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黄灯亮多长时间合适? 精选

已有 7864 次阅读 2013-1-4 06:59 |个人分类:其它|系统分类:科普集锦|关键词:黄灯,汽车,刹车距离,反应时间,加速度| 汽车, 加速度, 黄灯, 反应时间, 刹车距离

新交规关于“闯黄灯”的处罚引起了网友热烈讨论,有人称之为“违反牛顿定律”,也不为过。从看见黄灯亮起到采取制动措施,再到汽车完全停止,是需要一个过程的。要求黄灯亮起时,所有未过停车线的汽车在到达停车线之前停下来,从物理上来说就是不可能的。那么,怎么样的要求才是合理的呢?我们本着科学的态度来讨论一下。

首先考虑人的反应时间。从看到信号到做出反应,这个时间一般大于 0.2 秒 [1],这是指健康的年轻人。(当然,刘翔可以比这快不少。)我们以此下限来进行计算,假设在这段反应时间内汽车仍按原速度前进。

其次,来考虑刹车带来的负的加速度。这个数值和路面情况、刹车系统工作情况以及轮胎质量都有关系。我们来考虑最一般的情况,若干个不同来源的数据均表明 [2-4],干燥的普通沥青路面刹车时的加速度大约负的 6.5 米/秒2,我们假设采取刹车措施后汽车按此加速度匀减速运动,直至完全停止。

现在我们建立起了模型,用高中学过的运动学公式进行简单计算,计算结果可以用下图表示:


其中红线表示从信号亮起到汽车停止的总刹车距离,蓝线表示总的刹车时间。从这里我们看出,刹车距离和时间都和车速有关。

假设现在车速为 40 公里/小时,那么从信号灯亮起到汽车完全停下,至少需要大约 12 米距离。如果黄灯亮起时,汽车距离停车线小于 12 米,最佳判断应该是继续开过去通过路口,而不是刹车,否则汽车会停在路口中间,那样就太尴尬了。如果黄灯亮起时汽车距离停车线大于 12 米,当然最好采取刹车措施,避免闯黄灯(甚至红灯)。

现在说说黄灯亮多长时间合适。既然黄灯的作用是警告和清空路口车辆,那么就要保证黄灯亮时刚刚过停车线的汽车有足够时间在红灯亮起之前通过路口。如果路口宽度为40米,汽车行驶限速为 40 公里/小时(即 11.11 米/秒),那么通过路口需要的最少时间为 40/11.11=3.6 秒。考虑到离停车线 12 米之内来不及刹车的车辆也必须通过路口,那么总的时间为 (40+12)/11.11=4.7 秒。如果黄灯持续时间低于此数值,无法保证路口内所有车辆在红灯亮起之前顺利清空。

以上只是针对某一速度的计算结果,对于其他速度可以用类似方法计算。这个结果是保证信号灯达到设计初衷的一个下限。实际情况下,由于路面、车辆及司机的状况有所不同,情况会更复杂。但是有一点是肯定的,无论交规怎样规定,遇到路口适当减速,于司机、于大家都会更安全。

[1]http://biae.clemson.edu/bpc/bp/Lab/110/reaction.htm#Type%20of%20Stimulus
[2]http://forensicdynamics.com/stopping-distance-calculator
[3]http://www.driveandstayalive.com/info%20section/stopping-distances.htm#stop-dist_table-for-dry-road
[4]http://www.racemath.info/motionandenergy/stop_distance.htm


http://blog.sciencenet.cn/blog-373392-649340.html

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