作者Tudo11927 (土豆 thoo tau)
看板Road
標題[其他] 交通工程─號誌時空圖
時間Mon Sep 16 16:13:40 2024
原文發表於公路邦FB社團
Part 1
https://www.facebook.com/groups/twroadclub/posts/2748310945348663/
Part 2
https://www.facebook.com/groups/twroadclub/posts/2750388158474275/
時空圖：交通號誌週期規劃
在市區行車，最容易令人感到煩躁的就是紅綠燈總是不順，為什麼有時候可以一路順
暢通過好幾個綠燈，有時候又走沒兩個路口就遇到紅燈？這些都可以用「時空圖」這
個工具來解釋，本文將簡單介紹時空圖的基本原理和範例運用。
簡單來說，時空圖是一個用來追蹤不同路口號誌在各個時間點的圖表。橫軸代表路段
的距離，縱軸代表時間。透過這個圖表可以看到不同路口的號誌時相，搭配預期車流
行駛的速率，設法讓車輛可以在綠燈時間內順暢通行。
https://imgur.com/dVyXkOq.jpg
號誌時差範例
https://imgur.com/U9QKMK4.jpg
若設計同紅同綠（左半），則駕駛人易加速試圖趕路
若時差設計妥當（右半），則超速行駛還是跟後面順順開的人等同一個紅綠燈
然而例圖只是假設性的簡圖，其實不太符合市區現狀，在市區路口密集的情形下，很
難顧及雙向都能續進，故而最後還是回到同紅同綠。
https://imgur.com/7cqP5Cf.jpg
市區路口距離短且路口間距不規則，以其中一個方向設計通常會讓反方向原地爆炸
有關號誌秒數設計的其他概念也可以參考高市交通局先前的貼文
https://www.facebook.com/tbkcdream/photos/a.138148276383978/476152345916901/
https://www.facebook.com/tbkcdream/posts/1022850071247123
https://www.facebook.com/tbkcdream/posts/1167660616766067
== 實例探討 ==
1. 某市限速50的市區道路，假日清晨離峰時制
https://imgur.com/ivfdKR0.jpg
要順利通過1km以內的所有路口，均速（含起步損失的時間）需要接近60，
但開50（限速藍線）的車輛即便頭車起步，仍然會被紅燈擋下兩次
超速行駛者將一路順暢，且較速限內行駛節省時間
故此，久了大家發現「超速真的比較順」，平均車速就會很快
2. 台北市北投區 東華街二段、西安街二段
https://imgur.com/5zRUhfz.jpg
https://imgur.com/yV8QttE.jpg
深色為東華街時相，淺色為西安街時相；部分巷口僅有單側
兩組紫色的斜線是45kph 的行駛軌跡，在保有雙向續進的同時，橫交道路並不受影響
，不會出現穿越橋下需重複停等的問題。橘虛線為36kph 計算，會順一些，但低於離
峰實際車流均速。
（更多細節及雙向個別分析可看FB原文及圖說）
https://imgur.com/PxcV40c.jpg
超速行駛者將反覆停等紅燈，且最終跟順暢行駛時間相同
https://imgur.com/Kst5F5p.jpg
若不設計時差而採同紅同綠（部分民眾認知的「號誌連鎖」），則能順暢續進的時間
帶變得很窄，且易引致部分駕駛人試圖超速行駛而「趕上號誌」
== 結語 ==
一般用路人常以為號誌連鎖就只是同紅同綠，其實不然，通常交通管理單位會依幹道
或區域進行號誌群組劃分，使用時空圖規劃得當可以提升車流順暢度、減少停等紅燈
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※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Road/M.1726474424.A.F3E.html
1F：推 hicker: 就算用時空圖也只能針對一條路做調整 09/16 17:19
2F：→ hicker: 但都市交通是多條縱橫幹道所組成的面 09/16 17:20
紙本手算年代就能用的工具，現在整體路網可以丟給電腦跑最佳化
另外如果幹道主要路口間不動，時空圖還是可以分析中間的次要路口
或是用以計算郊區公路主線號誌，而忽視旁邊的支線出入時差就沒有市區影響大
3F：推 smallreader: 有點在公路邦遇見鐵道迷的感覺XD 09/16 18:21
畢竟本質上跟運行圖是同個東西，雙向續進畫上去就更像了
4F：推 smallreader: 「超速真的比較順」→直線圖沒去計算加減速 難怪設計 09/16 18:31
5F：→ smallreader: 出來讓人啼笑皆非 09/16 18:31
6F：→ smallreader: 我想舒服的起步 結果在加速到巡航速度之前已經損失 09/16 18:44
7F：→ smallreader: 可觀的距離了 把加速度忽略掉的失真要怎麼補回來？ 09/16 18:44
8F：→ smallreader: （或者說 初速度） 09/16 18:45
粗估的話可以當做綠燈亮起後要損失一定秒數，包括駕駛人反應時間和加速損失時間。
9F：→ smallreader: 還是說雖然有算加速度 但標準用太誇張的零百性能 09/16 18:56
10F：推 su31tak: 照例1看應該是完全沒考慮正常行駛速度，就不說什麼加速 09/16 20:30
11F：→ su31tak: 損失了。正常的綠燈帶應該是像後面東華西安有寬度的，例1 09/16 20:31
12F：→ su31tak: 的時速56甚至只有一條線，要到七八十才會有寬度 09/16 20:31
13F：推 smallreader: 不過例1它只是同步 有時候看到這種零方案也好 09/16 20:56
14F：→ smallreader: 我想錯了 本來想用雙向時間相依 來說偏好單向對 09/16 21:20
15F：→ smallreader: 另一向流暢度的犧牲 但我想只要能符合多數人利益就ok 09/16 21:20
16F：→ smallreader: 譬如早上8:2都是北向，那就偏好北向車流，下午逆過來 09/16 21:23
通常還是要算一下被犧牲的那邊有多不順（然後算完就發現還是同紅同綠算了）
要是承辦真敢讓反向車流走沒兩個路口就等一次紅燈，交通局會被電話＆人陳灌爆
而且如同一樓所言，還要考慮整體路網會不會讓橫向道路跟著爆掉
17F：推 smallreader: 啊抱歉，直線視為定速通過條件的邊界就想通了，不管 09/16 21:58
18F：→ smallreader: 我從哪裡起步，都會經歷到定速通過某路口 09/16 21:58
※ 編輯: Tudo11927 (111.255.162.174 臺灣), 09/16/2024 22:04:56
19F：→ smallreader: 所以例1的話，假設時速60的路、綠燈60秒，那每1公里 09/16 22:07
20F：→ smallreader: 把時相剛好逆轉（1公里遠都看得到），就能阻止超速吧 09/16 22:07
22F：→ Tudo11927: （48kph/800m，概念一樣 09/16 22:12
23F：→ Tudo11927: 這種課本範例圖的問題是只要中間開路口就破功 09/16 22:13
25F：→ Tudo11927: 做了 實例探討1 的可動模型，有興趣可以玩玩 09/16 22:27
26F：→ hicker: 路網給電腦跑最佳化是可以 但就往往是順姑意逆嫂意 09/17 03:44
27F：→ hicker: 而難以找出全方面都是最佳解的完美解 09/17 03:45
28F：推 allenmau: 推分享 真的跟列車運行圖有異曲同工之妙 09/17 14:15
29F：推 evanzxcv: 我還是覺得隨時把實時路況丟給AI算還比較實際，畢竟必須 09/17 23:35
30F：→ evanzxcv: 顧及整體路網而非單一條路，而且就算只有一條路，車流也 09/17 23:35
31F：→ evanzxcv: 不會一天24小時都平均 09/17 23:35