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紅燈為什麼那麼長?

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source:Matthias Ripp

文 / Louis(畢業於台大土木所交通組 高考交通技術及格、交通工程技師及格)

紅燈時間也有長有短

市區道路交通最令人厭煩的莫過於停等紅燈,當你發覺某個路口的紅燈比其他路口還要來的長時,這個路口可能是一個長週期的號誌化路口。

交通號誌由三個燈號組成,分別是綠燈、黃燈、紅燈。三個燈號依序循一週稱之為週期(Cycle),燈號與週期的比值稱為時比(Split),例如以下兩種情況的綠燈時比都是50%:

1.週期100秒,綠燈50秒,黃燈3秒,紅燈47秒

2.週期200秒,綠燈100秒,黃燈3秒,紅燈97秒

我們可以發現,長週期的綠燈時間長,紅燈時間也長,但是以一個小時來計算,這兩種號誌時制的設計,綠燈時間皆為1800秒。既然綠燈時間的總長都一樣,為何有些路口使用短週期,而有些則使用長週期呢?

不是越短越好,但也不能太長。

事實上一個週期會被切割成幾個部分,分配給不同方向的車流通行,稱之為時相(Phase)

以一個十字路口為例,最常被切分成東-西以及南-北二時相來運作,當東西向綠燈時,南北相為紅燈,南北向綠燈時,東西向則是紅燈。短週期的時相變換比長週期還要頻繁,以上述的例子言,週期100秒的二時相路口,一個小時會進行72次時相轉換,週期200秒則為36次。

source:Saad Akhtar

source:Saad Akhtar

時相的變換會產生兩個問題,首先紅燈結束,綠燈剛開始時,路口停止線大約是前四輛車的駕駛人,必須要多一點時間來反應,導致車輛通過停止線的時間較長。而當綠燈結束亮起黃燈時,許多能夠通過路口的車輛決定減速,放棄通過路口,導致黃燈時間沒有被利用到(其實還有接在黃燈之後,所有方向都是紅燈的時間也未使用)。這兩段因為時相轉換,使得路口沒有被充分利用的時間,稱之為損失時間(Lost time)

短週期時相變換頻繁,產生較多的損失時間,而長週期則否,所以長週期的號誌化路口可以被更多的車輛通過。

但是長週期路口有一個缺點,就是平均每輛車因為被紅燈影響而產生的延滯(Delay)增加了,而平均延滯卻是評估號誌化路口好壞的重要指標。所謂延滯是指車輛經過號誌化路口時,因減速、停等及加速而增加的旅行時間,依照《公路容量手冊》之劃分,平均延滯小於15秒/車之路口擁有最佳的A級服務水準,而大於80秒/車之路口為最差的F級服務水準。

至於為何以平均延滯作為號誌化路口的績效指標,而不以其他指標如平均旅行時間或是飽和度來評估號誌化路口呢?因為平均延滯比起其他指標更能反應路口使用的真實情形,這又是另外一個主題了。

總而言之,作為評估路口績效好壞的平均延滯,透過數學證明,在相同時比的前提下,週期越長,平均延滯將會越大。若路口的平均延滯大,代表多數車輛抵達該路口時是處於紅燈時段,必須經過停等才能通過該路口。

除此之外,長週期的紅燈時間長,容易造成駕駛人的不耐。關於這點,近年來許多國家採用紅燈倒數計時(包括台灣),不但可以降低駕駛人停等紅燈的煩躁,亦可以提醒駕駛人紅燈即將結束,以減少紅燈轉換綠燈時的損失時間

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關於作者

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。

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