在信号转变过程中，有一种信号充当着“安全阀”的角色，它一头连着“停”，一头接着“行”，保障着交叉口车辆有序安全运行。本篇，陈工就将为大家详细讲讲这种“安全阀”——过渡信号。 信号周期由不同的信号阶段组成，从视觉角度区分，可分为绿灯信号时期、红灯信号时期以及黄灯信号时期。从通行权角度分析，一个完整的信号周期由允许通行状态、禁止通行状态与失去通行过渡状态组成（有时还会有获得通行过渡状态），这三个状态并不一定对应视觉上的绿、红、黄灯色。 过渡信号是交叉口信号灯在允许通行和禁止通行两个状态相互转换期间增设的信号。通常，我们认为过渡信号只存在于绿灯转换红灯之间，且只有黄灯一种表现形式，其实这种认识并不全面，过渡信号可由绿灯、绿闪、黄灯、红灯等多种形式组成。 黄灯信号：过渡信号的核心 作为介于绿灯与红灯之间的过渡信号，黄灯有着双重作用，其含义为可行、也可停。一辆行驶的车辆，若要停止则需要一定的制动时间和制动距离。黄灯的设计，就是让驾驶员在失去通行权后，能够根据自己与路口的距离作出判断，选择停车或者通过。合理的黄灯时间设置，可以让距离路口较近的车辆（已不能在停车线前停住）顺利驶入路口，让距离路口有一定距离的车辆能够提前减速及时停车，避免闯红灯。 黄灯时间过长对不同类型驾驶员的影响 国标规定，黄灯的设置时长必须在3S以上，这是因为时间长短设置不同，路口也会呈现不同的通行状态。黄灯时间如设置过短，行驶的车辆在红灯亮起前就没有足够的制动时间，无法在停车线前停住；黄灯时间如设置过长，在路口道路中段的混合区域（如上篇倒计时的利与弊提到由于驾驶员类型不同在路口中段会形成可停可行的混合区域），激进型驾驶员认为黄灯时间内可以通过路口，保守型驾驶员为了安全起见选择减速停车，两种类型的车辆因速度不均以及可能的超车等行为，形成交通事故隐患。 人的大脑计时功能受所需计时时间长短影响，时间越短就越准确，随着时间的拉长，误差就会变大。如果黄灯时间设置过长，不同的驾驶员在时间判断上会出现分歧，造成驾驶行为混乱，不利于道路行驶安全。 黄灯作为交通信号灯的基本组成方式之一，是过渡信号的核心信号，更是保障交叉口通行安全的基本底线。在过渡信号实际应用中，如认为单一使用黄灯预示时间不够充足，驾驶员舒适性较低，可组合绿闪一起使用。 全红信号：过渡信号中的清道夫 要想解释过渡信号里的红灯，就必须先解释“全红信号”。 “全红信号”指的就是交叉口所有相位的信号灯均显示红灯。我们知道受灯控的交通流由允许通行和禁止通行两种交通状态组成，在交叉口，当一股交通流是允许通行状态时，其他与其严重冲突的交通流处于禁止通行状态，反之亦然。“全红信号”的设置，就是保证在黄灯结束前最后一刻（即将进入禁止通行状态）通过停止线的车辆，在下一相位绿灯亮起时（已进入允许通行状态）的头车到达之前通过它们之间的冲突点。 “全红信号”最大的作用是能够清空交叉口，保障交叉口灯色变换、通行权转换过渡期间的行车安全，所以构成“全红信号”的红灯，实质上就是一种过渡信号。 全红时间的计算方式 如左图，交通流a即将进入禁止通行状态，交通流b将进入允许通行状态，黄车为交通流a尾车，绿车为交通流b头车，假设黄车行驶到与绿车的冲突点的时间为T1，绿车行驶到与黄车的冲突点时间为T2。如果路口未设置全红时间，黄车在允许通行的最后时刻与绿车在允许通行的最开始时刻同时出发，二者就存在冲突的风险。为避免通行权转换过程中的冲突问题，就需加入全红时间T0，保证T2+T0＞T1，这样当交通流b头车到达冲突点时，刚失去通行权的车流a的尾车已驶离冲突点。如右图，如果T2远远大于T1，当绿车行驶到冲突点时，黄车早已通过，这种情况下，就无须设置全红时间。 “全红信号”的时间设置与交叉口的路宽成正比关系，常规情况下马路越宽，对应车流方向所加全红时间就应该越长。有些品牌的信号机在一个路口只支持设置一个全红时间，这种情况下全红时间取大不取小。 为方便解释路宽与全红时间的关系，本图假设T2＝T2’ 车辆从宽度较窄的马路驶过路口，需要行驶的距离要比从较宽的马路通过路口距离长，因此所需时间也较长，可概括为“大马路过小街，小马路过大街”。当路口通行状态如左图时，为避免两车冲突，需加全红时间T0，满足T2+T0≥T1；当通行权转换，通行状态如右图时,需加全红时间为T0’，满足T2’+T0’≥T1’。在常规路口设置全红信号时，为了增强安全性，工程师基本不将T2和T2’这段时间计算在内，因此基本满足T0≥T1,T0’≥T1’。图示两条车流马路路宽不同，T1明显大于T1’，因此T0 就大于T0’。在此路口只能设置一个全红时间的情况下，需加的最小全红时间就应选择T0。由此可见，马路越宽，需加的全红时间就越长，反之就越短。 全红信号设置是保障路口交通安全的重要手段，管理者切不可想当然地压缩和舍弃。例如有些路口交通流本身比较稀疏，或绿灯时间设置较长，绿灯的后半程车辆较少，路口变换通行权时有时已经无车。当类似以上场景出现时，有些管理者认为是否设置全红无所谓或者干脆不设置全红，这都是完全错误的。交通无小事，全红时间的设置，是为了避免可能发生的交通事故，即使这个几率只有万分之一，也不可存在侥幸心理。 绿闪信号：过渡信号里的可选项 绿闪信号是在允许通行状态结束后，将黄灯前几秒绿色信号设置成闪光信号，以此提醒驾驶员此交通流方向即将转为不可通行状态，需提前做好减速刹车的准备。上篇我们讲的绿灯末尾倒计时，其实就是绿闪信号的数字化表现形式。 设置绿闪信号的好处是预示时间增加，驾驶员在看到绿闪信号后可以提前作出判断，减少突然变灯措手不及急刹车的情况。绿闪信号的设计可以提高驾驶员行驶舒适度，缓解只有黄灯作为预示信号灯时的焦虑。除此之外，相比于绿灯末尾倒计时方式，绿闪信号只需在信号机内进行设置，操作简单便捷。 一个行政区域内，设置绿闪信号要注意保持闪频节奏和时间统一。举个比较极端的示例：假设一个路口绿闪时间设置为3s，闪光频率为1次/1s，下个路口绿闪时间突然变为4s，闪光频率为2次/1s。一个驾驶员同时驶过这两个路口，根本无法准确判断剩余预示时间，更不能作出正确的驾驶决定。 绿灯信号：过渡信号里的小手段 精细的过渡信号方案设计，还应考虑快交通和慢交通的区别。与机动车相比，非机动车属于慢交通，通过路口所花费时间比机动车时间要长，所需要的过渡信号时间也就更长。怎样设置过渡方案才能同时兼顾快交通和慢交通呢？我们举例来说明。 如图，此应用场景下，清空路口机动车需2s全红时间，清空非机动车需4s，黄灯为固定时长4s，则机动车过渡时长需求为6s，非机动车需求为8s。在设计过渡信号方案时，应取两者最大值8s作为过渡方案时长，有两种方式：一是机动车与非机动车都使用4s红灯，对于机动车来说，清空时间太长；二是机动车延迟2s启亮黄灯，在这2s期间机动车灯灯色仍为绿灯。方案二与方案一相比，不仅同时满足了机动车与非机动车的清空时间需求，还为机动车多规划出2S的绿灯时长，增加了机动车的通行时间。 假设此信号阶段为58s，其中允许通行阶段50s，过渡信号阶段8s，整体灯色显示如上。 非机动车灯黄灯启亮到机动车灯黄灯启亮这段期间，机动车信号灯显示的绿灯，就是过渡信号里的绿灯信号。过渡信号里的绿灯信号设置是一种精细化设计，采用这种设置方式，符合快慢交通流的基本交通特征，同时还能获得一定的效益。 以上介绍的几种过渡信号方式，针对的都是路口“行”到“停”之间的阶段，实际在路口红灯转绿灯，车辆从“停”到“行”的过程，也可以设置过渡信号。通常有两种常用设置方式：一是在红灯尾可以设置红闪，提醒驾驶员红灯即将结束，可以开始做起步准备；二是在红灯转绿灯之间，可加入一秒红黄灯（即红灯和黄灯同时启亮），这样做的好处是通过双色灯产生视觉刺激，可以拉回驾驶员发散的思维，提高起步效率。 安全与畅通是道路交通管理的的基本目标和要求，在这两个因素中，安全永远是最重要的前提。科学地设计过渡信号，处理好车辆“停”和“行”的关系，可以有效保障交叉口通行安全。 下一篇，陈工将为大家分享「交叉口放行顺序对通行效率的影响」。 「守路者」系列分享人简介 陈大农：原北京市公安局公安交通管理局科技信息通信处警务技术二级总监，首都劳动奖章获得者，从事交通信号控制工作三十余年，对信号控制方案设计、路口通行优化有深入研究，被评为公安交通管理领域专家。目前，陈工被聘请为北京博研智通科技有限公司高级技术专家，负责博研智通交通信号控制相关理论工作的重塑与升级，构建技术方案和落地用户的对话通道，助力博研智通成为业内全面专业的解决方案提供商。
