你不得不知道的全紅時間

 行業動態     |      2019-11-07 16:26:01

交通信號控制方案設計中,有一個重要的參數叫做全紅時間(也有稱為全紅時長,英文縮寫AR,AllRed),這個參數用得好可以大大改善交叉口的交通秩序,提高通行效率,但如果用得不好也會產生反效果,增加交通延誤。

  長期以來國內一線的信號優化工程師對這個參數的重視程度不夠,在實際的控制方案不使用或者濫用、亂用全紅時間,造成交叉口通行效率低下。那么全紅時間這個神秘的參數究竟是什么,它有什么用,與哪些路口的因素有關,在實際工程中如何正確設置,下面一一為您奉上。

1、什么是全紅時間

 在相位方案設計中,有幾個相關概念需要先搞明白。

  黃燈信號

  黃燈通常設置于信號相位中綠燈結束之后,提醒駕駛員紅燈即將開啟。黃燈時間一般不建議車輛駛出停車線進入交叉口,除非在黃燈開啟之初,車輛已經接近停車線,無法安全制動時,可以開出停車線。

  因此黃燈時間的設置與車輛越過停車線駛入交叉口的速度、交叉口大小等因素有關,但在國內黃燈時間一般設置為3s。

  全紅信號

  全紅信號通常設置于黃燈信號之后,交叉口所有進口方向的車道信號燈都為紅燈的狀態。主要功能是使黃燈期間進入交叉口而未能駛出交叉口的車輛能夠在下一相位的首車到達沖突點前安全駛出交叉口。

  設置全紅信號主要用于清空交叉口內的車輛,信號時長取值與交叉口幾何尺寸相關,實際使用中一般控制在3s以內。

  綠燈間隔時間

  綠燈間隔時間是指一個相位綠燈結束到下一個相位綠燈開始之間的時間間隔。設置綠燈間隔的作用是確保已通過停車線進入交叉口的車輛能夠在下一相位的首車到達沖突點前安全通過沖突點,駛出交叉口。綠燈間隔時間一般可以認為是黃燈時間與全紅時間之和。

  黃燈時間、全紅時間與綠燈間隔時間的關系如下圖所示。

2、全紅時間有什么用

綠燈間隔時間的作用是用來清空綠燈末尾(或黃燈期間)進入交叉口內的車輛,使得下一相位進入交叉口的車輛不會與之沖突,保障行車安全。

  綠燈間隔時間在信號控制中是一個重要的安全、效率參數,有學者做過統計,國內城市道路交通事故抽樣統計表明城市道路交通事故50%-80%發生在平面交叉口范圍內,其中90%的事故是發生在綠燈間隔期間。同時,由于綠燈間隔時間設置不當,造成車輛在交叉口耽誤時間約占全程時間的30%以上。

  綠燈間隔時間里,黃燈是標準設置,一般都會存在,且以3秒的閃爍信號呈現。在很多城市的交通信號控制實施中,工程人員一般都認為黃燈時間就是綠燈間隔時間了,很少使用或基本不用全紅信號。

  那么在什么情況下,需要設置全紅信號?

  1)交叉口范圍比較大,車輛在交叉口內行駛軌跡過長,黃燈信號期間車輛未能及時離開沖突區域;

  2)高峰期交叉口擁堵嚴重,出口車流疏散不及時,車輛在交叉口內排隊緩行,需要較多的清空時間;

  3)機非混行交叉口,非機動等行動緩慢車輛得不到及時清空。

  以上情況,下一相位的綠燈時間開始時,交叉口內還存在著可能與之產生沖突的車輛,影響該相位放行車輛的通行,容易造成交通秩序混亂,降低交叉口的通行效率。要改善這種情況,有兩種方式:

  一是改變相位放行順序,延后沖突發生的時間,在交叉口范圍較大,車輛在交叉口內行駛軌跡較長時,可以取得一定的效果,但相序的調整可能會影響交叉口的整體控制效果;

  二是在黃燈信號之后,增加全紅信號,所有進口車輛不得進入交叉口,為交叉口內的車輛清空爭取時間,這種方式實施簡單,可以保證原來的放行相位相序,缺點是會增加控制損失時間,加大路口的控制延誤。 

 

3、全紅時間設置與哪些因素有關

全紅信號是把雙刃劍,用得好可以改善交叉口交通秩序,提高通行效率,用得不好會增加交叉口不必要的控制延誤。然而,目前國內還沒有全紅信號時長(全紅時間)設置的相關標準,也缺乏統一的計算方法,各地交管部門在設置全紅時間時往往僅憑經驗,導致交叉口中全紅時間設置存在一定的盲目性。

  那么合理的全紅時間與哪些因素有關呢?

 

  1)幾何條件

 上一相位滯留的直行車不會與下一相位的直行車沖突,需要有一個安全的時間差。這個時間差可以理解為全紅時間的時長,它的計算與車輛到沖突點的距離、車身長度、車輛進入交叉口的初始速度有關。

  2)安全因素

  考慮最大安全極限情況,即前一相位尾車已完全離開交叉口后,下一相位的車輛才被允許駛出停車線。美國、日本多采用此法估算全紅時間。

  3)效率因素

  考慮通行效率最高的情況,即前一相位尾車剛過沖突點即允許下一相位頭車到達沖突點。加拿大、德國多采用此法估算全紅時間。

  4)相位相序

 

  不同相位放行順序,決定車輛到達沖突點的時間不盡相同,因此需要全紅信號的時長也不同。以直行和左轉車沖突為例,如下圖兩車沖突點在C點,A車到C點的距離比B車要短,即A車比B車早通過沖突點。比較先直行再左轉與先左轉再進行兩種放行方式,顯然第后者需要的全紅時間更長一些。

 5)左轉待轉區

 

  設置左轉待轉區,縮短了左轉車輛的行駛軌跡,左轉車到達沖突點的時間提前了,為保證上一相位的直行車順利通過沖突點,需要設置的全紅時間較未設置左轉待區要大。

 6)倒計時影響

  裝有倒計時的信號控制路口,駕駛員會提前準備從而減少啟動損失時間,車輛較沒有倒計時提醒的路口加速快,到達沖突點的時間變短,因此需要設置較大的全紅時間來清空上一相位的車輛。

  7)車型影響

  當交叉口某個進口道大型車輛較多時(如物流集散地、工廠附近等),當下一相位綠燈信號啟亮后,排隊等候通行的大型車輛啟動損失時間高于小型車輛,同時根據不同車輛的性能,大型車輛的啟動加速度小于小型車輛的加速度,因此車輛從停車線駛向沖突點的時間較大,當相位轉換時,該類交叉口只需設置較小的全紅時間即可。

  8)排隊情況

  在交通流量較小,停車線前沒有車流排隊等候時,綠燈啟亮時車輛可以較高的速度通過停車線,因此需要設置較大的紅燈清空時間,才能保證交叉口車輛的通行安全。

 

4、全紅時間設置建議

全紅時間也是綠燈間隔時間的重要組成部分,在3秒的黃燈時間不足以完全清空交叉口的車輛時,設置全紅時間非常必要,合理的全紅時間可以大大提升交叉口的通行效率,保障交叉口的行車安全。但是全紅時間會增加交叉口的控制延誤,特別是控制方案中相位數較多時,延誤增加顯著,因此必須合理測算全紅時間。
 

來源:振業優控