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摘 要 如今，随着人们生活水平的提高，私家车越来越多的成为大众出行的首选交通方式。城市交通信号灯也逐渐从传统意义上的交通疏导辅助工具转变成适应现代交通发展的多功能交通指挥系统之一。如何将城市交通信号灯纳入城市规划统筹中去，让它更人性化、智能化、低碳化的进行服务已经成为我们不能不面对的一个重要课题。
关键词 城市交通信号灯；节能设计；智能化；人性化改进
中图分类号 TNl41 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0212-02
我国现今采用的交通信号灯多为三色灯并伴以箭头辅助出行，发光耗能大，智能化网络化程度低，在某种程度上而言，相对滞后于当今的城市交通发展的规模和趋势，给交通的各类参与者的出行带来了不便，有必要在一些设计和性能上做出一定的改进和提高。因此，本着针对性，可行性，时效性以及需要性的原则，如何既能低碳环保，又能保证交通参与者和管理者双方的便利，已成为道路交通信号灯发展与改革的一个研究方向。
1 现状调查与分析
1.1 现今国内交通信号灯状况
国内几乎所有的信号灯皆采用红绿黄三色的信号交通灯，并以CPLD设计实现交通信号灯控制器方法或者应用PLC实现对交通灯的控制系统的设计，同时兼有应用单片机实现交通信号灯设计的方法。通常是在十字路口的醒目位置以三色灯指示交通，并伴以倒计时的计时装置控制行车。
1.2 现今国外交通信号状况
现今国外信号灯的主要研究角度为信号灯系统的信息化，即希望可以通过智能交通灯的发展，进一步解决城市空气污染，高能源消耗率等环保问题。
1.3 国内交通灯所存在的问题
1.3.1 信号灯指示方面
1）针对特殊群体没有特别的指示方式。
①色觉障碍群体。我国现行的驾驶员管理办法明令禁止红绿色盲患者考取机动车驾驶证件，但是在色盲的鉴定过程中，往往需要检验报考者对于多种色调在不同亮度下的辨别能力，而现今通常采用的红绿黄三色信号灯，只要求驾驶者可以辨识三色信号即可。这就造成了相当多的色盲或色弱患者其难以实现其机动车驾驶的权利。
另一方面，由于现今多数采用的红绿黄三色信号灯通常图案一致，主要为箭头指示甚至只是全色无图案灯，这就导致非驾驶员的普通的色盲行人在难以辨别信号灯颜色的情况下，又难以通过交通灯的图案指示顺利出行。
②老人小孩等出行高危人群。由于老人、小孩的年龄和生理因素，在观察信号灯变化方面有所欠缺，而对车辆的实时变化情况又缺乏足够的反应能力，而现今的信号灯指示并没有特别的强调这一因素，这就会提高该类人群的出行风险。
2）等待时间的制定上缺乏详细的调查，没有考虑到行人的时间忍耐极限，从而有可能造成不良的出行情绪看，在交通纠纷中会造成更严重的后果。
3）既有指示灯灯杆设计不合理。
灯杆过高，这就导致驾驶员不得不一边抬头观察对面高处的的信号灯情况，一边又需要注意水平方向上的行人，造成驾驶者视觉疲劳和较高的交通安全风险。同时，灯杆高度的设计与十字路口规划没有很好的结合起来，这就造成道路资源的浪费。
1.3.2 信号灯节能方面
现有信号灯的发光体多为白炽灯、低压卤钨灯，发光效率低，功耗大，亮度不够同时也造成了资源的浪费和巨大的财政投入。
1.3.3 交通智能化方面
1）只有单纯的信号指示功能，不能提供更丰富的交通实时信息和诸如广告、天气、公益宣传等便民资讯。
2）网络化程度低，使交通管理者不能够针对实时的交通情况诸如交通堵塞、交通事故等做出快速的调整和引导，使得交通情况恶化。
3）交通灯智能调节程度低，换灯时间、灯光亮度等方面过分固化，不能充分发挥帮助现场交通指挥者缓解交通压力的作用。
2 城市交通信号灯人性化改进基本原则
2.1 基本理念 以人为本
即表现为以行人和车辆驾驶者等交通参与主体的便捷和安全出行为研究目标，尽最大努力的提升交通过程中舒适感和安全感。
2.2 基本原则
1）指示图案形象明确，易于辨认，灯光信号清晰。
①为了避免色觉障碍群体的出行，我们的信号灯设计必须拥有简洁而明确的信号灯图案，使交通参与者能够在相对不明的交通信号指挥下，能够保证自己的出行便捷和安全。
②原有的信号灯的灯光信号颜色设计不科学，可以通过诸如在绿色信号中加入一定的蓝色或灰色来提高色盲患者对信号的识别和认知；更换穿透力更强的黄色信号以保证其在大雾或雨雪天气下的指示效果。
2）等待时间人性化，考虑到行人的忍耐极限。
让行人能够在等待交通放行的时候，保证一种相对平和的心态，这将有助于交通管理者对于交通纠纷的处理。
3）灯杆的高度能够方便驾驶者的观察。
4）低碳环保，能源消耗低。
鉴于交通指示灯的广泛以及不间断的使用特点，有必要通过升级信号灯的节能设计来达到低碳的环保理念要求。与智能化结合，进一步提升科技先进程度。
现今的交通信号指示灯已不仅仅停留在信号发出疏导管理交通的目的，而更参与到缓解城市交通堵塞，控制机动车尾气污染，保证市民出行和城市运转效率等城市建设和统筹的工作中来，这就进一步要求交通信号灯网络化，智能化，便捷化，与世界城市交通经验相融合。
3 城市交通信号灯人性化设计方案
3.1 信号灯指示方面
3.1.1 对于色觉障碍者的设计
1）箭头向上，在一排信号灯中居中，青蓝色：表示“直行”。
2）中间一个横杠且整体图案为红色：表示“止行”。 3）圆环且通体为黄色：表示“等待”。
4）箭头向左且为绿色：表示“左转弯”。
5）箭头向右且为绿色：表示“右转弯”。
6）设置数字电子牌：表示“出行倒计时”。
3.1.2 针对老人小孩等出行高危人群的设计
在信号灯旁设置一个发声装置，在倒计时牌的最后十秒发出警告声，并随着倒计时的时间迫近而更加急促，督促行人注意安全。
3.1.3 等待时间的人性化实际
由交通监管部门设计实验评估本地居民的等待时间极限，并结合交通指挥的实际情况适当调整，制定出适应本地的信号灯等待时间。
3.1.4 信号灯杆的人性化设计
在参考路口的相对方向的距离之后，经过三角函数的计算，适当降低该路口的信号灯杆的高度，保证机动车驾驶者在一侧能够方便的看到对面方向的信号灯和行人。
3.2 信号灯的节能设计
可以采用以环境照度检测电路，照度比较电路和信号放大电路共同组成，环境照度检测采用光敏器件，能自动将环境照度转换成光信号，送到照度比较电路并与基准值比较，比较后的电路自动对环境照度进行判断，白天输出高电平，夜晚输出低电平，从而达到控制功耗的目的。
3.3 信号灯的智能设计
3.3.1 宣传设计
在信号灯杆上设置电子宣传牌，滚动播出今日天气，及时的交通运行情况以及广告、公益宣传等。
3.3.2 网络化设计
改造信号灯并加入通信电缆，将该区域的信号灯收归网络，使城市交通管理者可以通过调整信号灯来控制路况。
3.3.3 调节性设计
在信号灯上设置操控面板，该面板可以实时的调整信号显示，这就方便现场交通指挥人员通过与城市交通调度中心协调后，调整个别信号灯等待时间以应对突发状况。
4 信号灯人性化改进后的主要优点
1）照顾到特殊人群的特殊需求，保证了这类人的出行安全和便利。
2）采用人性化时间和灯杆高度，减缓了行人和驾驶者的疲劳感，有助于控 制交通事故的发生频率。
3）采用环境光感应电路，可以自动调整亮度，达到节能降耗的效果。
4）与智能化指挥系统相连接，提升了城市交通管理控制能力，缓解了现今的车辆拥堵困局。
参考文献
[1]陈柏宇.交通信号灯的演变发展研究[J].办公室业务，2009，5.
关键词 城市交通信号灯；节能设计；智能化；人性化改进
中图分类号 TNl41 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0212-02
我国现今采用的交通信号灯多为三色灯并伴以箭头辅助出行，发光耗能大，智能化网络化程度低，在某种程度上而言，相对滞后于当今的城市交通发展的规模和趋势，给交通的各类参与者的出行带来了不便，有必要在一些设计和性能上做出一定的改进和提高。因此，本着针对性，可行性，时效性以及需要性的原则，如何既能低碳环保，又能保证交通参与者和管理者双方的便利，已成为道路交通信号灯发展与改革的一个研究方向。
1 现状调查与分析
1.1 现今国内交通信号灯状况
国内几乎所有的信号灯皆采用红绿黄三色的信号交通灯，并以CPLD设计实现交通信号灯控制器方法或者应用PLC实现对交通灯的控制系统的设计，同时兼有应用单片机实现交通信号灯设计的方法。通常是在十字路口的醒目位置以三色灯指示交通，并伴以倒计时的计时装置控制行车。
1.2 现今国外交通信号状况
现今国外信号灯的主要研究角度为信号灯系统的信息化，即希望可以通过智能交通灯的发展，进一步解决城市空气污染，高能源消耗率等环保问题。
1.3 国内交通灯所存在的问题
1.3.1 信号灯指示方面
1）针对特殊群体没有特别的指示方式。
①色觉障碍群体。我国现行的驾驶员管理办法明令禁止红绿色盲患者考取机动车驾驶证件，但是在色盲的鉴定过程中，往往需要检验报考者对于多种色调在不同亮度下的辨别能力，而现今通常采用的红绿黄三色信号灯，只要求驾驶者可以辨识三色信号即可。这就造成了相当多的色盲或色弱患者其难以实现其机动车驾驶的权利。
另一方面，由于现今多数采用的红绿黄三色信号灯通常图案一致，主要为箭头指示甚至只是全色无图案灯，这就导致非驾驶员的普通的色盲行人在难以辨别信号灯颜色的情况下，又难以通过交通灯的图案指示顺利出行。
②老人小孩等出行高危人群。由于老人、小孩的年龄和生理因素，在观察信号灯变化方面有所欠缺，而对车辆的实时变化情况又缺乏足够的反应能力，而现今的信号灯指示并没有特别的强调这一因素，这就会提高该类人群的出行风险。
2）等待时间的制定上缺乏详细的调查，没有考虑到行人的时间忍耐极限，从而有可能造成不良的出行情绪看，在交通纠纷中会造成更严重的后果。
3）既有指示灯灯杆设计不合理。
灯杆过高，这就导致驾驶员不得不一边抬头观察对面高处的的信号灯情况，一边又需要注意水平方向上的行人，造成驾驶者视觉疲劳和较高的交通安全风险。同时，灯杆高度的设计与十字路口规划没有很好的结合起来，这就造成道路资源的浪费。
1.3.2 信号灯节能方面
现有信号灯的发光体多为白炽灯、低压卤钨灯，发光效率低，功耗大，亮度不够同时也造成了资源的浪费和巨大的财政投入。
1.3.3 交通智能化方面
1）只有单纯的信号指示功能，不能提供更丰富的交通实时信息和诸如广告、天气、公益宣传等便民资讯。
2）网络化程度低，使交通管理者不能够针对实时的交通情况诸如交通堵塞、交通事故等做出快速的调整和引导，使得交通情况恶化。
3）交通灯智能调节程度低，换灯时间、灯光亮度等方面过分固化，不能充分发挥帮助现场交通指挥者缓解交通压力的作用。
2 城市交通信号灯人性化改进基本原则
2.1 基本理念 以人为本
即表现为以行人和车辆驾驶者等交通参与主体的便捷和安全出行为研究目标，尽最大努力的提升交通过程中舒适感和安全感。
2.2 基本原则
1）指示图案形象明确，易于辨认，灯光信号清晰。
①为了避免色觉障碍群体的出行，我们的信号灯设计必须拥有简洁而明确的信号灯图案，使交通参与者能够在相对不明的交通信号指挥下，能够保证自己的出行便捷和安全。
②原有的信号灯的灯光信号颜色设计不科学，可以通过诸如在绿色信号中加入一定的蓝色或灰色来提高色盲患者对信号的识别和认知；更换穿透力更强的黄色信号以保证其在大雾或雨雪天气下的指示效果。
2）等待时间人性化，考虑到行人的忍耐极限。
让行人能够在等待交通放行的时候，保证一种相对平和的心态，这将有助于交通管理者对于交通纠纷的处理。
3）灯杆的高度能够方便驾驶者的观察。
4）低碳环保，能源消耗低。
鉴于交通指示灯的广泛以及不间断的使用特点，有必要通过升级信号灯的节能设计来达到低碳的环保理念要求。与智能化结合，进一步提升科技先进程度。
现今的交通信号指示灯已不仅仅停留在信号发出疏导管理交通的目的，而更参与到缓解城市交通堵塞，控制机动车尾气污染，保证市民出行和城市运转效率等城市建设和统筹的工作中来，这就进一步要求交通信号灯网络化，智能化，便捷化，与世界城市交通经验相融合。
3 城市交通信号灯人性化设计方案
3.1 信号灯指示方面
3.1.1 对于色觉障碍者的设计
1）箭头向上，在一排信号灯中居中，青蓝色：表示“直行”。
2）中间一个横杠且整体图案为红色：表示“止行”。 3）圆环且通体为黄色：表示“等待”。
4）箭头向左且为绿色：表示“左转弯”。
5）箭头向右且为绿色：表示“右转弯”。
6）设置数字电子牌：表示“出行倒计时”。
3.1.2 针对老人小孩等出行高危人群的设计
在信号灯旁设置一个发声装置，在倒计时牌的最后十秒发出警告声，并随着倒计时的时间迫近而更加急促，督促行人注意安全。
3.1.3 等待时间的人性化实际
由交通监管部门设计实验评估本地居民的等待时间极限，并结合交通指挥的实际情况适当调整，制定出适应本地的信号灯等待时间。
3.1.4 信号灯杆的人性化设计
在参考路口的相对方向的距离之后，经过三角函数的计算，适当降低该路口的信号灯杆的高度，保证机动车驾驶者在一侧能够方便的看到对面方向的信号灯和行人。
3.2 信号灯的节能设计
可以采用以环境照度检测电路，照度比较电路和信号放大电路共同组成，环境照度检测采用光敏器件，能自动将环境照度转换成光信号，送到照度比较电路并与基准值比较，比较后的电路自动对环境照度进行判断，白天输出高电平，夜晚输出低电平，从而达到控制功耗的目的。
3.3 信号灯的智能设计
3.3.1 宣传设计
在信号灯杆上设置电子宣传牌，滚动播出今日天气，及时的交通运行情况以及广告、公益宣传等。
3.3.2 网络化设计
改造信号灯并加入通信电缆，将该区域的信号灯收归网络，使城市交通管理者可以通过调整信号灯来控制路况。
3.3.3 调节性设计
在信号灯上设置操控面板，该面板可以实时的调整信号显示，这就方便现场交通指挥人员通过与城市交通调度中心协调后，调整个别信号灯等待时间以应对突发状况。
4 信号灯人性化改进后的主要优点
1）照顾到特殊人群的特殊需求，保证了这类人的出行安全和便利。
2）采用人性化时间和灯杆高度，减缓了行人和驾驶者的疲劳感，有助于控 制交通事故的发生频率。
3）采用环境光感应电路，可以自动调整亮度，达到节能降耗的效果。
4）与智能化指挥系统相连接，提升了城市交通管理控制能力，缓解了现今的车辆拥堵困局。
参考文献
[1]陈柏宇.交通信号灯的演变发展研究[J].办公室业务，2009，5.