紅綠燈也可以很智能

盧昌海

汽車是現代社會不可或缺的工具。不過，很多人在享受汽車便利的同時，也深受交通堵塞之苦。堵車，堵車，經常聽到大家有這樣的抱怨。交通堵塞不僅耽誤時間，影響心情，更是會帶來損失。美國號稱“車輪上的國家”，每年因交通堵塞帶來的經濟損失就達1000億美元，浪費的汽油約有100億升，累計浪費的時間約有50年，而且還導致大量額外的空氣污染。

為緩解交通堵塞問題，人們想過很多辦法，什么限制單雙號出行，低碳出行，公交專線，世界無車日等等，其中優化紅綠燈系統算是一項重要措施了。比如，對主干道上的紅綠燈進行協調，使得車子行進時前方的信號逐次轉綠。不過，這種令人賞心悅目的紅綠燈協調所依據的通常是高峰時段的車流規律，在其他時段的效果就沒有那么好，而且為了保障主干道的交通，常常會過分犧牲其他道路。

除了這種依據固定程序運作的紅綠燈系統外，人們還研究過其他系統，比如由車流量的大小來確定紅綠燈的轉換，使車流量大的道路為綠燈。這類系統被稱為局部優化系統。不過，讓車流量大的道路為綠燈，這一方法看起來是優化了，實則并非良策。因為在一個方向的車流量持續很大時，它往往會使另一個方向的紅燈時間太長；而在兩個方向的車流量彼此接近時，它又往往會使紅綠燈的轉換太過頻繁，以至于無法有效地疏減車流。

看來，這紅綠燈的優化問題也真是傷腦筋！當然，總有一些人愿意為這些傷腦筋的事買單。德國研究者萊默和赫爾賓就在為紅綠燈緩解交通壓力的問題努力著，并且取得了一些成果。

萊默等人的努力從原理上講其實很簡單，就是將紅綠燈的轉換設計得更聰明一些，更智能一點。具體地說，是以紅燈方向的車流量達到一定數量作為紅燈轉為綠燈的條件，并且該數量并非簡單地以大于綠燈方向的車流量為標準（即并非總是為車流量大的道路開綠燈），而是隨紅燈的持續時間而變，持續時間越長，該數量越小。這是什么意思呢？就是說紅燈的持續時間越長，轉為綠燈所需的車流量就越小，也就是越容易轉為綠燈。不僅如此，當紅燈的持續時間長到一定程度時，紅燈方向哪怕只有一輛車，也可獲得綠燈，從而避免了因一個方向的車流量持續很大而使另一個方向的紅燈時間太長的問題。同時，這也意味著紅燈剛開始時，會因該數值較大而不容易轉為綠燈，從而避免了紅綠燈轉換過于頻繁的問題。

此外，這一設計還自動保證了車流量大的道路獲得較大比例的綠燈時間，因為它會更容易、更快地滿足紅燈轉為綠燈的條件。為了讓紅綠燈在各個時段都“聰明”，萊默等人還在高峰或低谷時段，對該數值進行整體性的上調或下調。最后，在各方向的車流量都極低的情況下，萊默等人的設計還會自動轉入普通的局部優化系統，讓車流量大的道路為綠燈，從而避免在半夜空蕩蕩的街上遇到紅燈的情形，而這在現有的紅綠燈系統下是很常見的。

那么，這種設計的效果如何呢？萊默等人進行了模擬。他們以德國城市德累斯頓的一個繁忙街區為模擬對象。那里有十幾個間距不等的紅綠燈，火車、有軌電車、公交車一應俱全，還有大量行人及其他車輛，交通狀況特別復雜，現有紅綠燈系統的表現特別不佳。萊默等人的模擬顯示，他們的設計可以使平均交通延誤時間減少10%～30%。

不過，以現有紅綠燈系統表現特別不佳的街區作為比較對象恐怕不是最有說服力的，萊默等人的設計還需要更多的模擬乃至在實際情形的檢驗下才能真正確定其效果。但是，起碼從思路上講，他們的設計是頗有希望的。也許在不太遙遠的將來，紅綠燈系統將會迎來系統性的改良，而人們的出行也將變得稍稍通暢一些。