[科普中国]-绿波带

背景资料

最早控制交通的设备是1868年在英国伦敦安装的色灯信号机。它是用煤气灯照亮，后因煤气爆炸而毁坏。1914年在美国克利夫兰开始使用电光源定时信号机。

1918年在纽约开始使用手动红、黄、绿三色信号机。用信号机控制单个交叉口的交通信号称为点控制。随着交通量的增加，逐渐地从对单个交叉口交通信号的控制发展到对同一条道路若干个相邻交叉口交通信号的控制，即线控制。

世界上第一个实现交通线控制的系统于1917年出现在美国盐湖城。这是一种内联式线控制系统,它把一条道路上6个连续的交叉口的信号灯用电缆联接，使用手动开关。此后十年间，先后又试验成功了同时式、交变式、推进式线控制系统，它们都是机械联动。

到50年代，一些国家的汽车保有量进一步增加，线控制系统已不能满足城市道路交通的需要。1952年美国在丹佛市试验用电子计算机对道路网各交叉口的交通信号进行控制，这就是面控制。与此同时，在高速公路上也安装了交通控制系统。

1959年加拿大多伦多市进行实验并于1963年正式安装了世界上第一个实现面控制的面控制系统。此后,许多国家也都采用新型电子计算机,使一个区域内的信号灯协调运转。中国于1932年在广州开始采用手动信号灯，1976年在北京安装了第一台单点感应式信号机，1978年在北京试用线控制系统。

名词释义绿波带是指计算车辆通过某一路段的时间，再对各个路口的红绿灯信号进行协调，车辆在通过时能连续获得一路绿灯的技术。

绿波带一般在道路非饱和状态下才有效。要使绿波带充分发挥作用，首先应建立城市道路的网络分流，分流这两条主干道上的车流量；其次通过非机动车、行人的交通综合治理，提高车辆行进速度，才能使绿波带发挥作用。

交通信号“绿波”控制是一项比较特殊的系统。这项系统一般被称为“绿波带”。城市交叉口信号绿波控制一般是指一条主干道中若干个连续交叉口交通信号间的协调控制。目的是使行驶在主干道协调控制的交叉口的车辆，可以不遇红灯或者少遇红灯而通过这个协调控制系统中的各交叉口。从被控制的主干道路各交叉口的灯色来看，绿灯就像波浪一样向前行而形成绿波，我们称这种交通信号协调控制方式为“绿波带”控制。

此外，绿波带所带来的并不只是安全和畅通，其实绿波带还潜移默化的让交通参与者形成了一种出行时间的规律性。走在没有绿波带控制的一条路上，红绿灯的启动是随机无序的，你不能算出自己到达目的地的大概时间，当交通参与者习惯了绿波带，就能大体知道从出发地到目的地的大概时间，甚至是比较准确的时间，这就方便了大家对出行时间的估计。

在现代城市交通信号控制中，为了保证主要路线的畅通，经常会使用干线协调控制，即“绿波带”控制模式。有了“绿波带”，那么其优先保持畅通的车流，就可以“一路绿灯”地通过其道路控制区域，尽量减少路口的停留时间。当然，“绿波带”主要还是为了保证某个交通流的畅通。

适用范围1、联结两个中心区之间的主要干道，如通往郊区飞机场的道路，通往卫星城镇的道路，小城市的主要干道。

2、实现“绿波带”的路口，其交通流量大致接近。

3、实现“绿波带”的路段，其交通秩序比较好。比如说，很少有行人横穿马路，机动车辆、三轮车和其它非机动车辆都能各行其道

实现方法1、 把要实现绿波的车流，放在第一相位。

2、 基准时间要一致。

3、 周期要一致：时段方案要确立一套为绿波带专用，要设置为一致，所采用的配时方案也要一致。相位一的绿灯时间要一致。

4、 根据路段长度及平均车速，确定绝对相位差。

此外，要把控制模式设定为线控或无电缆协调控制。

路口信号机在执行线控或无电缆协调控制模式时，到了绝对相位差所指点的时间前6秒黄闪，前3秒全红，然后从相位一开始起步，按专用时段方案执行该控制模式。

管理方式1、路口信号机的时钟校准：

2、配时方案的及时调整：

3、新增路口的管理：

场景分析1、路口模型：

实线表示从A到G的车流，其起始时间分别为X1、X2…X6。虚线表示从G到A的车流, 其起始时间分别为Y1、Y2…Y6。Ti 表示路段的经过时间。

那么，X1=X0+T1，X2=X0+T1+T2，X3=X0+T1+T2+T3，

X4=X0+T1+T2+T3+T4，X5=X0+T1+T2+T3+T4+T5，

X6=X0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

此外：

Y1=Y0+T6，Y2=Y0+T6+T5，Y3=Y0+T6+T5+T4，

Y4=Y0+T6+T5+T4+T3，Y5=Y0+T6+T5+T4+T3+T2，

Y6=Y0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

现在假设所有路口的周期相同，都为时间Z。Y0=X0。我们假设两个车流在路口D相遇，那么来看路口D的不同车流所要求实现“绿波带”的起始时间：X3=X0+T1+T2+T3，Y3=Y0+T6+T5+T4。

情况一：假设两车同时相向，

由于Y0=X0，那么：X3=X0+T1+T2+T3，Y3=X0+T6+T5+T4。

要想实现D路口两个车流同时是“绿波带”，那就必须要求X3=Y3。也就是要求

T1+T2+T3=T6+T5+T4…………………………..（1）分析上面公式，明显可以看出，由于路段长度不一致，公式无解。也就是说，两个车流，不可能同时实现“绿波带”。

情况二：假设两车相向，

但是不同时，由于Y0=X0+Q，Q为两车起步时间差，那么：

X3=X0+T1+T2+T3，Y3=X0+Q+T6+T5+T4。要想实现D路口两个车流同时是“绿波带”，那就必须要求X3=Y3。也就是要求：T1+T2+T3=T6+T5+T4+Q…………………………..（2）

分析上面公式（2），也明显可以看出，公式无解。也就是说，两个车流，当个路段的距离不相等时，不可能同时实现“绿波带”。

同理可得出，双向“绿波带”的实现，其必要条件是：各路段的长度都是相等的

效益开车经过路桥大道的有车一族深有同感，以前因为红绿灯多的烦恼，现在大大减少了。说起这种一路绿灯的好处，得益于路桥交警启用的绿波带控制模式。绿波带就是在指定的交通线路上，当规定好路段的车速后，信号控制机根据路段距离，把该车流所经过的各路口绿灯起始时间做相应的调整，以确保该车流到达每个信号灯路口时，正好遇到“绿灯”。

随着路桥机动车数量迅速增长，红绿灯变换等候造成车辆拥堵问题更为突出。路桥交警大队充分考虑城区道路实际情况，发挥交通指挥中心优势作用，将路桥泰隆街自南往北、路桥大道自西往东设置了单向绿波带，也就是驾驶人经过此路段只要按一定速度（高峰40码、平峰50码）行驶，一路上基本绿灯，待时机成熟后，将启用双向绿波带管理。路桥城区其他路段，比如新安街（老104国道），因路口红绿灯系统设置较早、系统陈旧，目前早晚交通高峰时只能靠警力辅助管理，如果条件允许，也可实行绿波带。

根据道路运行车速和路口间距来确定信号绿灯启亮的时间差——相位差，使在上游路口绿灯启亮后开出的车辆，以适当的车速行驶，可正好在下游路口绿灯启亮时到达，如此使进入协调路段的车辆可连续通过若干路口。

对于一些交通量特别大、高峰小时交通量接近甚至超过通行能力的路段，下游路口红灯期间排队过长时，一般会采用同步或提前协调控制方式，使下游路口绿灯启亮时刻与上游路口同步或超前于上游路口，这样就能够避免路段出现严重拥堵的情况。另外，对于一些干道路口间夹杂的流量较小的路口，其实际运行周期接近协调周期的一半时，可对其采用双周期协调，即：小路口每两个周期实现一次协调。

启用绿波带后，驾驶人在该路段行驶基本通畅。但需要提醒的是，如果驾驶人未按照规定速度匀速通过以上路段，等红灯的烦恼依然存在。同时，绿波带只是保证某个交通流的畅通，而要解决城市拥堵难题，最根本的办法是改造道路，发展公交事业，提高道路运载能力，并在市民行车道德上下功夫。

在我国的应用浙江省宁波市宁波市区首批设置“绿波带”的路段有14个，其中有8个是“双向绿波”，4个为“单向绿波”，2个是“潮汐绿波”，“潮汐绿波”根据城市交通大流量不同时段的主要走向来设定。

双向绿波：1)福庆南路(通途路—兴宁路)；2)宁东路(东部新城辖区路口)；3)江南公路(高新区辖区路口)；4)江东南路(灵桥—桃源街)；5)通途西路(鄞州段16个路口)；6)世纪大道(兴宁路—江南路)；7)人民路；8)环城西路(联丰路—环城北路)；

单向绿波：1)兴宁路(彩虹路—福明路)；2)福明路(姚隘路—百丈路)；3)百丈路(灵桥—中兴路)；4)柳汀街；

潮汐绿波：1)通途路(江东段)；2)中山西路(长春路—马园路)1。

广东省湛江市海滨大道自从2015年8月7日在湛江市首次启动；

海滨大道、人民大道、椹川大道、海田路上完成双向“绿波带”建设，乐山路到龙平南路路口和乐山路到永平南路路口，完成单项“绿波带”建设。其中，海滨大道“绿波带”，全长约5.4公里，共有8个信号控制交叉口2。

广东省广州市015年年底，广州市共有38条路段实行“多路口信号联动”。2016年上半年新增了8条，合计46条；

广州新增8条“多路口信号联动”路段，分别为：花蕾路、荣兴路、黄沙大道、阅江路、新港西路、江南西路、元岗路和林和东路；

“多路口信号联动”其实就是老百姓常说的“绿波带”。

江苏省靖江市从2015年开始，靖江市交警大队升级改造交通灯灯控系统，在通江路率先试行双向绿波带，成为靖江市首个双向绿波带道路，通江路的双向绿波带区域共11处红绿灯；

目前，靖江市交警大队在人民南路新洲路至中洲路路段，通过调整红绿灯设备，建成了靖江市第二条双向绿波带道路，人民南路双向绿波带路段全长3公里3。