關(guān)于圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的應(yīng)用研究

郝德強(qiáng) 武秀文

摘 要：本文通過(guò)對(duì)青島市交通的綜合條件進(jìn)行調(diào)研，確定圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的應(yīng)用范圍，對(duì)投入使用的可能性進(jìn)行理論分析。最后，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)和國(guó)家政策法規(guī)進(jìn)行合理分析，提供關(guān)于圖形計(jì)時(shí)紅綠燈應(yīng)用實(shí)際的可能性，同時(shí)，為技術(shù)實(shí)現(xiàn)和針對(duì)性投入使用提供理論性指導(dǎo)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：圖形計(jì)時(shí);紅綠燈;應(yīng)用研究

1 圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的設(shè)計(jì)背景

在中國(guó)，交通信號(hào)燈變換的順序是：綠燈（通行）、黃燈（準(zhǔn)備停止）和紅燈（停止），小路口上的交通計(jì)時(shí)紅綠燈通常是時(shí)間到了，紅燈直接變綠燈，或者是綠燈閃爍后變黃燈再變紅燈，不配備有數(shù)字倒計(jì)時(shí)顯示裝置。這樣一來(lái)，駕駛員常常會(huì)因不能確定什么時(shí)間紅綠燈會(huì)變化而當(dāng)紅綠燈變化時(shí)慢幾秒動(dòng)作，導(dǎo)致后方原本可以通過(guò)的車輛因前方車輛的延時(shí)而不能順利通過(guò)，極易造成交通擁堵，然而在普通的小型城鎮(zhèn)道路交叉路口設(shè)置帶有數(shù)字倒計(jì)時(shí)功能的紅綠燈又顯得不十分必要，容易造成資源浪費(fèi)?，F(xiàn)有路口交通計(jì)時(shí)紅綠燈的計(jì)時(shí)是采用秒數(shù)倒數(shù)的方式，秒數(shù)倒數(shù)后紅燈變黃再變綠燈，或者是秒數(shù)倒數(shù)后綠燈變黃再變紅燈。這種秒倒數(shù)計(jì)時(shí)的方式不適合普通的小型城鎮(zhèn)道路交叉路口上的交通計(jì)時(shí)，甚至對(duì)可移動(dòng)式紅綠燈而言，秒數(shù)的倒計(jì)時(shí)概念是十分不清晰的。作為現(xiàn)有不配備倒計(jì)時(shí)顯示功能的路口交通計(jì)時(shí)紅綠燈之一的可移動(dòng)式紅綠燈，為圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的應(yīng)用提供一定的現(xiàn)實(shí)可能。無(wú)論從二者的實(shí)際應(yīng)用因素的重合性和優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)性而言，圖形計(jì)時(shí)紅綠燈有完全替代的可能。

2 傳統(tǒng)紅綠燈與圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的模式分析

傳統(tǒng)紅綠燈大都是圓形信號(hào)燈，圓形信號(hào)燈指的是普通的無(wú)圖案的機(jī)動(dòng)車或非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈。盡管圓形信號(hào)燈表達(dá)的通行規(guī)定適用方向不像箭頭信號(hào)燈那樣直觀，但仍然是十分明確的：綠燈時(shí)，圓形信號(hào)燈表達(dá)的通行規(guī)定適用方向?yàn)橹毙蟹綀A形箭頭行人自行車直行（綠燈時(shí)）;直行和左轉(zhuǎn)（紅燈時(shí)）箭頭所指方向或車道步行方式非機(jī)動(dòng)車方式顯示圖案適用方向、車道、交通方式;紅燈時(shí)，圓形信號(hào)燈表達(dá)的通行規(guī)定適用方向?yàn)橹毙泻妥筠D(zhuǎn)方向。圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的設(shè)計(jì)是基于圓形信號(hào)燈的。圖形計(jì)時(shí)的小路口交通計(jì)時(shí)紅綠燈，包括依次排列的紅燈、黃燈和綠燈，所述的紅燈和綠燈都包括內(nèi)圓和用于計(jì)時(shí)的外圓環(huán)，所述外圓環(huán)是采用順時(shí)針勻速消減計(jì)時(shí)。改良設(shè)計(jì)后的有益效果：計(jì)時(shí)方式內(nèi)置化、圖形化，使得紅綠燈計(jì)時(shí)形象化，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理。圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的工作原理：圖形計(jì)時(shí)紅綠燈是把現(xiàn)有的圓形信號(hào)燈設(shè)計(jì)成同心圓，分為內(nèi)圓和外圓環(huán)，紅燈亮起時(shí)，紅外圓環(huán)和紅內(nèi)圓同時(shí)亮起，亮起后紅外圓環(huán)自上而下或者順時(shí)針勻速消減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)過(guò)程中，紅內(nèi)圓保持亮起靜止的狀態(tài)，當(dāng)紅外圓環(huán)計(jì)時(shí)的最后幾秒內(nèi)，紅內(nèi)圓以一定頻率閃爍，直至紅外圓環(huán)完全消退計(jì)時(shí)結(jié)束，紅燈全滅;接著黃燈亮起經(jīng)閃爍后滅，再綠燈亮起，綠燈的工作原理與紅燈相同。

3 圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的優(yōu)勢(shì)

圖形計(jì)時(shí)的紅綠信號(hào)燈不但具有普通信號(hào)燈的全部功能，還在形式進(jìn)行了改良和創(chuàng)新，和傳統(tǒng)的紅綠燈比較而言，圖形計(jì)時(shí)紅綠燈優(yōu)勢(shì)明顯。

（1）對(duì)于傳統(tǒng)的紅綠燈模式，圖形計(jì)時(shí)紅綠燈將計(jì)時(shí)器和LED燈芯結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單一目了然，可以減少制作成本。

（2）中國(guó)現(xiàn)有倒計(jì)時(shí)裝置只有數(shù)字版倒計(jì)時(shí)顯示裝置，現(xiàn)有圓形信號(hào)為主的紅綠燈不具備倒計(jì)時(shí)功能，且配備數(shù)字倒計(jì)時(shí)顯示裝置的作用不明顯，相反會(huì)增加可移動(dòng)式紅綠燈的制作及維護(hù)成本。

（3）小型城鎮(zhèn)交叉路口地形比較狹窄，不易設(shè)置大型的交通信號(hào)燈。傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)與交通燈分離的設(shè)計(jì)會(huì)增加設(shè)置的體積與面積，用于小路口造成資源浪費(fèi)，考慮到現(xiàn)有固定式紅綠燈的使用慣性過(guò)大，可在試用初期與可移動(dòng)式紅綠燈結(jié)合，圖形計(jì)時(shí)紅綠燈與現(xiàn)有紅綠燈相比存在完全替代的可能性。

（4）對(duì)于紅綠燈并未設(shè)置數(shù)字計(jì)時(shí)功能的小路口而言，行人和汽車駕駛員無(wú)法預(yù)知等待時(shí)間，會(huì)產(chǎn)生急躁心理。消減計(jì)時(shí)的紅綠燈模式可以讓他們提前計(jì)算通行的時(shí)間，從而緩解心情。圖形計(jì)時(shí)的紅綠燈可以提高車主啟動(dòng)車子的反應(yīng)時(shí)間，從而減少等待，為車主謀福利。

4 圖形計(jì)時(shí)紅綠燈應(yīng)用可能性分析

目前，中國(guó)面臨新一輪跨越式發(fā)展，城市建設(shè)步伐不斷加快，新城區(qū)建設(shè)如火如荼，舊城區(qū)改造也同步進(jìn)行，城市道路建設(shè)必不可少。在交通設(shè)施上，國(guó)家也大力提倡科技創(chuàng)新。加快推行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。研究制訂預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指導(dǎo)政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新設(shè)備、新材料、新技術(shù)和新工藝的研究，推行低碳、環(huán)保、節(jié)能養(yǎng)護(hù)，努力形成成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

現(xiàn)有大中城市的道路分為四類：快速路，主干路，次干路和支路。從快速路到支路，其道路網(wǎng)合理的級(jí)配結(jié)構(gòu)通常是"金字塔"型，即等級(jí)越低的道路其道路網(wǎng)密度越高。而我國(guó)許多大中城市的道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)卻是"倒三角形"的，普遍缺乏次干路和支路，所以國(guó)家政策也顯示，在近幾年的城市道路規(guī)劃中，會(huì)大幅度增加次干路和支路的建設(shè)。圖形計(jì)時(shí)紅綠燈就是為了配合小路口的交通指示，城市次干路和支路的建設(shè)，會(huì)使得對(duì)這種適用的圖形計(jì)時(shí)紅綠燈的需求大大增加。

基于以上問(wèn)題的分析非常有利于圖形計(jì)時(shí)紅綠信號(hào)燈的定點(diǎn)推廣與有效應(yīng)用。圖形計(jì)時(shí)的小路口交通計(jì)時(shí)紅綠信號(hào)燈作為城市智能交通系統(tǒng)建設(shè)的一部分，不僅擁有智能化的控制功能，更節(jié)約了資源，將信號(hào)燈與計(jì)時(shí)器合二為一，是工業(yè)設(shè)計(jì)理念服務(wù)生活的完美應(yīng)用。

5 總結(jié)

針對(duì)青島市小型城鎮(zhèn)道路交叉口而言，尤其是指示燈不配備倒計(jì)時(shí)功能的路口，指示燈之間的轉(zhuǎn)換增加了可視化的計(jì)時(shí)指示功能后，可以讓出行的人們更好得把握過(guò)路口的時(shí)間，不會(huì)因?yàn)榧t綠燈之間突然的轉(zhuǎn)換而反應(yīng)不及時(shí)導(dǎo)致違反交通規(guī)則，也不會(huì)因?yàn)椴恢赖却臅r(shí)間而變得焦急難耐。在試點(diǎn)初期，應(yīng)用路段當(dāng)針對(duì)青島市范圍內(nèi)的學(xué)校、景區(qū)，居民區(qū)附近小型交通路口為主，主要與可移動(dòng)式紅綠燈相結(jié)合。

這項(xiàng)針對(duì)小路口交通的科技創(chuàng)新項(xiàng)目的投入應(yīng)用使得人們可以更加直觀地了解通行的時(shí)間和等待的時(shí)間，小路口的交通指示更加人性化，且某種程度來(lái)說(shuō)，圖形計(jì)時(shí)紅綠燈符合了國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中政府對(duì)公路交通做出的目標(biāo)，無(wú)論從理論上技術(shù)上都存在可推廣實(shí)現(xiàn)的價(jià)值。

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大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目：圖形計(jì)時(shí)紅綠燈

作者簡(jiǎn)介：郝德強(qiáng)（1996-），男，山東臨沂人，土木工程專業(yè)。