《论交通信号灯的改进方案 王磊》

论交通信号灯的改进方案 王磊

第一篇：论交通信号灯的改进方案王磊陇东学院论文

《论道路交通信号灯的改进方案》

学

院：能源工程学院

班

级：13级安全工程

姓

名：王磊、孙维祥

学

号：2013401115

20134011

指导教师：杨日丽

日

期：2015.11.10

论道路交通信号灯的改进方案

【摘要】

随着社会经济的发展，城市机动车辆的增加，交通安全问题越来越引起人们的关注，所以如何采取合适的交通信号灯对提高交叉路口安全问题有一定的帮助。传统的交通灯在设计时没有充分考虑红绿色盲行人对红绿灯的辨别问题，这样就容易出现交通事故和误闯红灯的现象。现针对此问题提出道路交通信号灯改进：除了色彩辨别之外，结合人机工程学相关设计原则，提出通过附加不同形状信号灯，为红绿色盲行人提供准确的道路信号。这样就会大大降低红绿色盲患者误闯红灯的现象，对降低交通事故有一定的指导作用。

【关键词】

交通信号灯；人机工程学；红绿色盲行人；改进方案0.引言

道路交通信号灯安装的位置、易辨认程度的好坏，直接影响行人对交通信息的接收及加工。尤其针对于目前存在较普遍“闯红灯”问题，有一大部分人是由于鉴于不能很好识别信号灯的信息（比如红绿色盲患者），才做出“闯红灯”行为。鉴于此，对传统交通信号灯设计的改进是势在必行。

1.交通信号灯的设置及安装原则

（1）信号灯设置条件总则：①信号灯设置时应考虑路口、路段和道口三种情况。②应根据路口形状、交通流量和交通事故状况等条件，确定路口交通信号灯的设置。③应根据路段交通流量和交通事故状况等条件，确定路段信号灯的设置。④在道口处，应设置道口信号灯。⑤在设置信号灯时，应配套设置相应的道路交通标志、道路交通标线和交通技术监控设备。⑥路口信号灯设置：路口按形状主要可分为：十字形、斜交、t形、y形、错位t形、

1错位y形、多路、环形路口。⑦十字形路口、斜交路口、t形路口、y形路口——当相交的两条道路均为干路时，应设置信号灯。——当相交的两条中有一条为支和交通事故状况等条件，确定是否设置信号灯

（2）信号灯的排列顺序：①水平排列式：从道路的中心线一侧起以红，黄，绿的顺序向路边排列。常用于路面较宽的道路。②垂直排列式：从上往下依次是红，黄，绿灯。这样方式常用于路面较窄的道路。③按固定方式排列信号灯有两个好处：一是把红灯信号放在最醒目的位置；二是可使患色盲的人凭借位置来判断信号的含义。

（3）信号灯光源及灯光色彩功能。传统交通灯是一种新型光源led，它具有很多优势，如体积小，耗电少，有较高的亮度，重量轻和使用寿命长等，如今被广泛应用在道路交通中。信号灯有三种颜色，分别为绿灯、红灯、黄灯。首先是绿灯信号，绿灯信号就是准许同行，被放行的直行车辆和行人不能受到转弯车辆的妨碍；其次是红灯信号，红灯信号是禁止通行，对于右转车辆，如果不会对放行的车辆和行人通行造成妨碍则可以通行；最后是黄灯信号，黄灯信号包括准许通行和禁止通行两个含义，如果车辆已经越过停止线则可以继续通行，黄灯亮时，行人不能进入人行通道，对处于人行通道内的行人来讲，则需要考虑具体情况做合理选择。

（4）信号灯安装要求：在位置方面，如果道路没有机动车

2道和非机动车道隔离带，那么就在路缘线切点附近安装信号灯杆；道路宽度较大时，则可以在道路右侧人行道上安装，也可以结合需求将一个信号灯组增设与左侧人行道；道路比较狭窄时，则采用柱式方法，在道路两侧人行道上安装。

2.交通信号灯的改进

传统交通信号灯设计时没有充分考虑红绿色盲行人的识别问题，据道路交通安全研究中心提供的数据显示：2009年至2013年，每年由于行人闯红灯导致的道路交通事故死亡人数占因行人肇事死亡人数的21.5%，也就是说，每5个因行人肇事导致死亡的人中，就有1人死于闯红灯。无疑闯红灯，已间接成为了马路上的无形杀手。公安部统计数据显示，2012年全年，全国共查处闯红灯通行交通违法行为2649万起，平均每天7万多起，而每年死于闯红灯的人数平均1000多人，这么多的事故有一部分是色盲患者在未能识别清楚红绿的情况下造成的。而临床调查显示，男性色盲占4.9%，女性色盲占0.18%，但目前仍缺乏有效的治疗方法，这么多的色盲患者每天走在在道路上肯定会有部分人在下雨天或天气不好时误闯红灯，这样就容易造成交通事故。针对上述情况，提出相应的改进方案：

（1）改进交通灯的发光显示形式。现在交通中常用是电子数字显示器，电子显示的主要问题有两个：一是因字形由直线段组成，因而失去常态的曲线，带来认读的不方便；二是各字间隔会因字的不同而变化，忽大忽小；如图2-1所示。实验表明，由亮

3小圆点阵来构造字符，认读性好，使混淆的可能性大为减小。如图2-2所示。所以把led交通灯的灯光变成由小圆点阵构成的灯光每个人看起来都很醒目。

图2-1电子数码显示

图2-2原点阵显示

（2）合乎使用目的。各种情况的指示灯应当用不同的颜色，信号灯多时，除了颜色的区别，还要在形状上区别，而形状、标记应和所代表的意义有逻辑关系，如“→”表示指向，“×”表示禁止，“。”表示警示。

（3）交通灯安装方位与颜色选择。交通信号灯必须安装在最佳视区，一般在20°内，在交叉路口中央上空安装信号灯时应符合车辆通行净空高度界限的要求。信号灯的亮度应保证人们在100m以外能看清，需在不必抬头即能看到，如图2-3所示。常用的10种信号灯编码颜色的不易混淆次序为：黄、紫、橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、黄粉。一般交通信号灯使用红、黄、绿三色，因为当人们从远方辨认前方的多种颜色时，其易于

4辨认的颜色顺序是红、绿、黄。而且在雾霾的天气里，可视度大大降低使人们看红绿灯时很模糊，而红、绿、黄三色透光率强容易让行人辨别，所以采用红、绿、黄。

图2-3交通信号灯位置布置图

（4）改进的交通灯形状。传统的交通灯为圆形，这对红绿色盲患者辨认有一定的困难，他们看到红色和绿色交通灯都是灰色的，往往就误闯红灯，但是他们能辨别形状，所以把圆形交通灯改变成方形就不会出现认不清的情况。如图2-4所示。如在一些地方出现了由方形、菱形、圆形混合式的交通灯，如图2-5所示。

图2-4改进的交通信号灯图2-5形状混合式交通灯

（5）交通信号灯的变换时间：根据相关标准规定，目前机动车和非机动车信号灯转换序列为：红-绿-黄-红，在许多城市红灯亮的时间只有30秒造成交叉路口拥堵，当城市车辆较多时宜60秒较合理，因为二个30秒内出现的驾驶员反应和车辆起步所消耗的时间是60秒的一倍，而且后者的通过车速明显快于前者，且黄灯亮的时间不得短于3秒，给人们充足的反应时间。

（6）避免交通眩光。①限制光源亮度：当光源亮度大于16×104cd/m2时，无论亮度对比如何，都会产生严重的眩光，控制发光强度不小于1500cd/m2且不大于2500cd/m2。②合理布置光源：尽可能将光源布置在视线的微弱刺激区，采用适当的悬挂高度，使光源在视线45°以上时炫光就不明显了。另外就是采用不透明材料，使灯罩边沿至灯丝连线和水平线构成一定的保护角，此角度45°为宜，不应小于30°，这样就不会刺激眼睛，提高了人机工作效率。

3.结束语

综上所述，通过对交通信号灯形状的改进，能提高道路运行

6情况，帮助一些红绿色盲的行人更好的辨别红绿灯，可以减少他们误闯红灯的现象。从安全人机工程学的角度对发光灯显示形式的改进，可以让每个人认读更方便且不易混淆。使用这样的信号灯会减少人们误闯红灯，促使交通信号灯有效性得到提升，充分贯彻以人为本的理念，最大程度上提高道路交通安全。

参考文献

[1]张力，廖可兵.安全人机工程学[m].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.[2]欧阳文韶，廖可兵.安全人机工程学[m].北京：煤炭工业出版社，2002[3]公安部交通管理科学研究所.道路交通信号灯新国标（gb14887－2011）宣贯.[4]国务院法制办政法司.中华人民共和国道路交通法实施条例[s].北京：人民交通出版社，2004.[5]公安部交通管理科学研究所.道路交通信号灯（gb14-828070[s].）北京：中国标准出版社，2003.

第二篇：交通信号灯的发展交通信号灯的发展

交通灯的历史其实很简单。从最初的手牵皮带转动灯箱，到20世纪的电气控制，从采用计算机控制到电子监控感应，发展时间接近140多年。

信号灯颜色的选择

英国人择红绿两色的原因，据传言是因为当时英国妇女着红装代表已婚，绿装代表未婚。1859年10月，英国有一位纱厂的工人想了一个方法，就是用灯光颜色来控制交通，发明了一盏有活动帽檐的油灯到伦敦，但是这个发明并未引起当时政府重视，后来由于英国议会大厦前经常发生马车与人相撞的事故，人们才再次相起这个有意思的发明。

世界上第一套正式开始使用的交通信号灯是在1868年12月10日，这套高7米，由得呵忒设计的红绿颜色的煤气交通灯出现在伦敦议会大厦前的路口。由一名警察握一根杆子，牵动皮带转换红绿两种颜色：红灯停，绿灯行。英国选择这两种颜色的原因就如上所述。不过这套信号灯只工作了23天，停止的缘由是煤气灯突然爆炸，使一位交通警察殉职。

信号灯技术进步的历史

美国人带来了交通灯的主要技术进步，在3年内交通信号灯有60项专利由美国人获得。交通灯于是在美国人的系统性实验中不断进化，更新换代速度变快，1914年，美国克里夫兰市首先在各个街道中恢复交通灯，纽约、芝加哥等乡落也逐渐有了交通信号控制系统。

第三篇：

1.《交通信号灯的plc控制》教学设计平罗县职业教育中心

《交通信号灯的plc控制》教学设计

一、教学目标知识目标：

1、进一步学习plc的编程。

2、掌握交通信号灯的控制原理。能力目标。

培养学生的动手操作能力和自主探究能力。情感目标。

通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。

二、教学重点与难点

重点：交通灯plc控制电路的组装与工作过程。难点：交通灯plc程序设计、调试运行。

三、教法与学法

教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸）

学法。小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。）

四、课时2课时

五、教学准备

plc与变频器实训室（集plc编程电路安装、教室功能于一体，

1平罗县职业教育中心

并具有多媒体演示功能）；主要设备。s7-200plc、计算机、万用表。

六、设计理念

本次项目实施设置了六个环节，如图所示：

七、教学过程

（一）确定项目（约10分钟）采用创设工作情境的方式引入项目：

假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子。实际生活中交通灯是如何控制的。如果用我们所学的plc知识，应该如何完成。

一组同学展示：

1、彩色图片展示。搜集十字路口交通灯图片。

2、交通灯工作演示。通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。

2平罗县职业教育中心

项目任务描述：

1、启动。当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。

2、停止。当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。

3、信号灯正常时序：

（1）信号灯系统开始工作时，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。（2）南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持20s，20s后，东西绿灯闪亮3s（亮0.5s。熄0.5s），绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮并维持2s，2s后，东西红灯亮，南北绿灯亮。

（3）东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，到25s时南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s，到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二个周期的动作。

（4）以后周而复始地循环，直到停止按钮被按下为止。

（二）制定计划（约10分钟）

学生分小组讨论列出元器件清单，制定实施项目的步骤和操作程序，最后由老师审核确定项目计划。

项目实施步骤：电路安装、程序设计、运行调试

3平罗县职业教育中心

（三）实施计划

1、电路安装（约25分钟）

二组工段长在此环节带领同学作好组装前的准备工作，教师引导学生分析电路连接中应注意的问题。并利用交通灯示意图，列出交通灯闪亮表，通过闪亮表画出交通灯工作时序图。

交通灯闪亮表

东西南北信号绿灯亮绿灯闪黄灯亮时间20s3s2s信号时间红灯亮25s

交通灯工作时序图

红灯亮30s绿灯亮绿灯闪黄灯亮25s3s2s

2、工艺准备

学生认识、清点元器件并检测，保证元器件质量。教师提问如下问题：

（1）启动按钮和停止按钮如何接线。

（2）东西南北信号指示灯有什么位置安装规律。

4平罗县职业教育中心

（3）plc电源短路保护如何接线。（4）线路安装应遵循的原则。各组回答，教师总结强调。

3、动手安装

学生结合交通灯工作时序图，写出i/o地址分配表和、画出plc接线图

i/o地址分配表

输入信号名称sb1sb2功能输入继电器i0.0i0.1名称hl1hl2hl3hl4hl5hl6输出信号功能南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯输出继电器q0.0q0.1q0.2q0.3q0.4q0.5启动开关停止开关plc接线图

（1）每个学生都根据plc输入/输出接线图完成电路安装。（2）安装完毕后，不通电工段内互查。

5平罗县职业教育中心

（3）接通电源，观察plc工作情况。

（四）程序设计（约15分钟）

此环节要完成控制电路的程序设计，由三组同学负责。

1、探讨原理

利用学生在这种情况下对电路的急切探究心理，三组学生在教师的帮助下设计以下问题：

if（mode==5）

mode=0;

elsemode++;}while（p3^2==0）;delay（5）;while（p3^2==0）;}