為什么別人一路綠燈，而你一路紅燈？水逆能解釋嗎？

開車最爽的時(shí)刻，莫過(guò)于一路綠燈、暢通無(wú)阻，一腳油門直達(dá)目的地；而開車最糟糕的體驗(yàn)或許就是無(wú)論怎么躲避，自己總是被精準(zhǔn)鎖定在紅燈之前。

你以為這是人品問(wèn)題？其實(shí)這可是充滿概率的數(shù)學(xué)問(wèn)題，也是運(yùn)籌優(yōu)化領(lǐng)域的問(wèn)題。

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神奇的綠波時(shí)速

車輛在行駛的過(guò)程中有一定的速度，而信號(hào)燈變燈過(guò)程和速度有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

當(dāng)駕駛員在暢通的街道上保持一定速度前行，大概率在路口遇到的信號(hào)燈都是相同的顏色。

想要一路綠燈，方法其實(shí)很簡(jiǎn)單，只需讓車輛的速度和信號(hào)燈的綠波時(shí)速保持一致即可。

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綠波時(shí)速也叫綠波帶、波速控制或多路口信號(hào)聯(lián)動(dòng)，主要設(shè)計(jì)于交叉路口較多的路段。交通設(shè)計(jì)者最初設(shè)計(jì)綠波時(shí)速的目的是為了將信號(hào)燈配時(shí)更為精準(zhǔn)、更加科學(xué)，打造良好的道路交通環(huán)境。

不知大家是否留意過(guò)，近兩年道路兩側(cè)數(shù)字交通指示牌越來(lái)越多了，不要單純認(rèn)為這是限速標(biāo)注，很有可能這個(gè)數(shù)字在向你傳達(dá)這條路上的“綠波速度”。

當(dāng)駕駛車輛行駛在規(guī)定車速的路段時(shí)，大概率會(huì)暢通無(wú)阻。

這是信號(hào)控制系統(tǒng)在根據(jù)路段距離調(diào)整綠燈起始時(shí)間，從而確保車流在到達(dá)路口時(shí)，正好遇到“綠燈”。只要駕駛員按照一定速度行駛，就可以一路綠燈。

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當(dāng)然，綠波時(shí)速在不同區(qū)域時(shí)速設(shè)定也不一樣。假如一條路段的速度要求為60km/h，當(dāng)駕駛員以這個(gè)速度通過(guò)綠燈時(shí)，只要保持這個(gè)時(shí)速，接下來(lái)的幾個(gè)紅綠燈路口都會(huì)是一路綠燈。

如果這條路段的速度要求為50km/h，而駕駛員依舊保持60km/h的速度，那么一路勢(shì)必會(huì)遇到紅燈現(xiàn)象；反之如遇早晚高峰等無(wú)法保持車速的情況下，駕駛員很有可能趕不上綠波帶，從而造成“堵上加堵”的情況發(fā)生。

綠波速度的計(jì)算方式

隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)私家車的保有量在逐年增多，為了提供一個(gè)更好的交通環(huán)境，“綠波速度”應(yīng)運(yùn)而生。

目前所有城市的主干路都有綠波速度在背后進(jìn)行把控，時(shí)速統(tǒng)一在50—60km/h幅度浮動(dòng)，如今便利生活的交通規(guī)則，背后也有著繁瑣的計(jì)算方式。

首先需要確定進(jìn)行綠波控制的干路范圍，調(diào)查各個(gè)交叉口的交通流量；隨后要計(jì)算出各個(gè)交叉口的最佳信號(hào)配時(shí)和信號(hào)周期，根據(jù)所求結(jié)果，計(jì)算一個(gè)最佳周期，這個(gè)周期將適用于“綠波速度”的所有交叉口。

根據(jù)不同交叉口間的距離、道路的設(shè)計(jì)車速，計(jì)算出相鄰交叉口間開啟綠燈的時(shí)間間隔，最后通過(guò)反復(fù)的調(diào)試才得出了最有效率的交通控制方式。

如果大家仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，綠波速度一般多應(yīng)用于中心城區(qū)到外圍城區(qū)的干路上。

這樣做的目的是為了讓中心區(qū)的車輛盡快駛出核心區(qū)；而相對(duì)應(yīng)駛?cè)胫行某菂^(qū)方向的道路上往往不會(huì)設(shè)置綠波，甚至有的時(shí)候還會(huì)設(shè)置相反的“紅波”，目的是讓進(jìn)入核心區(qū)的車輛多等幾次紅燈，以減緩核心區(qū)的交通壓力。

國(guó)際公認(rèn)道路通行手冊(cè)研究表明，綠波速度交通擁堵及延誤情況改善率高達(dá)20%，無(wú)論對(duì)車輛還是交通環(huán)境都是一項(xiàng)正向的反饋。

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綠波速度的控制方式

目前道路上常用的綠波控制主要分為單向控制和雙向控制。

單向控制多應(yīng)用于單行線或早晚高峰上下班等有控制需求的道路。但是它所帶來(lái)的弊端也相對(duì)明顯，可能會(huì)影響控制協(xié)調(diào)的效果，遇到紅燈的概率會(huì)比較高。

另外一種就是綠波的雙向控制，交叉口等距的路面一般多采用雙向綠波，雖然應(yīng)用效果顯著，但其應(yīng)用條件相對(duì)苛刻，大部分的雙向綠波控制需要通過(guò)相位拆分或者相位搭接來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的弊端是會(huì)帶來(lái)信號(hào)損失，且會(huì)對(duì)其他非協(xié)調(diào)車輛的損失和延誤有影響。

因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中一般會(huì)采取二者分段或交叉的控制方式，協(xié)調(diào)整體道路情況，在控制交通成本的情況下，最大程度實(shí)現(xiàn)道路交通的最優(yōu)解。

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隨著無(wú)人駕駛、自動(dòng)駕駛等技術(shù)的出現(xiàn)，車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用將不斷完善。未來(lái)我們或許將通過(guò)智能手段實(shí)現(xiàn)完美的出行。智能時(shí)代的想象，或許即將落地成真。

END

審核專家：劉宇航，北京國(guó)際數(shù)學(xué)研究中心博士后。

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責(zé)編/小西途說(shuō)