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张福生:黄灯的困境及思考

2022-05-24

来源 : 赛文交通网

作者 : 张福生

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这是一篇十多年前写的东西,内容是关于黄灯的讨论,本以为关于这个话题早就达成了共识,没想到最近一段时间又因为几起“闯黄灯”的文章引发了激烈的讨论。所以翻出这篇旧稿,把过于理论的部分删除掉,再唠叨一下黄灯的问题。

现实中,最难沟通的不是艰深的高技术,往往是对一些常识的认知;高深的技术只有专业人员才有话语权,别人都插不上嘴;而常识是每个人都认为自己懂的范畴,所以很难互相说服,也很少人愿意通过思考来颠覆自己对常识的认知。

于是就形成了一种奇怪现象:你以为我懂,我以为你懂,但互相讨论起来才发现,你的懂和我的懂不是一种懂,甚至相差十万八千里,所以讨论常识问题就经常会陷入“一说就懂、一问就懵、一讨论就吵架”的困境之中。黄灯就是这样一个陷入“困境”的问题。

巧合的是,交通信号中的黄灯就是为了解决“信号困境”而生,为了把问题表达清楚,我这里自作主张把黄灯的困境分为两种,一种是用路人与管理者在认知上的“困境”,另一种是控制理论上的“困境”。

先说说通俗意义上对黄灯认知的“困境”:当信号灯由绿灯变黄灯时车辆到底是否允许通行,也就是否存在“闯黄灯”这种定义。

要说清楚这件事,需要从几个方面来讨论,首先是法律上如何定义(是否允许“闯”),现实中能不能不“闯”,“闯”了怎样保证安全,实际操作中该不该“闯”。(为避免不必要的误解,这里的“闯”都加了引号,意指黄灯期间通过停止线的行为,仅为通俗易懂,并非鼓励去闯)。

一、是否允许“闯”

要说清楚这件事情,需要咬文嚼字一番,来看看相关法律中关于黄灯的规定:

先看,《中华人民共和国道路交通安全法》第二十六条:“交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示”。这里对红灯、黄灯的作用进行了明确的规定,即,黄灯是“警示”,红灯是“禁止”,换句话说黄灯并非表达禁止通行的信号。因此不能把黄灯与红灯的作用划等号,否则黄灯将失去存在的意义。

再看,《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第三十八条:“机动车信号灯和非机动车信号灯表示:1. 绿灯亮时,准许车辆通行,但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行;2. 黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行;3. 红灯亮时,禁止车辆通行。”在这一条中并列提到了“红灯亮时、黄灯亮时、绿灯亮时”,这三个“时”的含义是什么?含义是否一致?我的理解是,这三个“时”所指的应该是一个过程的时段而非一个瞬间的“时刻”,且其含义应该是一致的。通俗的说就是,红灯期间禁止通行,绿灯期间允许通行,黄灯期间已越过停止线的车辆可以继续通行。

以上,是我个人对相关法律法规的理解,是否允许“闯”应该清楚了。

二、能不能不“闯”

要回答这个问题,我们先忽略掉各种恶意操作的不良驾驶行为,只看正常驾驶情况下面对黄灯可能出现的情境。

当黄灯亮时,入口车辆距离停止线的距离可能是0到x米远,如果驾驶人看到黄灯时,做出的响应是采取制动措施试图停车,这个过程需要一系列的动作完成,需要反应时间和操作时间,在这段时间中车辆还会继续向前运动一段距离。这个距离即与车辆速度相关,也与路面摩擦系数、车辆减速度、道路坡度、天气条件等很多因素相关。这个距离包括驾驶人反应时间车辆运行距离与刹车制动后运行的距离。

举一个例子,用最基本的初中物理知识,假设车辆运行速度50公里/小时(每秒14米),驾驶人反应时间1秒,刹车减速度3.4米/平方秒,可以计算出当面对黄灯时,驾驶人决定停车后至少需要42米的距离,车辆才可以减速到零达到停车目的。

也就是说,在黄灯启亮时刻,50公里时速运行的车辆,如果距离停止线距离少于42米即使想停车也停不下来,这种情况下“闯”是必然的、不受主观意志决定的结果。

当然,不同运行速度、路况环境下,这个临界距离也各不相同;也正是这个原因,在交通信号灯诞生之初,只有“红绿”两种信号状态时经常会发生交通事故,而这也正是黄灯信号存在的意义。

继续上面的例子,同等工况下,如果驾驶人想要保持原来的速度通过路口,匀速运行(50公里/小时,约14米/秒)情况下,可以分别计算1秒、2秒、3秒的运行距离分别是14米、28米和42米,如果黄灯时间为1秒,就会出现一段“两难”区间(车辆和位于距离停止线42米-14米之间),在这个区间内的车辆陷入了“既无法安全减速停车,也无法保持速度通过停止线”的进退两难的境地。

要避免这种两难困境,只有通过设置合理的黄灯时间才能解决,以上面的数据为例,只要黄灯时间大于等于3秒就可以消除这种进退两难。这只是常说的“黄灯困境”的一种情况,当然实际环境中还有“驾驶人决策差异”、 “反应时间差异”等等很多问题也会带来各种其他种类的“黄灯困境”,这些不是本文的重点。

到此,面对黄灯到底能不能不“闯”,也该有明确的结论了。

三、该不该“闯”

通过前面两条,我们既理解了法律规定的含义,也证明了理论上的困境,以此为指导就应该知道实际操作中如何面对黄灯。

对于驾驶人,面对黄灯时,要判断当前速度下是否能够通过停止线,能通过则可以过,不能通过则应采取措施安全停车。基于安全考虑,实际操作中应采用防御型驾驶策略(保守策略),为避免造成后车追尾事故,在不采取急刹车操作的前提下,如果可以在停止线前停车,则应停车,否则可以保持当前速度通过停止线。

对于管理者,也应该正确认识“黄灯”信号在消除控制困境上的作用,修正对“闯黄灯违法”的执念,通过设置合理的信号配时参数保证车辆面对黄灯时的安全。

通过上面的分析我们也知道,设置信号中黄灯时长的主要参考因素是交通流的运行速度,在允许的运行速度范围内、通过设置科学合理的黄灯参数,就不存在“闯黄灯”概念。

当然,对于那些在面对黄灯信号时恶意超速通过路口的交通行为,要认识到“错在超速,而不在黄灯”,是否应以“闯黄灯”作为处罚依据,值得探讨。

四、如何保证安全

回到最近的几个关于“闯黄灯”的案例,稍加分析就会发现存在着一个共同的问题:路口相位间隔时间不足,甚至存在黄灯与冲突方向绿灯共存的情况。在这种信号参数配置下,不能够保障进入路口的车辆安全清空,存在“天然”的安全问题,即使处罚了几个“闯黄灯”的驾驶人,也无法从根本上消除安全隐患。

解决方案应以设置合理相位间隔时间为基础,所谓间隔时间就是一个相位红灯启亮时刻和下一个与之冲突的相位绿灯启亮时刻之间的时间差,如果间隔时间设计错误,就会造成的一股交通流没有安全通过,另一股交通流已经进入路口并到达冲突点的风险。通过合理设置间隔时间,可以保障当前相位过程中最后进入路口车辆能够安全通过,且不与冲突方向车辆存在碰撞风险。

在路口交通信号设计中,相位冲突矩阵设计、冲突相位安全间隔时间(也称绿间隔时间)设计都是最基本的设计内容,这些参数的设计与路口物理环境、几何形态、视距条件、交通流速度、车辆类型、交通流流线等很多因素相关,需要认真分析、精心计算、审慎设计才能最终保证路口的控制安全。

尤其重要的是,在计算绿间隔时间时,要十分慎重注意黄灯期间可能有车辆进入路口。实操上,可能大多数路口在相位切换是采用固定的短时全红(如全红2秒)的简单处理方式,这也许对于大多数路口是有效的,但是对于异形路口、超大型路口仍然可能无法满足基本的安全要求,需要尤其慎重处理。

五、非机动车与行人的清空问题

既然我们知道路口安全间隔时间与交通流运行速度相关,那么在设计黄灯时间、绿间隔时间时就要充分考虑不同交通方式之间运行速度差异。

尤其是面对路口中的非机动车时,由于非机动车运行轨迹、运行速度明显不同于机动车(自行车通常运行速度是15公里/小时),所以对于非机动车信号应该设置不同的黄灯时间与合理的清空时间,以保障非机动车的安全清空。

同样道理也适用于行人交通信号的设计,在行人信号设计中应通过专用的信号输出(绿闪、红闪或全红)来表达清空状态,要单独设计闭关保障充足的清空时间(通常以行人步速1米/秒)来确保行人通过路口的交通安全。

六、由黄灯问题引发的其它思考

以下是我个人关于黄灯问题的猜想,也许正是由于对黄灯理解与执法上的“困境”,造成了驾驶人在黄灯期间不敢通过路口,甚至造成路口追尾事故。于是,为了提前告知驾驶人黄灯即将亮起,而增加了许多额外的信号输出形式,包括黄灯之前的绿闪信号、倒计时等辅助信号措施。

这些措施不仅无形之中模糊了黄灯本来的控制语义,消减了黄灯在控制中的作用,还形成了很多驾驶人在绿闪期间或倒计时最后几秒时已经开始减速或停车的驾驶习惯,客观上降低了路口绿灯的利用效率,造成不必要的通行能力损失,这也许是造成交通拥堵的一个原因吧。

七、结语

一个无法回避的现实是,许多信号控制路口在安全设计上存在严重缺失,一些信控产品在安全保障措施上也同样存在漏洞,这些都要通过不断完善产品功能,改善工程应用来加以改进,最终实现安全高效的交通控制目标。

短短3-4秒的黄灯信号,看起来很小,却是交通信号控制中的最基本问题之一,这个问题搞不清就会带来“基础不牢地动山摇”的影响。最后,在智能交通已经受到广泛高度关注的今天,在充斥着“自动”“智能”“智慧”的语境中,希望能给类似黄灯这样的基本常识留下一点讨论与传播的时间与空间。

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