只要遇到一个红灯，就会一路红灯？真不是你运气太差！

以下文章来源于把科学带回家 ，作者万物杂志

把科学带回家.

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开车的时候

你是否遇到过这样的场景？

碰到一个绿灯顺利通过

就能一路绿灯

但只要有一个红灯拦你

接下来遇到的都是红灯

如此精准地拦你

让人不禁怀疑自己

是不是进入了楚门的世界

这背后有什么科学原理吗？

被停用的煤气灯

交通信号灯俗称红绿灯，是以红、黄、绿三色（欧洲一些国家还可能会使用带有橙色的琥珀黄）灯或辅以声音讯号，指示车辆及行人停止、注意与前进。世界上第一盏交通信号灯诞生于1868年12月，而它被发明的主要原因是伦敦威斯敏斯特桥前有大量的马匹经过，数以千计的行人被迫行走在威斯敏斯特宫旁，经常发生人与马匹堵塞混乱。

当臂板水平伸出时代表驾驶员必须“停止”，当臂板水平向下45度角时代表驾驶员“前行”。夜晚时红色煤气灯亮起代表“停止”，绿色煤气灯则代表“前行”。｜图源：wiki

该交通信号灯高6.7米，由两个连接到旋转臂上的移动标志，以及夜晚使用的柱顶上的煤气灯组成。当时，并没有“自动化”这一概念，所以交通信号灯的变化全是人为操纵的。

虽然这是一项成功管控交通流量的发明，但它的煤气灯却在运行了24天后爆炸，炸伤了控制信号灯的警察，这种交通信号灯便被停用。直到电力的普及，第一个电力交通信号灯才在美国克利夫兰投入使用。

如何控制信号灯

随着社会节奏的加快，效率逐渐成为人们的重点考虑的问题，有效地疏导和提高十字路口的通行效率显得越来越重要。在普通的交通灯设计系统中，显示时间是固定的，这样就无法有效地利用道路交通资源。

为了解决这个问题，人们引入了车流量监测，通过车流量的大小，来自动调节红绿灯的显示时间。

图源：Gifer

最常见的有感应回路系统和视频摄像系统。前者在地面铺设了环形线圈传感器，当有车辆通过线圈时，车的铁外壳使得磁感线圈电感发生变化，从而监测车辆。感应回路系统由于其简单性而被广泛使用。

视频摄像系统是我们在交通信号灯中看到的最复杂的系统。杆上安装的视频监测摄像机依靠视频技术来监测汽车，并与多个交通站点联网。不仅能识别车辆，并实时计算停靠点的车辆数量，还可以区分汽车和行人。

图源：网络

那么，我们开头说到的“遇到一个红灯，就会一路红灯”的现象，难道是因为交通信号灯在监测汽车流量这块儿出了bug？其实，这并非偶然现象，而是道路设计师们花了几十年特地研究出来，防止交通拥堵的手段。

图源：wiki

交通控制系统的核心问题，就是如何在最短的时间让最多的车辆通过路段。它的原则就是，如果前面的路空，就让新来的车快走；如果前面堵，就让新来的车慢点走。

于是，人们想出了一个办法叫做“绿波带”，即车辆匀速行驶，进入绿波带区域时第一个信号灯为绿灯，那么下一个路口也能遇到绿灯。最大限度地保证车流到达路口都是绿灯，尽可能减少停车时间。

现在一线城市的许多道路都开通了绿波带。比如成都就在全程约2.5公里，涉及7个信号灯的人民南路（锦江宾馆至领事馆路口）设置了绿波通行。｜来源：YouTube

绿波带道路上的路口信号灯通常会设有绿波速度提示牌，在50～55km/h的速度最容易赶上绿波带。但是，如果碰上极端路况、车祸、有人闯红灯等事件，无法保持绿波速度的情况下，你可能会遇到绿波带的“死对头”——红波带，让你走一路，停一路，减缓你的通行速度。

当然，不是所有路段都可以设置绿波带。一条适合设计绿波带的路段需要满足许多条件，比如：不是主干道（主干道车流量过于饱和，车辆排队过长无法在有效绿灯内通过路口）、干扰因素少（无乱穿马路的行人和非机动车辆）、道路条件相近（车流量情况相近）等。

2011年，一项研究表明，绿波带可以减少汽车二氧化碳排放、减少燃油消耗、减少车辆部件磨损以及制造过程中的间接能源消耗。｜来源：YouTube

所以，绿波控制一般使用在中心城区到外围城区的干路上，目的是为了让中心区的车辆尽快驶出核心区。而相对应的驶入中心城区的方向，往往不会设置绿波带。

相反，有的地方会设置红波带，就是让进入核心区的车辆多等几次红灯，以减缓市中心的交通压力。

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编辑：蔡芷涵、陈琪琪（实习）

审阅：杨敏婷、朱妮

来源：把科学带回家

参考资料：

[1]https://auto.howstuffworks.com/car-driving-safety/safety-regulatory-devices/how-does-a-traffic-light-detect-that-a-car-has-pulled-up-and-is-waiting-for-the-light-to-change.htm

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Green_wave

[3]https://www.cdccic.com/cdjt/show_38942.htm

[4]https://www.mdpi.com/2071-1050/13/10/5411

原标题：《只要遇到一个红灯，就会一路红灯？真不是你运气太差！》

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