初彥龍

(遼寧警察學(xué)院治安管理系, 遼寧大連 116036)

避免感應(yīng)控制交叉口主路車輛緊急制動研究

初彥龍

(遼寧警察學(xué)院治安管理系, 遼寧大連 116036)

連接城市和郊區(qū)道路交叉口支路交通流有很大的隨機性，為了提高交叉口的通行效率采用感應(yīng)信號控制方式，然而感應(yīng)控制的道路交叉口信號周期不固定，綠燈時長無法全程倒計時顯示，主路車輛車速較快，當駛近交叉口時綠燈突然閃爍，往往導(dǎo)致駕駛?cè)司o急制動甚至闖紅燈。研究增加支路行人信號燈,利用行人綠燈閃爍時間早于機動車綠燈閃爍，使得主路車輛駕駛?cè)双@得更多的反應(yīng)時間，根據(jù)不同的車速和預(yù)留給駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間計算出車輛安全停車距離，當安全停車距離大于車輛與停止線之間的距離時候，就能減少車輛的緊急制動和闖紅燈。通過增加支路行人信號燈，主路駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間至少增加4 s，大大降低采取緊急制動的發(fā)生，具有很強的實用性。

道路交通； 安全距離； 感應(yīng)控制交叉口； 緊急制動

0 引言

隨著我國大中城市的不斷發(fā)展，城市中心逐漸向郊區(qū)擴展，連接城市中心和郊區(qū)的道路不斷修建，道路交叉口交通流量不斷增加。連接城市和農(nóng)村之間的道路路況相對較好，車速較快，由于道路交叉口支路車輛較少，而且有很大的隨機性，主路車輛車速一般較快，接近道路交叉口停止線的時候，如果信號綠燈突然閃爍，導(dǎo)致駕駛?cè)司o急制動，或者來不及剎車而誤闖紅燈，具有很大的危險性，文章通過合理增加支路行人信號燈，切實有效解決這一安全隱患。

當前，城市道路信號燈控制的交叉口，有兩種情況：一是使用定時信號控制，有倒計時功能，駕駛?cè)丝梢蕴崆澳軌蚺袛嗄芊裢ㄟ^道路交叉口，從而安全制動；二是采用感應(yīng)控制，無倒計時功能。城市道路交叉口每個周期行人流量較大，安裝信號燈的時候都加裝行人信號燈，而且城市道路車速一般不會超過60 km/h，而且還有行人信號燈提前閃爍提示，反應(yīng)時間較長；這兩種情況，主路駕駛?cè)顺霈F(xiàn)緊急制動或誤闖紅燈的可能性很小。

但在城鄉(xiāng)道路路段中的道路交叉口，支路車流量和行人流量很小而且隨機性也很大，如果仍然采用定時控制方式，效率很低。自感應(yīng)控制方式放行效率遠遠高于定時控制方式，但是定時控制具有倒計時顯示功能，駕駛?cè)四軌蛱嵩缗袛嗄芊裢ㄟ^路口。而感應(yīng)控制道路交叉口的信號控制周期根據(jù)車流量大小不斷變化，無法做到全程倒計時顯示功能，由于連接城市和農(nóng)村的大部分道路交叉口行人過街流量很少，絕大部分道路交叉口省去了安裝穿越支路的人行信號燈。采用感應(yīng)控制的道路交叉口，如果不設(shè)支路行人過街信號燈，行駛在主干道路上的車輛車速較快，駕駛?cè)嗽诟咚傩旭偁顟B(tài)下對綠燈結(jié)束時間無法及早判斷，駛近道路交叉口的時候面臨綠燈突然結(jié)束，導(dǎo)致車輛緊急剎車，使得追尾事故大大增加；或者來不及剎車直接駛?cè)肽嫘械缆吠ㄟ^交叉口，甚至闖紅燈通過交叉口，給交通安全帶來很大的隱患。

國內(nèi)大多城鄉(xiāng)道路路段中的道路交叉口由于行人流量很少而省略了行人信號燈安裝，看上去節(jié)約了成本，但是增加了主路車輛緊急制動而導(dǎo)致的追尾事故多發(fā)或者闖紅燈違法行為的隱患，文章主要通過不同車速以及駕駛?cè)朔磻?yīng)時間計算車輛安全制動距離，與車輛與停止線之間距離比較，從而論證加裝行人信號燈的必要性研究。

1 感應(yīng)信號控制的特點

感應(yīng)控制是根據(jù)車輛檢測器檢測到的路口車輛到達狀況，使路口各個方向的信號顯示時間適應(yīng)于交通需求的控制方式。感應(yīng)控制對車輛隨機到達的適應(yīng)性較大，可使車輛在停車線前盡可能少停車，從而達到交通暢通的效果，控制工作原理如圖1所示。

圖1 感應(yīng)信號控制工作原理

由圖1可知，感應(yīng)控制的道路交叉口信號周期根據(jù)車流量大小自適應(yīng)調(diào)整，通行效率較高。相位綠燈時間長短取決于該相位狀態(tài)下檢測器是否檢測到遠方繼續(xù)有來車，下一秒信號燈的狀態(tài)不能提前預(yù)知，無法實現(xiàn)計時顯示，主路駕駛?cè)藷o法判斷綠燈還能持續(xù)的時長。

2 無行人信號燈提前預(yù)警導(dǎo)致主路車輛緊急制動

在信號周期配時中，每一相位綠燈通行權(quán)即將結(jié)束時，通常先綠燈閃爍，然后黃燈亮起，最后紅燈啟亮，停止通行。其中綠燈閃爍信號雖然不是法律規(guī)定的法定信號狀態(tài)，綠燈閃爍的時間長短也沒有明確規(guī)定，目前我國各城市通常習(xí)慣將綠燈閃爍時間設(shè)置為2 s；沒有特大車輛通行的交叉口，通常設(shè)置黃燈常亮3 s，紅燈啟亮之后，車輛就不能繼續(xù)通行。通行權(quán)即將結(jié)束時間如圖2所示。駕駛?cè)藦囊姷骄G燈閃爍到紅燈亮起只有5 s的剎車時間。當主路車輛以較高車速行進時，5 s的時間不能夠保證車輛安全平穩(wěn)停在停止線前，勢必出現(xiàn)緊急制動，給駕駛?cè)撕统丝蛶矸浅２贿m，追尾事故和闖紅燈違法增多，大型客貨車質(zhì)量大，慣性很大，越不容易正常停穩(wěn)，駕駛?cè)丝吹骄G燈閃爍開始反應(yīng)，反應(yīng)時間行進的距離和車輛制動距離之和為車輛行駛過程中安全停車距離，如圖3所示。

圖2 通行權(quán)轉(zhuǎn)換時間圖

圖3 車輛安全停車距離圖

由于城鄉(xiāng)道路路況較好，車速一般相對較快，不同車速下，車輛安全停車的最小距離可以根據(jù)公式1計算。假定車輛分別按照60 km/h、70 km/h、80 km/h 3種不同時速行駛，根據(jù)公式計算車輛的停車距離,以及車輛在5 s中的正常行駛L的距離如表1。

(1)

其中：l0為安全停車最小距離，m；l反為駕駛?cè)朔磻?yīng)時間內(nèi)車輛行駛的距離，m；l制為車輛的制動距離，m；φ為輪胎與路面摩擦系數(shù)，0.5～0.7；t為駕駛?cè)朔磻?yīng)時間，s，通常取1 s；v為行車速度，km/h；

表1 車輛安全停車距離與繼續(xù)行駛距離對比，φ統(tǒng)一取0.5

信號綠燈閃爍之前，由于沒有倒計時顯示功能，駕駛?cè)瞬荒芘袛嗪螘r能夠綠燈閃爍，等到駕駛?cè)藦目匆娋G燈閃爍到紅燈啟亮，最多只有5 s的時間，正常人的反應(yīng)時間為1 s，所以假定駕駛?cè)艘姷骄G燈閃爍到變紅燈有4 s或者5 s采取制動的時間，由表1可知，在不同車速下，車輛4 s、5 s的行駛距離均遠遠大于車輛的安全停車距離，車輛均需要緊急制動。當車速60 km/h，至少應(yīng)在距離路口45 m開始制動；當車速70 km/h，至少應(yīng)在距離路口58 m開始制動；當車速80 km/h，至少應(yīng)在距離路口73 m開始制動；否則就要闖紅燈。當在距離停止線40 m處開始制動，三種車速狀態(tài)都越過停止線；當在距離停止線50 m處開始制動，60 km/h車速狀態(tài)能夠停在停止線之內(nèi)，其他兩種車速狀態(tài)都會越過停止線；當在距離停止線60 m、70 m處開始制動， 60 km/h、70 km/h兩種車速能夠停在停止線之內(nèi)，80 km/h車速仍舊越過停止線；當在距離停止線80 m處開始制動，3種車速才能夠停在停止線之內(nèi)。綠燈閃爍到紅燈只有5 s的時間，讓很多駕駛?cè)藙x車不及，導(dǎo)致急剎車或闖紅燈。

3 增設(shè)支路行人信號避免主路機動車緊急制動

3.1 行人信號燈綠閃顯示狀態(tài)

行人信號燈共有3種顯示狀態(tài)，分別是綠燈、綠閃、紅燈?！吨腥A人民共和國道路交通安全法實施條例》第四章第一節(jié)第三十九條規(guī)定人行橫道信號燈表示：綠燈亮?xí)r，準許行人通過人行橫道；紅燈亮?xí)r，禁止行人進入人行橫道，但是已經(jīng)進入人行橫道的，可以繼續(xù)通過或者在道路中心線處停留等候。在各地方實施過程中增加設(shè)置行人信號綠燈閃爍狀態(tài)，其含義為綠燈即將變?yōu)榧t燈，這時未進入人行橫道的不準行人進入人行橫道，但已進入人行橫道應(yīng)該加速通過。行人信號燈狀態(tài)變換沒有黃燈，綠閃結(jié)束即紅燈狀態(tài)。在同一個信號相位中，機動車通行權(quán)和行人通行權(quán)通常都是一致的，即當機動車綠燈亮起時，同時擁有通行權(quán)的行人信號燈綠燈同時亮起。當機動車通行權(quán)結(jié)束，機動車紅燈亮起的同時行人信號燈紅燈也亮起。

3.2 行人信號燈綠燈閃爍時間計算

綠燈閃爍時間長短取決于道路的實際寬度和車道數(shù)以及行人的步行速度。行人信號燈綠燈閃爍開始意味著通行權(quán)開始倒計時。道路交叉口行人過街示意圖如圖4所示，人行信號燈綠燈閃爍時間計算可以根據(jù)公式2確定。

信號控制交叉路口上人行信號燈的配時，按交叉路口信號燈組的統(tǒng)一安排。行人過街所需的綠燈閃爍時間G閃根據(jù)人行橫道長度D及行人過街步行速度vr確定(vr的大小，國內(nèi)根據(jù)老人、小孩、孕婦以及殘疾人等綜合考慮取1 m/s，美國澳大利亞等國外通常取1.1 m/s)。

(2)

式中：G閃為行人信號綠燈閃爍時間(s)；vr為行人步行速度，(國內(nèi)通常取1 m/s)；D為人行橫道長度(m)。

圖4 道路交叉口示意圖

道路交叉口的次要道路分別假定為雙向兩車道，雙向三車道，雙向四車道，每一條車道寬度取3.5 m，假定路側(cè)非機動車道寬1 m，兩側(cè)共2 m。根據(jù)公式2計算可得支路行人信號綠燈閃爍時間見表2。

表2 行人綠燈閃爍時間計算

3.3 行人信號綠燈閃爍給駕駛?cè)俗銐虻牟扇≈苿訒r間

人行信號燈綠燈開始閃爍，要保證剛剛進入人行橫道的行人能夠安全通過道路，人行信號燈綠燈閃爍亮起時間要早于機動車信號燈綠燈閃爍亮起時間。由表2可知，支路雙向兩車道、三車道、四車道人行綠燈閃爍倒計時分別是9 s、12.5 s、16 s，均早于機動車信號綠燈5 s倒計時。行人信號燈綠燈提前機動車信號燈綠燈閃爍4 s、7.5 s、11 s閃爍，行人信號燈綠燈閃爍時間先于機動車信號燈綠燈閃爍時間，能夠給機動車駕駛?cè)烁绲奶嵝?，有足夠的反?yīng)時間，駕駛?cè)丝梢愿鶕?jù)自己的實際車速做出選擇，加速或是剎車。提前4 s、7.5 s、11 s，留給駕駛?cè)瞬煌囁傧绿崆胺磻?yīng)的距離大大增加(如表3)，大大減少車輛駛近路口跟前突然發(fā)現(xiàn)機動車綠燈閃爍緊急剎車和闖紅燈的隱患。

表3 行人信號綠燈閃爍增加駕駛?cè)瞬扇〉闹苿泳嚯x

表3可知，增加支路行人過街信號燈綠燈閃爍提前于機動車信號燈綠燈閃爍，可以留給駕駛?cè)?6.7 m～224.2 m采取制動距離，避免緊急制動和闖紅燈的發(fā)生。

4 結(jié)論

本文研究對象主要是大連市甘井子區(qū)錦虹東路- 潤田街，錦虹東路- 銀田街、錦虹東路- 科技城道路交叉口以及錦雙線- 對門溝、錦雙線- 營升路等城市和郊區(qū)結(jié)合路段的道路交叉口，如圖5所示。

圖5 研究主要道路交叉口

本文通過利用加裝城鄉(xiāng)道路交叉口支路人行信號燈，利用人行信號燈較機動車信號燈提前閃爍的時間，讓主路駕駛?cè)颂崆芭袛啵霸绮扇≈苿?，根?jù)公式計算車輛在60 km/h、70 km/h、80 km/h 3種不同車速下，都有足夠的采取制動時間，保證車輛安全制動，停在停止線之內(nèi)。為公安一線提供非常實用的理論支持，解決一個非常實際的安全問題。

避免出現(xiàn)主路車輛高速行駛的緊急制動甚至闖

紅燈，也可以設(shè)置靜態(tài)限速標志和警告標志。但是設(shè)置速度限速標志對駕駛?cè)思s束甚微，如果加設(shè)超速拍照電子警察，需要增加檢測、拍照、傳輸?shù)扔布O(shè)備，成本增加很多。也可以將機動車信號燈綠燈閃爍時間延長，《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》沒有明確規(guī)定綠燈閃爍時長。但是將綠燈閃爍時間延長，導(dǎo)致和通用很久的綠燈閃爍2 s標準不一致，給駕駛?cè)藥肀鎰e困難。通過在支路增設(shè)支路行人信號燈，依靠人行信號燈的綠燈閃爍顯示狀態(tài)提前于機動車信號燈綠燈閃爍，給主路車輛駕駛?cè)烁嗟姆磻?yīng)時間來減少主路車輛高速駛近路口來不及剎車的情況，成本既不是很高，又順應(yīng)駕駛?cè)笋{駛習(xí)慣，避免誤闖紅燈，營造更好的道路通行秩序。

本文的所研究的道路條件有一定的局限性，在限速標志和警告標志控制效果不明顯的情況下，沒有更好的解決辦法。適用條件限于道路有主次之分，主路道路幅寬車流量大，支路車路幅窄車流量和行人流量都很少且隨機性大，而且主路車輛車速較快，道路交叉口信號控制方式為感應(yīng)控制的道路交叉口。

[1] 徐曉慧，唐洪.道路交通控制 [M]. 北京：中國人民公安大學(xué)出版社,2014：114.

[2] 初彥龍.環(huán)形線圈實現(xiàn)電子警察對逆行闖紅燈車輛的抓拍[J]. 交通與運輸(學(xué)術(shù)版),2012(12)：152-154.

[3] 戴冀峰，馬健霄,交通工程概論[M]，北京：人民交通出版社,2006.

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(責(zé)任編輯 陳小明)

初彥龍(1976—)，男，講師，碩士。研究方向為道路交通管理與控制。

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