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被忽视的交通信号细节:临时交通信号灯

细节永无止境,重要的是观念和认知

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在交通信号控制设备中有一种非常不起眼的特殊装置:临时交通信号灯。此类产品一直以来都是被当成简易控制装置看待,仅在应急情况下才被想起,对相关产品的技术要求、应用研究一直没有得到足够的重视,相关的标准规范一直以来也严重缺失或者仅寥寥数语。甚至同类产品的销售渠道已经早早迁移到了某宝上。

但在我看来,无论是常设的交通信号,还是临时的交通信号,都是交通控制设施,都应该满足最基本的安全、性能要求。对于用路人来说,这都是会影响到他们生命财产安全的关键设施。

以下是我对于临时交通信号装置的几点思考,供同行参考:

■ 临时信号灯的应用场景

通过分析应用场景,可以让我们重新建立对临时交通信号灯的认知,下面简单列举几种使用临时信号的场景和面临的需求与现状:

1- 应急替代:在交通繁忙、交通安全问题突出的关键路网节点,当常设信号灯故障时,往往需要用临时信号灯代替;为了将设施故障对交通的影响降到最低,临时信号装置应尽可能保持与原控制模式、方案、相序保持一致;

需要强调的是,临时信号灯的视距视区要与原装置保持一致,尤其是面对几何条件特殊、交通流运行速度较快的路口时,保障视距视区的尤为重要。

关键路口还要考虑到为交通指挥人员提供与原设施一致的路口操作模式,对于重要路口,还应该具备与中心信号控制系统通信能力。

2- 作业区管控:为满足交通事故处置、道路施工作业区管控需求,需要设置临时交通信号灯对交通流进行控制。这类需求的交通现场环境往往十分复杂甚至混乱,对临时交通信号装置往往会提出如安装位置、信号输出方式、复杂联动控制等多方面特殊需求;常常会出现路口控制与车道控制混合、信号灯、诱导屏、警号音频等多种控制信息联动的需求;伴随作业现场的动态变化,控制布局也要随时响应。

3- 应急部署:在新建成区域、或由于重大城市活动、应急事件响应等需求,经常会临时产生一些需要进行交通信号控制的区域,但是受条件制约暂时无法实施固定信号灯工程,临时信号装置成为必然的替代选择。

这一场景通常的特点是交通流运行不规律不稳定,现场配套装置缺乏,因此要求临时信号装置既要具备可快速部署、快速回收、可靠运行的能力,还要具备交通流感知与检测能力、动态适应交通流变化的智能化控制能力。

可以发现上面三种场景下,临时信号灯所面临的应用需求并不比正式信号灯简单,甚至可能更复杂;需要应对的控制需求更多样。同时还要面对更加恶劣的运行环境,因此对产品功能、质量有更高的要求。

将临时信号灯理解为低标准的简易信号灯设施的想法是非常错误的,这一点尤其应该引起重视。那些无法满足核心需求的临时信号产品,以及随意设置的临时信号装置,不仅不能起到应有的作用,反而可能引发更加严重的安全问题。

■ 临时信号灯基本要求1:应该满足最基本的停车视距要求

在交通信号设计相关的诸多重要因素中保障安全停车视距是最重要的一条,提供足够的停车视距是保障信号控制安全的基本底线,停车视距不足往往是引发闯红灯行为、造成追尾事故的主要成因。

信号设计中信号灯具尺寸(直径)、亮度、安装高度、位置、灯罩形状、朝向、信号光投射有效角度范围等诸多因素都会影响停车视距。这些内容在相关的国标(GB14887-2011、GB14886-2016)中都有明确的要求,无论是常设的信号灯装置,还是临时交通信号灯都应该遵守。

现状是,常见的临时交通信号灯普遍存在的问题是:“低、矮、小”;临时灯具不仅不具备足够的高度,在路幅较宽的情境下连基本的视角范围都无法保障,因此完全不可能提供足够的安全停车视距。这样的临时信号灯只能勉强应用于双向两车道小微路口的应用。

■ 临时信号灯基本要求2:应具备灵活的控制功能

随着交通信号精细化控制的逐步深入,越来越多路口采用了将复杂的交通渠化和多样化的相位组合、控制模式、控制方案、控制策略相结合的控制手段,交通信号控制已经和空间设计紧密耦合在一起。一旦出现故障,临时替代的控制设备必须能够模拟原有的基本控制逻辑,否则不仅影响交通运行效率,还可能导致严重交通安全问题。

比如,一个多相位有左转专用车道、设置了左转待转区的路口,突然有一台只有两相位的临时信号设备会发生什么结果?是可想而知的。现实中还有更复杂的行人二次过街、行人全向过街、非动车厢式控制、环岛控制等等场景。

更进一步,在一些城市交通关键通道上,上下游路口间信号协调运行的重要性一旦被破坏,引发的交通拥堵可能迅速蔓延,因此,对临时信号装置参与区域协调的能力也提出了新的要求。

现状是,目前绝大多数的临时交通信号装置只具备简单的2相位定时方案控制能力,完全无法应付上述这些看起来复杂,但实际应用中上已经成为常态化的基本需求。

■ 临时信号灯基本要求3:满足行人信号控制需求

从人本交通的视角来看,任何交通信号控制装置都应该首先考虑行人的交通需求,考虑交通弱势群体的交通需求,提供舒适、安全、无障碍的交通控制服务。

尤其是在非常态的应急处置、作业区管理等场景下,行人更容易暴露在危险之中,一些交通弱势群体如视障人士、轮椅出行者、儿童、老人等,他们面对的是不同于以往的、更加不熟悉的交通态势,此时的交通控制设施应该为他们提供更加有效可靠的交通安全保障。

现状是,我检索了一下国内相关资料,几乎没有找到能够为行人提供临时交通信号的产品。更谈不上为特殊人群提供无障碍交通信号的临时交通控制设施产品。

■ 临时信号灯基本要求4:可分布式与控制安全需求

一个无法回避的现实是,大多数中国道路的车道数多、路口物理空间大,为保障视距视区和对多模式交通的控制需求,路口中交通信号输出装置(信号灯具、声讯装置、可变标志)数量大、分布广、种类多。

在传统的信号工程中,这些信号输出装置均由集中的电缆系统连接,由统一的信号控制机控制,形成了成熟的冲突检测、状态监测机制,设备运行状态实时可测可控。

但在临时应急情境下,无法通过管线施工为临时信号装置敷设完整的电缆系统,如何快速构建一套分布式、安全、可靠的路口临时信号控制装置是一个必须解决的问题。这时的临时信号已经不再是一个小装置,而是一个要求同时具备产品安全和交通控制安全标准的微型控制系统。

现状是,目前几乎所有的临时信号装置都是一体化的简单装置,完全不具备分布式组网、协同控制的能力。

■ 临时信号灯基本要求5:产品之外的话题

与临时交通信号控制这个话题相关的远不止产品功能这一个方面的内容,还包括一系列交通工程问题,涉及设计、管理、运行、法规等多个方面。比如临时交通信号灯与临时道路速度管理、临时信号灯的设置周期、临时信号灯与正式信号灯的切换安全、临时信号灯与道路标志标线的协同、临时信号控制情境下的执法等等。

■ 国外同类标准

在MUTCD中有专门的章节对临时交通信号进行了规范,这里只简单罗列相关章节题目和关键内容,详细内容解读后续再说。其中主要包括:

4D.32 临时可移动交通信号(Temporary and Portable Traffic Control Signals)中规定“临时交通信号必须满足常规交通管制信号的物理显示和操作要求。”

5G 临时交通控制区(Temporary Traffic Control zones)、6C 临时交通控制要素(Temporary Traffic Control Elements)对临时交通控制相关的标志标线设施等进行了定义。

■ 国内外同类产品

这里只选两张国内外临时交通信号灯的图片,有图有真相,就不做更多评论了。(图片来自互联网)

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中国

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美国

结语

交通工程这个专业领域中有无数的细节。

所以当有人感慨中国的交通市场已无事可做的时候,我总是觉得一切才刚刚开始。因为细节永无止境,重要是观念和认知,正如临时交通信号这一个最细分的领域,同样涉及产品、设计、工程、运营、优化、养护等等很多细节,如果我们只是把它看成一种应急替代的权宜之计,那它就是一台太阳能供电的驮着四组信号灯的小车,如果我们认识到知道它背负的是交通效率与生命安全,我们看到的是无数可以认真思考并加以完善提升的细节和广阔的产品空间。

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