ネット上で出回っている「新バージョンの信号機」に不安を募らせるが、さらに不安を募らせるのが、ずっと赤信号…

昨日、「信号機の新バージョン」という話題がホットな検索となり、ネットユーザーの間で白熱した議論が巻き起こり、皆が不安に陥った。

「新しいバージョンの信号機」が複雑で心配なものになっているというネット上の噂は言うまでもなく、信号待ち自体が不安を誘発するもので、運転中の最悪の経験は、どうやって避けても常に赤信号の前で正確に閉じ込められることかもしれません。

どうして道中にいつも赤信号があるのですか？これは性格の問題だと思いますか?実際、これは確率に満ちた数学の問題であり、オペレーションズ・リサーチや最適化の分野における問題でもあります。

画像はhippopxより

魔法のグリーンウェーブスピード

車両は走行時に一定の速度を持ち、信号が変わるプロセスは速度と密接に関係しています。

ドライバーが平坦な道路で一定の速度を維持している場合、交差点で遭遇する信号が同じ色になる可能性が高くなります。

ずっと緑色のライトをつけたい場合、方法は実はとても簡単です。車の速度を信号の青波の速度と一致させるだけで十分です。

画像はhippopxより

緑波速度は、緑波帯、波速度制御、または多交差点信号連動とも呼ばれ、主に交差点が多い道路向けに設計されています。交通設計者はもともと、信号のタイミングをより正確かつ科学的にし、良好な道路交通環境を作り出すために、青波の速度を設計しました。

過去 2 年間で、道路の両側にデジタル交通標識が増えていることに気づいていますか。これを単に速度制限標識だと思わないでください。この数字は、この道路の「青信号の速度」を示している可能性が高いです。

指定された速度で道路区間を走行する場合、車両がスムーズに走行する確率が高くなります。

これは、信号制御システムが道路区間の距離に応じて青信号の開始時間を調整し、交通が交差点に到達したときに「青信号」に遭遇するようにするためです。ドライバーが一定の速度で運転している限り、ずっと青信号で走行することができます。

画像はhippopxより

もちろん、グリーンウェーブの速度設定はエリアによって異なります。ある道路区間の速度要件が時速 60 キロメートルの場合、運転者がこの速度で青信号を通過すると、この速度を維持する限り、次のいくつかの信号はすべて緑になります。

この道路区間の速度要件が時速 50 キロメートルであるにもかかわらず、運転者が時速 60 キロメートルの速度を維持している場合、途中で赤信号に遭遇することは避けられません。逆に、ラッシュアワー時にドライバーが速度を維持できない場合、ドライバーはグリーンウェーブベルトを見逃す可能性が高くなり、「渋滞にさらに渋滞」が発生します。

グリーンウェーブ速度計算方法

現在、都市の主要道路にはすべて青波速度規制が設置されており、速度は50～60km/hの間で均一に変動しています。現代の生活を便利にしている交通ルールも、複雑な計算方法が背景にあります。

まず、青波制御の対象となる主要道路の範囲を決定し、各交差点の交通の流れを調査する必要があります。次に、各交差点の最適な信号タイミングと信号サイクルを計算し、その結果に基づいて「青波速度」のすべての交差点に適用できる最適なサイクルを計算します。

交差点間の距離と道路の設計速度に基づいて、隣接する交差点間で青信号が点灯する時間間隔を計算しました。最終的に、デバッグを繰り返して、最も効率的なトラフィック制御方法が得られました。

よく観察してみると、中心市街地から郊外市街地に向かう幹線道路では、一般的に青波速度が使われていることがわかります。

この目的は、中心部の車両ができるだけ早く中心部から出られるようにすることです。また、中心市街地に向かう道路には緑の波が立たないことが多く、反対の「赤の波」が設定されていることもあります。目的は、中心エリアに進入する車両に赤信号で待機時間を増やし、中心エリアの交通混雑を緩和することです。

国際的に認められた道路交通マニュアルに基づく研究によると、青波の速度は交通渋滞と遅延を最大 20% 改善できることが示されており、これは車両と交通環境の両方にとってプラスのフィードバックとなります。

画像はhippopxより

グリーンウェーブ速度制御方式

現在、道路で一般的に使用されている青信号制御は、一方通行制御と双方向制御に分けられます。

一方通行規制は、主に一方通行の道路や朝夕のラッシュアワー時に規制が必要な道路で使用されます。しかし、それがもたらすデメリットも比較的明白です。制御協調の効果に影響する可能性があり、赤信号に遭遇する確率が比較的高くなります。

もう1つは、グリーンウェーブの双方向制御です。交差点の等間隔の路面では、一般的に双方向の緑の波が使用されます。適用効果は大きいが、適用条件は比較的厳しい。双方向のグリーン ウェーブ制御のほとんどは、位相分割または位相オーバーラップによって実現する必要があります。欠点は、信号が失われ、他の非調整車両の損失や遅延に影響を及ぼすことです。

したがって、実際の適用においては、一般的に、2 つのセグメント制御方式またはクロス制御方式が採用され、全体的な道路状況を調整し、交通コストを抑制しながら、可能な限り道路交通の最適なソリューションを実現します。

画像はhippopxより

無人運転や自動運転などの技術の登場により、道路と車両の協調技術の応用は今後もさらに進んでいくでしょう。将来的には、インテリジェントな手段によって完璧な旅行を実現できるかもしれません。インテリジェント時代の想像は、すぐに現実になるかもしれません。

おそらくその時までに、私たちは自分で信号を確認する必要がなくなり、複雑な問題をスマートテクノロジーに任せることができるようになるでしょう。

終わり

レビュー専門家: Liu Yuhang 博士北京国際数学研究センターより。

Tadpole Musical Notation オリジナル記事、転載の際は出典を明記してください

編集者/ハートアンドペーパー