倒计时信号灯对交通安全的影响分析.doc

倒计时信号灯对交通安全的影响分析学号：1010310102姓名：摘要：倒计时信号灯被国内一些城市广泛采用，被认为体现了“以人为本”的原则。本文结合倒计时信号灯的应用状况，从其正反两方面进行分析，结果表明倒计时信号灯弊大于利。倒计时装置容易导致车辆抢绿灯尾和红灯尾，高速通过交叉口的现象，极易导致严重的巨大交通事故。此外，其还降低了交叉口的安全效率，未能减少交叉口违章驾驶现象，还影响了智能交通控制的发展，存在法律和使用规范方面的不完善等问题。所以，本文最后从改进交通信号控制、完善法律规范和提高国民素质等三个方面提出了改进措施。关键词：倒计时信号灯；交通安全；安全效率1、前言倒计时信号灯是指在路口设置普通交通信号灯的同时，另外增设数码显示或光带显示的倒计时显示屏，随着交通信号控制器的运行同步显示当前信号相位的剩余时间。信号灯倒计时显示器主要由倒计时初始值获取装置、计时器和时间显示屏等器件组成。其工作原理为：初始值获取装置负责获取当前信号相位的持续时间，计时器负责倒计时计数，时间显示屏负责将计时器中的时间显示出来。交通信号灯倒计时装置被视为具有人性化特点的控制手段，驾驶员在距路口相当的可控制距离内，就能清晰地看到，路口的红绿灯转换所剩时间的大字电子读秒显示屏。驾驶员可以以此调整自己的行驶速度。因此近年来，国内许多城市纷纷广泛使用，同时也受到了广大交通参与者的欢迎。但是，目前国内对倒计时信号灯的概念与作用缺乏认识，也没有相应的交通法规对其进行规范；同时，对倒计时信号灯的使用也没有统一的规定，影响了交叉口的安全性和通行效率。所以本文将根据国内对倒计时信号灯的调查，分析其应用状况和倒计时信号灯的优劣，得出倒计时信号灯弊大于利，建议谨慎使用倒计时信号灯这一结论。文章最后由其存在的问题提出相应的改进措施。2、倒计时信号灯的作用目前，倒计时信号灯被认为具有“以人为本”的特征，国内许多城市的各大交叉路口都已安装了信号灯倒计时装置。该种信号灯凭借自身特点，也确实存在一定的积极作用和优势，尤其是深受广大交通参与者的欢迎。（1）提供准确地交通控制信息该装置通过LED发光管，在显示屏上显示信号灯的剩余时间，向交通参与者提供准确的时间信息。（2）便于驾驶员提前准备和做出判断驾驶员根据信号灯倒计时装置显示的时间信息，可以提前判断和选择停车、行驶、匀速行进、加速、减速等驾驶行为，并以此做好驾驶速度变换准备工作。（3）满足交通参与者心理需求通过信号灯的倒计时装置，驾驶员可以准确地掌握交通控制信息，满足了驾驶员对交通控制信息的需求。如红灯等待时，驾驶员可以掌握等待时间，提前做好启动准备；绿灯时，驾驶员可以预计能否通过，以何种速度通过交叉口。这些信息是普通信号灯无法提供的，而往往交通参与者是希望可以被告知的。（4）红灯倒计时可以减少延误红灯倒计时信号灯能使在停车线前排队等待放行的车辆清楚的知道红灯的剩余时间，从而在绿灯启亮前做好启动准备，减少车辆的启动延迟。马来西亚大学土木工程专业教授Karim、讲师Ibrahim以及Kidw对吉隆坡的交叉口和马来西亚一些城市的倒计时装置进行研究时，也表明红灯倒计时信息可以帮助驾驶员减少延误，特别有利于首车1。（5）在剩余绿灯时间还充裕的情况下显示剩余绿灯时间，减少驾驶员的心理焦躁感从而平稳驾驶。在剩余绿灯时间较少的情况下给出精确的剩余时间，使得驾驶员有判断减速停车还是加速通过的依据。3、倒计时信号灯的应用现状目前，国内有进行关于驾驶员和行人对于倒计时信号灯的调查问卷，从被调查者的主观心理去探求对倒计时显示在其认知上的喜好程度；也有通过对交叉路口的驾驶行为观测，调查交叉口倒计时显示装置安装前后驾驶员在交叉口驾驶行为选择的变化。通过这些调查，我们可以大致了解倒计时信号灯的应用现状。3.1驾驶员偏向倒计时信号灯张杰等在北京市方庄4个路口附近进行调查，每个路口的驾驶员和行人调查问卷各50份，总共200份问卷，回收率100。调查问卷结果如下表1所示2：表1倒计时信号灯问卷调查结果项目驾驶员选择率机动车倒计时信号灯87.5%机动车双位倒计时信号灯66.5%机动车单位倒计时信号灯29.5%单位倒计时显示时间（选择率最大）10s（28.5%）倒计时信号在平峰和高峰都需要设置64.0%与普通信号灯相比，倒计时信号灯更安全86.0%倒计时信号灯不会让等待时间变长79.0%即使倒计时可能会使绿灯通行时间减少，仍然会选择倒计时信号灯83.5%注：按时间显示方式分类，倒计时器可分为双位倒计时器和单位倒计时器。双位倒计时信号灯显示全部的绿灯通行或红灯等待时间；单位倒计时信号灯则显示从9s开始倒数显示。由上表1可以看出，与普通信号灯相比，被调查者中，有85%以上的驾驶员和90%以上的行人偏向于选择倒计时信号灯，并且认为倒计时信号灯的路口更安全。同时有80%左右的被调查者认为倒计时信号灯的路口不会让其等待时间变长。即使倒计时信号灯会使路口的绿灯时间减少，仍有80%90%的交通参与者愿意选择倒计时信号灯。此外，相比单位倒计时信号灯，60%以上的交通参与者更倾向选择双位倒计时信号灯。笔者认为，倒计时信号灯如此深受广大民众的欢迎，是主要是缘于该种信号灯提供的时间信息满足了交通参与者的心理需求。当今社会生活节奏越来越快，首先倒计时信号灯适应了目前人们的生活节奏，向交通参与者提供了准确的时间信息。其次，驾驶员根据倒计时提供的时间信息，可以提前选择驾驶速度和做好驾驶速度变化的准备。但也正是因为现在快节奏的生活方式，导致绿灯尾加速通过交叉口，红灯末提前启动发车的情况时有发生，导致了较为严重的交通事故。3.2倒计时信号灯下驾驶员的驾驶行为选择情况（1）绿灯倒计时下驾驶员的驾驶行为选择交叉口进口道设置绿灯倒计时信号灯显示剩余绿灯时间，会影响驾驶员的驾驶行为。在绿灯时间充裕时，驾驶员会以较低或正常规定的速度匀速平稳地通过交叉口，但随着绿灯时间的减少，驾驶员加速行驶的比例不断增大。2008年1月，有人在上海市虹口区中山北一路一广中路交叉口对216辆绿灯倒计时尾车进行调查。绿灯倒计时尾期间驾驶员驾驶行为的交通调查结果如表2所示3：表2绿灯倒计时尾驾驶员的驾驶行为选择驾驶员在绿灯倒计时尾的驾驶行为百分比（%）减速停车0加速通过并在红灯启亮前驶出交叉口28.7加速通过但并未在红灯启亮前驶出交叉口71.3由上表2可以看出，驾驶员在绿灯倒计时尾会减速停车的概率几乎为0，通常都会加速通过交叉口。其中，未能在红灯启亮前驶出交叉口的车辆的比例高达71.3%，严重影响了此刻绿灯方向车辆的行驶，容易造成交通冲突，同时，由于车辆处于加速阶段，更存在着巨大的交通安全隐患。（2）红灯倒计时下驾驶员的驾驶行为选择红灯倒计时信号灯能使在停车线前排队等待放行的车辆清楚的知道红灯的剩余时间，从而在绿灯启亮前做好启动准备。王岩等在福建省龙岩市的进行问卷调查，驾驶员红灯倒计时末尾的驾驶行为选择如下表3所示4：表3驶员在红灯倒计时末尾的驾驶行为选择红灯倒计时末尾的驾驶行为百分比（%）提前发动车辆，绿灯一亮就冲出27.0慢慢滑过停车线，绿灯启亮时加速更快25.8继续等待直到绿灯亮在起步46.6其他0.6由上表3可知，若采用倒计时信号灯，将有50的车辆的启动延迟时间将减少。在王岩的基于交通安全的交叉口倒计时信号灯设置研究一文中指出，该延迟时间可降低约2s左右，但由此将导致所需要的绿灯间隔时间变长。此外，笔者认为，红灯倒计时还有一项弊端。其会引起首车在绿灯启亮前车辆就提前开动，若与上一相位抢绿尾而滞留在交叉口来不及驶出的车辆相遇，则会引起交通事故，而且，由上表2和表3可知两个冲突方向的车辆都高速抢行，可能引发严重、特大交通事故。4、倒计时信号灯存在的问题与弊端虽然倒计时信号灯有一定的优点，如提供准确的交通控制时间信息，满足交通参与者的心理需求，深受广大民众的欢迎。但是，在上文的应用现状分析中我们可以看出倒计时信号灯在带来一些好处的同时，也存在着一定的交通安全隐患，影响了交通安全效率。下面将具体说明倒计时信号灯存在的一些问题和弊端。4.1法律不健全，规范不统一（1）缺乏健全的法律法规道路交通需要严格的立法制度，不然在处理交通事故纠纷和监督驾驶行为时，缺少公正严明的执法依据。倒计时信号灯会导致车辆在绿灯尾和红灯尾高速通过交叉口，出现该问题的一方面原因是法律规定不完善。道路交通安全法中规定，遇到黄灯时，车辆应停在停车线以后；若车辆已经越过停车线，可以继续通行。但是，实际有一部分车辆在黄灯亮时虽然尚未越过停车线，但已经很接近停车线，若在停车线前紧急刹车有可能妨碍交通安全，应允许该部分车辆继续通行5。所以，这就给予驾驶员在绿灯尾和红灯尾高速通过交叉口的机会，而不受法律条规的约束。笔者认为，法律应补充一点，严格禁止超速通过交叉口，严格禁止在红灯期间通过停车线。（2）缺乏统一的装置设置规范信号倒计时装置是近年来出现的新生事物，国家没有对其装置的设置和使用做出明确统一的规定，尤其是在信号配时方面没有根据其特点进行具体的研究，直接采用与普通信号灯相同的配时方案。由上文的应用状况可知，在倒计时信号灯下，车辆通过交叉口的速度与普通信号灯下的不同，因此其冲突点、通过时间都会有所改变，因而直接采用与普通信号灯相同的配时方案是不科学的。上一相绿灯末尾和下一相绿灯初期的车辆在交叉口有发生冲突的危险。而且由上面的分析可知，此时上一相尾车和下一相头车到达冲突点的车速度都很高，一旦发生事故，后果将很严重。4.2交通安全隐患增加，交通安全效率降低采用倒计时信号灯的根本目的在于提高交叉口的安全性和效率，然而，在实际应用和研究中表明倒计时信号灯不但未能解决一些交叉口交通安全问题，反而增加了交通安全隐患，降低了交叉口的通过能力。（1）倒计时绿灯尾和红灯尾易造成交通安全隐患由上文的分析可知，在剩余绿灯时间较少的情况下会引发大部分驾驶员加速抢过交叉路口。如果驾驶员对通过时间判断失误，再加上车辆高速行驶，则容易造成重大交通事故。同样，由上文可知，在倒计时红灯尾时，部分车辆提前启动，并加速驶入交叉口，也就意味着提前到达冲突点。此时，如果与上一绿灯相位中抢绿灯尾的车辆相遇，且两车都处于高速行驶状态，则会造成后果不堪设想的交通事故。此外，若红灯时间很长而红灯倒计时的设置时间也较长，会引起在停车线前等待的驾驶员的心理焦虑感。（2）未能降低交叉口车辆违章通行比例新加坡南洋理工大学的KMLum和HarunHalim采用了前、后对比的方法，对新加坡交叉路口安装的绿灯信号灯倒计时显示装置对驾驶行为的影响进行了相关研究。调查统计结果如下表4和表5所示6。结果表明，绿灯倒计时信号灯在交通量低的情况下，能很好的起到减少车辆违章闯红灯的作用；而在交通量大的情况下效果不明显。表4不同时段闯红灯车Timeofday(h)TrafficvolumestatusRed-violationnumbersBefore1.5-monthafter4.5-monthafter7.5-monthafter00:00-07:00Low511072807:00-09:00Rising1704109:00-20:00High7033278720:00-24:00Failing4891126Total1865249142由上表4可以看出，虽然在交通量较低的情况下，闯红灯车辆数有所降低，但是在9:00-20:00交通量较大的期间，绿灯倒计时并未能明显减少闯红灯的车辆数。此外，安置倒计时信号灯后，随着时间的推移，闯红灯车辆数逐渐增加。尤其在七个半月之后，高峰期时闯红灯车辆数已经高于安置普通信号灯的交叉口。由此可见，绿灯倒计时信号灯在交通量低的情况下，能很好的起到减少车辆违章闯红灯的作用；而在交通量大的情况下效果不明显。而且，绿灯倒计时安装后一个半月月，闯红灯行为显著下降，但是随着时间的推移，闯红灯行为逐渐增加，且高于普通信号灯交叉口。（3）需要更长的绿灯时间间隔，降低交叉口的通行效率绿灯间隔时间交通信号的一个重要组成方面，是关系到交叉口安全的重要因素。绿灯间隔时间，是指一个相位绿灯结束到下一相位绿灯开始的时间间隔。通常一个相位绿灯时间结束之后，总要插入一段黄灯和全红灯(即各相位均为红灯显示)时间，以确保已通过停车线驶入路口的车辆，能在下一相位的头车到达冲突点之前安全通过冲突点。同济大学的杨晓光教授等人关于倒计时信号灯对驾驶行为影响的研究表明，倒计时会诱发一部分驾驶员在绿灯末尾时加速通过路口，同时在红灯变绿灯时，车头提前高速到达冲突点。这样绿灯尾和红灯尾两个冲突方向的车辆都高速抢行，就有可能引发重特大交通事故，因而需要更长的绿灯间隔时间保证信号换相时的交通安全。如果增长绿灯间隔时间，倒计时装置又会降低了交叉口的通行能力，不合适的绿灯间隔还会造成严重的交通冲突。建议谨慎采用机动车交通信号灯倒计时装置7。此外，绿灯尾抢过交叉口的行为扰乱了交通秩序，增加了交通安全隐患，反而降低了交叉口的通行效率。4.3不能适应智能化交通信号控制的发展现有的交通信号控制方式主要有：固定配时、动态方案选择配时模式、感应控制模式和自适应控制模式这四种模式。如果信号机采用的是固定配时或动态方案选择控制模式时，由于周期以及各阶段时间固定，采用通讯方式的倒计时器完全可以实现与信号灯的全程同步显示。但是在自适应控制和感应控制模式这两种控制模式中，信号机的周期长度是实时调整的，倒计时显示器就无法满足对可变相位时间的倒计时要求。而自适应控制和感应控制模式是实现智能化交通信号控制的基础和初步，所以倒计时信号灯不能适应智能化交通信号控制的发展。在倒计时信号灯使用不合理的情况下，还可能阻碍智能化交通信号控制的发展。虽然单相位的倒计时信号灯可以适应实时信号控制系统，但是，最后10s的倒计时显示情况同上述分析的绿灯尾和红灯尾情况相同，容易导致严重的交通事故。城市道路交叉口信号控制的评价标准主要有：安全和效率等。然而综上分析，我们可知倒计时信号灯不但未能提高交叉口的安全性和效率，反而使之降低。虽然，该种信号灯满足了交通参与者的心理需求，但是由上分析可知，其弊大于利，容易引发重大交通事故，因此，笔者认为应谨慎使用倒计时信号灯。5、改进措施倒计时信号灯带来的交通安全隐患表明该种信号灯并不是理想的信号控制设施，并不适合推广使用。因此，笔者认为我们应积极寻找与研制可以提高交叉口安全和通行效率的交通控制技术。此外，由倒计时引发的抢绿灯尾和红灯尾的现象，也反映了目前法律法规的缺失和国民素质不高等问题。为了提高交通安全，这些问题也急需解决。所以，本文从改进交通信号控制、完善法律规范和提高国民素质等三个方面提出针对提高交通安全的改进措施。5.1建立健全法制体系，统一设备使用规范完善法律法规，严明的立法是严格执法的依据、前提和基本保障。首先，应明确黄灯的含义，明确约束黄灯时的驾驶行为。如像抢绿灯尾和红灯尾问题，法律上可以补充严格禁止超速通过交叉口，严格禁止在红灯期间通过停车线。针对新起的各种信号控制设备制定统一的装置和使用规定，明确规定各控制环境下合法的驾驶行为，严禁违法驾驶。同时，还需要根据各个各个控制设备的特点，配置相应的配时方案，不可直接搬用已有的配时方案。只有完善的法规和统一的规范才能让交通信号控制发挥更有效的作用。5.2加强交通安全教育宣传机动车在绿灯倒计时末尾加速抢行是形成严重交通冲突的主要原因之一，这也体现了交通参与者的素质不高，交通安全意识薄弱。因此，应加强交通安全宣传教育，营造交通安全文化氛围，加强交通安全文化建设，以提高交通参与者的交通安全基本素质，使机动车驾驶人养成“友好驾驶”和“文明出行”的习惯。5.3倒计时信号灯改进与替换由上文分析可知，应谨慎使用倒计时信号灯。在交通量较小的情况下可以考虑，但不建议。因此，有必要对倒计时信号灯的弊端进行改进，或者寻找跟好的交通信号控制设施来替换。（1）倒计时信号灯重新配时设计由于倒计时信号灯在绿灯尾和红灯尾容易导致车辆高速通过交叉口，极易引发交通事故，所以应延长绿灯间隔，重新进行合理配时，从而保障交叉口的安全性。杨晓光著的城市道路交通设计指南对绿灯间隔时间的研究认为，在对交通流运行比较有利的条件下，绿灯时间间隔应满足以下条件：tz+tWA+txtjA+tq+tha式中，tz制动时间；tWA上一相尾车自停车线到冲突点的行驶时间；tx车辆安全交叉时间；tjA绿灯间隔时间；tq车辆启动反应时间(通常取2s)；tha下一相头车从停车线到冲突点的行驶时间8。因此，在重新对倒计时信号灯进行配时时，应考虑在绿灯尾和红灯尾车辆到达交叉口冲突点的时间。由于红灯尾时，车辆已做好启动准备，所以，对于车辆启动反应时间也应重新计算。（2）采用机动车红灯+黄灯的交通控制方式红灯+黄灯较早出现在英国等地，它是红灯和黄灯同亮的一种交通信号。在英国，红灯+黄灯是绿灯之前让司机为即将来的绿灯信号做好准备的一种过渡信号。在红灯即将结束时，红灯+黄灯一起亮，可以提示驾驶人绿灯即将起亮，可以作启动准备，从而减少启动延误。但是，采用该种方式，也应先在法规上，定义该灯色组合允许车辆提前做好启动准备，但同红灯一样，严禁车辆通过停止线。李克平和王长君在城市道路交通信号控制的若干问题中指出，红灯+黄灯组合亮起时间以2s为宜(时间过长不利于交通安全)。虽然仅仅涉及每个信号周期约2S时间，但按照交通观测，车辆通过停止线的平均时间是2s，也就是说，采用红灯+黄灯的组合控制可以使每个信号周期增加1辆车的通行能力，或者说每个信号周期减少1辆排队车辆.这既可以弥补绿灯启动的损失时间，同时在法规上也没有漏洞。所以可以推荐采用。（3）采用自适应控制和干路协调控制自适应信号控制可以根据车流检测来灵活分配绿灯信号。如在没有左转车辆到达的周期则跳过左转相位，从而大大提高交叉口通行效率，减少绿灯时间浪费。同时，自适应信号控制也是实现公交优先信号控制的前提条件。组织好干路协调控制可大大减少车辆在交叉口的停车次数、行程时间及制动、启动、加速过程，并降低油耗、减少排放和交通噪声，也可以保障交通安全。同时，采用自适应控制和干路协调控制也是发展智能交通信号控制的基础。有利于信号控制智能化、高效化、安全化等方向的发展。6、总结本文主要分析了倒计时信号灯的优缺点，根据国内的一些调查，分析了倒计时信号灯的应用情况。倒计时信号灯虽然可以向交通参与者提供准确的控制时间信息，满足了交通参与者的心理需求，便于其提前做好驾驶速度变换的准备，从而深受广大民众的欢迎。但是，在实际应用中，倒计时信号灯容易导致车