个信号相位可以理解为该信号交叉口在一个信号周期内，有几种信号灯颜色的组合显示时序，从而有几组对应的交通流组合，有几个信号阶段可以理解为该信号交叉口的一个信号周期时长可以分为几个绿灯时段。