关于图形计时红绿灯的应用研究

郝德强 武秀文

摘 要：本文通过对青岛市交通的综合条件进行调研，确定图形计时红绿灯的应用范围，对投入使用的可能性进行理论分析。最后，结合调查数据和国家政策法规进行合理分析，提供关于图形计时红绿灯应用实际的可能性，同时，为技术实现和针对性投入使用提供理论性指导意见。

关键词：图形计时;红绿灯;应用研究

1 图形计时红绿灯的设计背景

在中国，交通信号灯变换的顺序是：绿灯（通行）、黄灯（准备停止）和红灯（停止），小路口上的交通计时红绿灯通常是时间到了，红灯直接变绿灯，或者是绿灯闪烁后变黄灯再变红灯，不配备有数字倒计时显示装置。这样一来，驾驶员常常会因不能确定什么时间红绿灯会变化而当红绿灯变化时慢几秒动作，导致后方原本可以通过的车辆因前方车辆的延时而不能顺利通过，极易造成交通拥堵，然而在普通的小型城镇道路交叉路口设置带有数字倒计时功能的红绿灯又显得不十分必要，容易造成资源浪费。现有路口交通计时红绿灯的计时是采用秒数倒数的方式，秒数倒数后红灯变黄再变绿灯，或者是秒数倒数后绿灯变黄再变红灯。这种秒倒数计时的方式不适合普通的小型城镇道路交叉路口上的交通计时，甚至对可移动式红绿灯而言，秒数的倒计时概念是十分不清晰的。作为现有不配备倒计时显示功能的路口交通计时红绿灯之一的可移动式红绿灯，为图形计时红绿灯的应用提供一定的现实可能。无论从二者的实际应用因素的重合性和优势的互补性而言，图形计时红绿灯有完全替代的可能。

2 传统红绿灯与图形计时红绿灯的模式分析

传统红绿灯大都是圆形信号灯，圆形信号灯指的是普通的无图案的机动车或非机动车信号灯。尽管圆形信号灯表达的通行规定适用方向不像箭头信号灯那样直观，但仍然是十分明确的：绿灯时，圆形信号灯表达的通行规定适用方向为直行方圆形箭头行人自行车直行（绿灯时）;直行和左转（红灯时）箭头所指方向或车道步行方式非机动车方式显示图案适用方向、车道、交通方式;红灯时，圆形信号灯表达的通行规定适用方向为直行和左转方向。图形计时红绿灯的设计是基于圆形信号灯的。图形计时的小路口交通计时红绿灯，包括依次排列的红灯、黄灯和绿灯，所述的红灯和绿灯都包括内圆和用于计时的外圆环，所述外圆环是采用顺时针匀速消减计时。改良设计后的有益效果：计时方式内置化、图形化，使得红绿灯计时形象化，且结构简单合理。图形计时红绿灯的工作原理：图形计时红绿灯是把现有的圆形信号灯设计成同心圆，分为内圆和外圆环，红灯亮起时，红外圆环和红内圆同时亮起，亮起后红外圆环自上而下或者顺时针匀速消减计时，计时过程中，红内圆保持亮起静止的状态，当红外圆环计时的最后几秒内，红内圆以一定频率闪烁，直至红外圆环完全消退计时结束，红灯全灭;接着黄灯亮起经闪烁后灭，再绿灯亮起，绿灯的工作原理与红灯相同。

3 图形计时红绿灯的优势

图形计时的红绿信号灯不但具有普通信号灯的全部功能，还在形式进行了改良和创新，和传统的红绿灯比较而言，图形计时红绿灯优势明显。

（1）对于传统的红绿灯模式，图形计时红绿灯将计时器和LED灯芯结构有机结合在一起，设计简单一目了然，可以减少制作成本。

（2）中国现有倒计时装置只有数字版倒计时显示装置，现有圆形信号为主的红绿灯不具备倒计时功能，且配备数字倒计时显示装置的作用不明显，相反会增加可移动式红绿灯的制作及维护成本。

（3）小型城镇交叉路口地形比较狭窄，不易设置大型的交通信号灯。传统的计时与交通灯分离的设计会增加设置的体积与面积，用于小路口造成资源浪费，考虑到现有固定式红绿灯的使用惯性过大，可在试用初期与可移动式红绿灯结合，图形计时红绿灯与现有红绿灯相比存在完全替代的可能性。

（4）对于红绿灯并未设置数字计时功能的小路口而言，行人和汽车驾驶员无法预知等待时间，会产生急躁心理。消减计时的红绿灯模式可以让他们提前计算通行的时间，从而缓解心情。图形计时的红绿灯可以提高车主启动车子的反应时间，从而减少等待，为车主谋福利。

4 图形计时红绿灯应用可能性分析

目前，中国面临新一轮跨越式发展，城市建设步伐不断加快，新城区建设如火如荼，旧城区改造也同步进行，城市道路建设必不可少。在交通设施上，国家也大力提倡科技创新。加快推行预防性养护。研究制订预防性养护指导政策、技术标准。加强预防性养护新设备、新材料、新技术和新工艺的研究，推行低碳、环保、节能养护，努力形成成套技术标准体系。

现有大中城市的道路分为四类：快速路，主干路，次干路和支路。从快速路到支路，其道路网合理的级配结构通常是"金字塔"型，即等级越低的道路其道路网密度越高。而我国许多大中城市的道路网结构却是"倒三角形"的，普遍缺乏次干路和支路，所以国家政策也显示，在近几年的城市道路规划中，会大幅度增加次干路和支路的建设。图形计时红绿灯就是为了配合小路口的交通指示，城市次干路和支路的建设，会使得对这种适用的图形计时红绿灯的需求大大增加。

基于以上问题的分析非常有利于图形计时红绿信号灯的定点推广与有效应用。图形计时的小路口交通計时红绿信号灯作为城市智能交通系统建设的一部分，不仅拥有智能化的控制功能，更节约了资源，将信号灯与计时器合二为一，是工业设计理念服务生活的完美应用。

5 总结

针对青岛市小型城镇道路交叉口而言，尤其是指示灯不配备倒计时功能的路口，指示灯之间的转换增加了可视化的计时指示功能后，可以让出行的人们更好得把握过路口的时间，不会因为红绿灯之间突然的转换而反应不及时导致违反交通规则，也不会因为不知道等待的时间而变得焦急难耐。在试点初期，应用路段当针对青岛市范围内的学校、景区，居民区附近小型交通路口为主，主要与可移动式红绿灯相结合。

这项针对小路口交通的科技创新项目的投入应用使得人们可以更加直观地了解通行的时间和等待的时间，小路口的交通指示更加人性化，且某种程度来说，图形计时红绿灯符合了国家发展规划中政府对公路交通做出的目标，无论从理论上技术上都存在可推广实现的价值。

参考文献：

[1]张静.论信息可视化设计在交通标志中的应用[J].大众文艺，2013.10.

[2]杨华.基于JAVA的十字路口红绿灯系统设计与实现[J].电脑知识与技术，2019.2.

大学生创新训练项目：图形计时红绿灯

作者简介：郝德强（1996-），男，山东临沂人，土木工程专业。