整体功能演示
经过不断的调整和测试，我们制作的智能红绿灯装置可以稳定地运行，可以实现预设目的。行人走过马路时，正常的步速一般为1～2m/s，取中间值按1.5m/s计算，则经过一个约7米宽的双向车道（加上两侧路肩处的起步时间）的时间约为5s。而根据交规通过路口时车辆必须减速至30km/h（约9m/s），考虑到起步、礼让行人等因素，一辆车通过路口的时间取整按1s计算。假设100辆汽车在路口均按1辆/秒依次通过没有红绿灯的路段需要100s，在有行人横道的路口，按传统红绿灯模式，车、人各放行10s交替进行，将多花时间等待，总时间190s。同样，假设行人按累积成小群方式过马路，一群人花10s完全通过斑马线后，下一群人刚好聚集在一起，100个行人分成5个小群，没有红绿灯连续过马路需要50s。按传统红绿灯要等待4个红灯的间隔，即50+40=90（s）。为了评估通行效率，我们引入效率因子Q，其计算方式是：
式中，N为固定红绿灯模式下，行人或车辆全部通过所花费的总时间，包括等待的时间；M为采用我们的智能红绿灯模式，行人或车辆全部通过所花费的时间。两者的比值Q如果为1，表示没有节省时间；而比值Q越大，则表示节省的时间越多，道路通行的效率就越好。
我们在装置上模拟测试了几种可能的情形，如表1所示。
表1 不同交通场景下启用智能红绿灯省时和效率分析
*无车时，按行人时间计算。**Q值越大，智能红绿灯的使用效果越好。
（A）道路上只有车通行，没有行人。
此时道路车行方向信号灯常绿，行人是红灯。假设100辆车通行，不需要等红灯，所有车辆通过的总时间为100s。Q=1.9，通过效率很高。
（B）道路上没有车辆，只有行人过马路。(https://www.daowen.com)
同样假设此时马路边有100个行人，车辆数为0。行人要过马路，需要行人先触发信号灯，将它切换为绿灯，同时装置会自动检测车辆。因为此时在停止线后没有车辆存在，则装置不为车辆通行分配时间。100个行人分5小群共5次通过，时间为50s。Q=1.8，通过效率高。
（C）道路上车辆比较多，少量行人过马路。
比如只有25个行人在路边等待过马路，车辆的数量仍为100辆。在第一群行人过马路时，装置自动检测车辆，车辆排的队伍较长，数量多，则自动延长车行方向的通行时间，如30s。在第二拨行人通过完毕后，没有新的行人按按钮或感应触发，车行方向信号灯常绿，车辆持续通过。车辆通过的总时间为120s（含让行人通过时车辆的20s等待时间），所以Q=1.58。
（D）道路上车辆稀少，过马路的人流量大。
同样假设此时交通路口的汽车仅有5辆，过马路的行人为100人。在第一群行人过马路时，装置自动检测车辆，获得传感器信息车辆较少，不需要为汽车通行延时。而行人方向流量大，该方向绿灯时间延长至30s。全部行人和车辆通过的总时间60s就够了，Q=1.67。
（E）道路上车流量大，过马路的人流量也大。
这种情况比较适合繁忙的交通路口，有稳定的车流量和人流量，像汽车站、火车站出入口。红绿灯一般均衡配时，即行人或车辆等待的时间是一致的，Q=1。
从表1可以看出，对于“A有车无人”或“B有人无车”这两种交通场景，加快道路通行的效率非常明显，效率因子Q值在1.8～1.9范围，可以节省近一半的时间，毕竟缺失另一半的交通参与者，在其对应的红灯等待时间可以继续通行。对于“C车多人少”或“D人多车少”的情况，提升道路通行的效果也不错，能够节省一定的时间。尤其是“人多车少”的时候，效率因子Q超过了1.6，这其中原因是过马路的行人可以“群”的方式一起通过斑马线，一群人过马路的时间和一个人过马路的时间是差不多的。而道路上的车辆必须按车道有序一次通过，每一辆车通过路口时所占用的时间是独立的，因此当行人较多时节省时间较多，效率高。而对于车流量和人流量都比较稳定且均衡的场合E，我们的装置和现有的红绿灯模式相比所费时间相同，其效果是一样的，即Q=1。
综上所述，智能红绿灯装置在大部分交通场景中都比现有红绿灯系统有优势。车流量和人流量越不均衡，对交通的调控效果越好，通行效率也越高。
