我们开车的时候，会经常遇到这样的场景：如果碰到的交通信号灯恰好是绿灯，接下来就能畅通无阻，“一路绿灯”；相反，只要被一个红灯拦住，接下来遇到的交通信号灯可能都是红灯。这背后有什么科学原理吗？

　　被停用的煤气信号灯

　　交通信号灯俗称红绿灯，以红、黄、绿三色灯（欧洲一些国家还可能会使用带有橙色的琥珀黄）或辅以声音信号，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，当时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交通的情况。

　　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控的。

　　虽然这是一项成功管控交通流量的发明，但煤气灯却在运行了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

　　随着社会节奏加快，效率逐渐成为人们重点考虑的交通因素，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系统，通过监测车流量的大小，来自动调节红绿灯的显示时间。

　　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，从而监测车流量。感应回路系统由于其简单性而被广泛使用。后者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。

　　能防止交通拥堵的绿波带

　　那么，“遇到一个绿灯，就会一路遇到绿灯”的现象难道是因为交通信号灯在监测汽车流量方面出现了漏洞？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。

　　交通控制系统的核心问题就是如何在最短的时间内让最多的车辆通过路段。于是，人们想出了一个办法：设置绿波带。

　　绿波带也叫绿波路段，它通过计算车辆通过某一路段的时间，再对各个路口的红绿灯信号进行协调，使车辆在通过时能“一路绿灯”。绿波带道路上的路口信号灯通常会设有绿波速度提示牌，绿波速度一般为每小时50～60千米。车辆以绿波速度在绿波带道路上行驶，就容易赶上绿波带。

　　交通信号绿波控制是一项比较特殊的系统。城市交叉口信号绿波控制一般是指一条主干道中若干个连续交叉口交通信号间的协调控制。目的是使行驶在主干道协调控制的交叉口的车辆，可以不遇红灯或者少遇红灯。从被控制的主干道路各交叉口的灯色来看，绿灯就像波浪一样向前行而形成绿波，我们称这种交通信号协调控制方式为“绿波带”控制。

　　绿波带的设置条件

　　虽然绿波带能防止交通拥堵，但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。

　　如果碰上极端路况、交通事故、有人闯红灯等事件，无法保持绿波速度的情况下，我们可能会遇到绿波带的“死对头”——红波带，减缓我们的通行速度。所以，绿波控制一般使用在中心城区到外围城区的干道上，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。

　　不仅如此，有研究表明，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。

　　（本报综合）