你不得不知道的全红时间
2017-02-28 16:27:34 来源：振业优控作者: 评论：0

　　交通信号控制方案设计中，有一个重要的参数叫做全红时间（也有称为全红时长，英文缩写AR，AllRed），这个参数用得好可以大大改善交叉口的交通秩序，提高通行效率，但如果用得不好也会产生反效果，增加交通延误。

　　长期以来国内一线的信号优化工程师对这个参数的重视程度不够，在实际的控制方案不使用或者滥用、乱用全红时间，造成交叉口通行效率低下。那么全红时间这个神秘的参数究竟是什么，它有什么用，与哪些路口的因素有关，在实际工程中如何正确设置，下面一一为您奉上。

　　1、什么是全红时间

　　在相位方案设计中，有几个相关概念需要先搞明白。

　　黄灯信号

　　黄灯通常设置于信号相位中绿灯结束之后，提醒驾驶员红灯即将开启。黄灯时间一般不建议车辆驶出停车线进入交叉口，除非在黄灯开启之初，车辆已经接近停车线，无法安全制动时，可以开出停车线。

　　因此黄灯时间的设置与车辆越过停车线驶入交叉口的速度、交叉口大小等因素有关，但在国内黄灯时间一般设置为3s。

　　全红信号

　　全红信号通常设置于黄灯信号之后，交叉口所有进口方向的车道信号灯都为红灯的状态。主要功能是使黄灯期间进入交叉口而未能驶出交叉口的车辆能够在下一相位的首车到达冲突点前安全驶出交叉口。

　　设置全红信号主要用于清空交叉口内的车辆，信号时长取值与交叉口几何尺寸相关，实际使用中一般控制在3s以内。

　　绿灯间隔时间

　　绿灯间隔时间是指一个相位绿灯结束到下一个相位绿灯开始之间的时间间隔。设置绿灯间隔的作用是确保已通过停车线进入交叉口的车辆能够在下一相位的首车到达冲突点前安全通过冲突点，驶出交叉口。绿灯间隔时间一般可以认为是黄灯时间与全红时间之和。

　　黄灯时间、全红时间与绿灯间隔时间的关系如下图所示。

　　图1黄灯时间、全红时间与绿灯间隔时间关系图

　　2、全红时间有什么用

　　绿灯间隔时间的作用是用来清空绿灯末尾（或黄灯期间）进入交叉口内的车辆，使得下一相位进入交叉口的车辆不会与之冲突，保障行车安全。

　　绿灯间隔时间在信号控制中是一个重要的安全、效率参数，有学者做过统计，国内城市道路交通事故抽样统计表明城市道路交通事故50%-80%发生在平面交叉口范围内，其中90%的事故是发生在绿灯间隔期间。同时，由于绿灯间隔时间设置不当，造成车辆在交叉口耽误时间约占全程时间的30%以上。

　　绿灯间隔时间里，黄灯是标准设置，一般都会存在，且以3秒的闪烁信号呈现。在很多城市的交通信号控制实施中，工程人员一般都认为黄灯时间就是绿灯间隔时间了，很少使用或基本不用全红信号。

　　那么在什么情况下，需要设置全红信号？

　　1）交叉口范围比较大，车辆在交叉口内行驶轨迹过长，黄灯信号期间车辆未能及时离开冲突区域；

　　2）高峰期交叉口拥堵严重，出口车流疏散不及时，车辆在交叉口内排队缓行，需要较多的清空时间；

　　3）机非混行交叉口，非机动等行动缓慢车辆得不到及时清空。

　　以上情况，下一相位的绿灯时间开始时，交叉口内还存在着可能与之产生冲突的车辆，影响该相位放行车辆的通行，容易造成交通秩序混乱，降低交叉口的通行效率。要改善这种情况，有两种方式：

　　一是改变相位放行顺序，延后冲突发生的时间，在交叉口范围较大，车辆在交叉口内行驶轨迹较长时，可以取得一定的效果，但相序的调整可能会影响交叉口的整体控制效果；

　　二是在黄灯信号之后，增加全红信号，所有进口车辆不得进入交叉口，为交叉口内的车辆清空争取时间，这种方式实施简单，可以保证原来的放行相位相序，缺点是会增加控制损失时间，加大路口的控制延误。

　　3、全红时间设置与哪些因素有关

　　全红信号是把双刃剑，用得好可以改善交叉口交通秩序，提高通行效率，用得不好会增加交叉口不必要的控制延误。然而，目前国内还没有全红信号时长（全红时间）设置的相关标准，也缺乏统一的计算方法，各地交管部门在设置全红时间时往往仅凭经验，导致交叉口中全红时间设置存在一定的盲目性。

　　那么合理的全红时间与哪些因素有关呢？

　　1）几何条件

　　图2交叉口内车辆清空示意图

　　上一相位滞留的直行车不会与下一相位的直行车冲突，需要有一个安全的时间差。这个时间差可以理解为全红时间的时长，它的计算与车辆到冲突点的距离、车身长度、车辆进入交叉口的初始速度有关。

　　2）安全因素

　　考虑最大安全极限情况，即前一相位尾车已完全离开交叉口后，下一相位的车辆才被允许驶出停车线。美国、日本多采用此法估算全红时间。

　　3）效率因素

　　考虑通行效率最高的情况，即前一相位尾车刚过冲突点即允许下一相位头车到达冲突点。加拿大、德国多采用此法估算全红时间。

　　4）相位相序

　　不同相位放行顺序，决定车辆到达冲突点的时间不尽相同，因此需要全红信号的时长也不同。以直行和左转车冲突为例，如下图两车冲突点在C点，A车到C点的距离比B车要短，即A车比B车早通过冲突点。比较先直行再左转与先左转再进行两种放行方式，显然第后者需要的全红时间更长一些。

　　图3放行顺序和全红时间设置的关系

　　5）左转待转区

　　设置左转待转区，缩短了左转车辆的行驶轨迹，左转车到达冲突点的时间提前了，为保证上一相位的直行车顺利通过冲突点，需要设置的全红时间较未设置左转待区要大。

　　图4左弯待转区与全红时间设置关系

　　6）倒计时影响

　　装有倒计时的信号控制路口，驾驶员会提前准备从而减少启动损失时间，车辆较没有倒计时提醒的路口加速快，到达冲突点的时间变短，因此需要设置较大的全红时间来清空上一相位的车辆。

　　7）车型影响

　　当交叉口某个进口道大型车辆较多时（如物流集散地、工厂附近等），当下一相位绿灯信号启亮后，排队等候通行的大型车辆启动损失时间高于小型车辆，同时根据不同车辆的性能,大型车辆的启动加速度小于小型车辆的加速度，因此车辆从停车线驶向冲突点的时间较大，当相位转换时，该类交叉口只需设置较小的全红时间即可。

　　8）排队情况

　　在交通流量较小，停车线前没有车流排队等候时，绿灯启亮时车辆可以较高的速度通过停车线，因此需要设置较大的红灯清空时间，才能保证交叉口车辆的通行安全。

　　4、全红时间设置建议

　　全红时间也是绿灯间隔时间的重要组成部分，在3秒的黄灯时间不足以完全清空交叉口的车辆时，设置全红时间非常必要，合理的全红时间可以大大提升交叉口的通行效率，保障交叉口的行车安全。但是全红时间会增加交叉口的控制延误，特别是控制方案中相位数较多时，延误增加显著，因此必须合理测算全红时间。

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