满足小城市道路畅通交通信号灯简化设置的探讨

赵 军

（日照职业技术学院，山东 日照 276500）

城市道路畅通的意义非凡。

道路是城市的血管，道路畅通不但让居民心情愉悦，还能节约时间成本，提高工作效率，提高城市形象，对节能环保也有重要的意义。

车辆的日益增多，堵塞成了家常便饭，也是在所难免的事情，可是在现有的设计规范和实际应用中不难发现，信号灯的设置还有许多待改进的地方，尤其是复杂的模型理念，在不发达的地区，推广的时候遇到了很多困难。本文以小城市为例，在没有巨大交通压力下，探讨信号灯设置可简化的思路，以寻找更简单的设计方法方便管理者用于实践中去。

信号灯设计时遇到的困难主要有：

1）中小城市道路管理人员更趋向于使用现有信号灯的设置。信号灯设计的改革需要大量的资料支撑，和先进的控制系统，这是小城市管理人员很难具备的。资料的搜集需要很多人力物力，引进高水平的管理人才也不能发挥其用，同时也需要领导的改革魄力，接受现有的信号灯设置往往是最终的选择。

2）复杂的城市道路环境。尤其是旧城区的道路环境，由于初期缺乏合理的规划，使如今的道路管理带来相当大的影响。道路狭窄、人流量大、摆摊占道严重、道路质量差以及长期养成的不良习惯等。不合理的交通引导时间长了会形成恶性循环，违章也变得理直气壮，增加了监管的难度。

3）驾驶人员的素质。城市道路畅通要以遵守交通规则为前提，在城市路段超速、占道、违章停车，甚至逆行、闯红灯，而管理者又没有办法进行全方位的监控，这就使道路流通的管理造成了很大的影响。

那么，如何有效地解决这些问题呢？笔者经过长时间的实践分析和模拟，总结出以下几点：

1）既然不能做到整个城市道路的畅通，那么可以选择某一范围的路段进行设置，或者先考虑主干道的畅通。由局部到整体扩展进行信号灯的设置是道路不规则城市处理交通有效的方法。

2）重点设计新市区道路。新市区道路规划好，道路的辅助设施完善，人流车流易控制。道路路况对交通的影响也很大，是行驶速度均匀的保障，并且事故也相对较少。另外，控制设备的完善也有利于交通的控制。

3）优先考虑车流较少的路段。车流量大，滞留车辆增多，很难进行有效的信号灯设计。

4）提倡匀速行驶。通过警示牌或其他宣传手段，鼓励市民按规定匀速行驶，为城市道路信号灯设计提供理论保障。不管是从节能还是安全上考虑，按规定的速度行驶对驾驶员或城市交通都是最理想的行驶状态。

5）简化数据模型。比如，将每辆车从启动到驶过路口的时间简化为固定的3 秒（不考虑其他因素的影响，因为那些因素都是不确定性的，对整个信号灯设计起不到关键的作用），那么10 辆车则可以用30秒的时间去代替，均按匀速行驶。以图1 为例：

图1

ABCD 顺序方向为主干道，1-4 顺序方向为次干道。方格间距均为2KM，主次干道车速均为60KM/h（不同等级的道路规范要求的时速也不一样）。

从A1出发的车辆，2 分钟后可以到达下一个路口B1或A2，以每2分钟10 辆汽车通过为假设，要保证在车辆在到达下一个路口时恰好绿灯，那么首先，B1或A2路口绿灯时间设置≥30 秒，保证所有的车辆通过，然后，满足红绿灯循环的时间为2 分钟的整数分倍同时不能小于规范的最小时间，即B1或A2路口最终的红绿灯循环时间可定为2分钟。而2 分钟的循环正是一个路口到达下一个路口的时间，以此类推，也就是说方格网里ABCD 顺序方向路线路口可设置相同的红绿灯循环时间，而1234 顺序方向路线只需顺延左转的时间即可（如B1左转的时间为20 秒，那么B2红绿灯的时间就延后20 秒）。

这种假设的模型虽简单，但也会遇到很多问题。

1）如何在城市中选取近似图1 的道路网络呢？

我们可以把图中的各路口称为标准路口，而这些路口是可以不用连续选取的，从城市道路网络中选取特殊路口即可，在道路畅通的前提下，标准路口之间的普通路口不考虑占用时间。因为某一路段的停顿，不会影响后面路段的畅通，这便是局部畅通的理念。

2）同一顺序方向上，各路口车流量变化对信号灯设置的影响如何处理？

比如A1B1C1D1线路上，C1路口的车流量比其它路口大，则可以通过B1C1C2左拐限行，提倡B1B2C2线路，以达到车流量均衡的目的。

综上所述，对小城市来说，简化的模型理念更加适合，局部畅通的目标更为实际。