绿灯间隔时间

相互冲突的一股交通流的绿灯结束时刻和下一股交通流的绿灯开始时刻之间的时间间隔

绿灯间隔时间(Inter-Green Time)是相互冲突的一股交通流的绿灯结束时刻和下一股交通流的绿灯开始时刻之间的时间间隔。由该两股通过的共同区域称为冲突区域，其中最危险点称为关键冲突点。能够保证交通安全的绿灯间隔时间最小值称为最短绿灯间隔时间。

定义

在信号灯控制的交叉路口，只能通过交通信号，让不同交通单元按交通信号顺序轮流通过的方法分离冲突。为允许通行的交通流提供一个无干扰的安全通道。车辆能否安全有效地避免交叉口内的交通冲突，由交通信号控制参数——绿灯间隔时间来保证的。与车辆在黄灯期间是否越过停止线根本无关。

对于存在交通冲突的不同交通流i、j，交通单元按交通信号顺序轮流进入冲突区域，结束绿灯i放行的交通尾单元从其停止线到越过关键冲突点的运动为清空，其运动迹线长为清空距离si，其所用时间即清空时间ti；开始绿灯j放行的交通首单元从其停止线到达关键冲突点的运动为进入，其运动迹线长度为进入距离sj，其所用时间即进入时间tj。到达与越过关键冲突点之不仅差整个冲突区域的长度，还差一个清空单元的长度。

技术参数

1、传统最短绿灯间隔时间的计算

最短绿灯间隔时间Imij的一种计算公式载于[1]（见15页）。如(1)式：

Imij=通过时间+ti–tj (1)

式中：Imij：从绿灯i结束到与之有冲突的绿灯j启亮所需设置的最短绿灯间隔时间，(s)；

ti:为绿灯i的尾单元从停止线到越过关键冲突点所用清空时间，(s)；

tj:为绿灯j的首单元从停止线到达关键冲突点所用进入时间，(s)；

通过时间：在绿灯时间结束与清空时间开始之间的时间间隔(16页)，

(s)。

[1]列举了6个示例的6种不同交通流的“通过时间”3、2、3、0、1、0s，皆小于等于黄灯时间A，不安全。目录1是传统文献中对Imij计算原理描述最好的，但其Imij过小有失安全和效率。

当然Imij过大必然有失交通效率，同样遭人抱怨和唾骂。

2、黄灯时间是通过时间的最大值

黄灯位于绿末红初之间，具有一定的时间长度，称为黄灯时长或黄灯时间(Yellow Light Time)。目的是给出一个警示和缓冲：“禁止通行的红灯就要亮了，千万不要误闯红灯。”使未超过最高限速的合法车辆能在红灯前在停止线前安全停车；还要使那些靠近停止线不能安全停车的车辆，应能以正常车速在红灯前安全越过停止线。客观上，不能安全停车的距离大于《道交法》规定的行驶在公路上与同车道前车的最小安全距离。因为前车与固定不动的停止线不同，前车还有向前的刹车距离。可以说，黄灯是多了警示的绿灯，黄灯期间允许车辆以正常车速安全越过停止线。按照停止线法，所有在红灯信号出现前越过停止线的车辆都可以继续前进，通过交叉口。故越过停止线就等于通过交叉口，黄灯不负责交叉路口的清空，交叉口路面的清空任务只能从黄灯结束时刻开始，黄灯时长与交叉口的大小、宽度无关。

3、为什么有许多人认为“闯黄灯”会对交叉口交通安全造成威胁？

可能受文献[2]-[6]的“把交叉路口的清空任务强加给黄灯的观点和行为”的错误影响，有许多人都认为“闯黄灯”会对交叉口交通安全造成威胁。

如果追究为什么？一般都回答说是“因为冲突方向的车辆已经进入交叉口”。

如果负责任地再继续追问：为什么要让冲突方向的车辆这么早进入交叉口？

这样一问，真正威胁交通安全的原因答案就很明显了。

真正对交叉口安全造成的威胁的不是“闯黄灯”行为，而是“让冲突方向的车辆这么早进入交叉口”的信号灯，是绿灯间隔时间设置不合理，没有大于等于最短绿灯间隔时间，或是最短绿灯间隔时间设计过短。

4、中国人对最短绿灯间隔时间计算方法的安全改进

最优方案最可能出现在约束边界上。故准确计算Imij非常重要。而许多文献根本不计算或不会计算Imij而直接设计Iij就更是错误。

为保障安全，基于“谨慎规范”的理念，作为下限的Imij应考虑各种可能需求值中的最大值，应考虑慢车和快车的区别。即最短绿灯间隔时间计算方法的安全改进为：

Imij=Max{通过时间+ti–tj}=A+Max{ti}–Min{tj} (2)

式中：A：黄灯时间，(s)；

Max{ti}：通常为ti的累积频率分布函数85%位值，对应速度最慢的清空交通流，(s)；

Min{tj}：通常为tj的累积频率分布函数15%位值，对应速度最快的进入交通流，(s)。

与公式(1)相比，公式(2)的Imij数值更大更可保证安全，更可以减少信号交叉口事故、拥挤和堵塞，更可能会导致全面减少文献[8]所言的交叉口控制系统崩溃。联合国2011-2020年道路安全行动十年全球计划指出,当时信号交叉口事故、拥挤和堵塞“应由道路交通系统设计者、而不是道路使用者负主要责任”。故应废止(1)而推广(2)。

使用公式（2）设计控制方案的方法已经申请国际专利PCT/CN2011/070879。

5、最短绿灯间隔时间的可能取值范围

大量计算表明，实际交叉口的最短绿灯间隔时间可能取值范围在-8到15之间。由公式（2）可以知道，最短绿灯间隔时间的大小，依赖于道路渠化的清空距离和进入距离，依赖于冲突车流的先后顺序。

6、绿灯间隔时间小于0安全吗？

“最短绿灯间隔时间”本身就是把“保证交通安全，不在关键冲突点发生交通冲突”的基本约束转化为“冲突车流各自越过各自停止线的时刻”基本约束条件的一种放行时间的约束变换，只要满足，就一定能够保证安全。实际上，就在[1]的87页第2-5行就论述有“有意地同时对冲突交通流显示或切换成绿灯信号，在特殊情况下（如：绿灯间隔时间很短或为负值时），不会对交通造成危害。”

参考文献

[1] 交通信号控制指南——德国现行规范（RiLSA），Edition 1992, [德]道路与交通工程研究学会编，李克平译，北京：中国建筑工业出版社，2006年5月。

[2] 姜鑫，范磊，田瑞，城市信号交叉路口黄灯信号模型研究[J]，内蒙古公路与运输，2010年第2期，54-56。

[3] 马锐，十字路口黄灯闪亮时间的数学建模分析[J]，云南民族大学学报(自然科学版)第13卷第4 期，2004 年10 月。

[4] 钟连超等，交通灯控制系统中黄灯时间的确定[J]，重庆工学院学报( 自然科学)第22 卷第4 期，2008 年4 月。

[5] 王秀良，交通灯控制系统中黄灯时间的确定[J]，交通标准化，2010年13期。

[6] 张令刚，范加冬，张金科，信号交叉口绿灯黄灯时间优化模型的建立[J]，交通科技与经济，2009年第3期，总第53期。

[7] 于泉编著，城市交通信号控制基础[M]，北京：冶金工业出版社，2011.1。

[8] National Cooperative Highway Research Program: Guidance for Implementation of the AASHTO Strategic Highway Safety Plan Volume 12: A Guide for Reducing Collisions at Signalized Intersections，NCHRP RANSPORTATION RESEARCH BOARD EXECUTIVE COMMITTEE 2004 (Membership as of January 2004),Project G17-18(3) FY’00, ISSN 0077-5614, ISBN 0-309-08760-0

[9]联合国2011-2020年道路安全行动十年全球计划，联合国大会2010年3月通过A/RES/64/255号决议

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