目的
目的是在綠末紅初之間設定一個警示和緩衝：“ 禁止通行的紅燈就要亮了，千萬不要誤闖紅燈。”使未超過最高限速的合法車輛能在紅燈前在停止線前安全停車；還要使那些靠近停止線不能安全停車的車輛，應能以正常車速在紅燈前安全越過停止線。
圖1 黃燈時間包含的3個區域和最小停車距離客觀上，黃燈初亮時不能安全停車的區間大於《道交法》規定的行駛在公路上與同車道前車的最小安全距離。因為前車與固定不動的停止線不同，前車還有向前的剎車距離。可以說，黃燈是多了警示的綠燈，黃燈期間允許車輛以正常車速安全越過停止線。按照停止線法，所有在紅燈信號出現前越過停止線的車輛都可以繼續前進，通過交叉口。故越過停止線就等於通過交叉口，黃燈不負責交叉路口的清空，交叉口路面的清空任務只能從黃燈結束時刻開始，黃燈時長與交叉口的大小、寬度無關。
目錄
1、 黃燈設定目的
2、 最大感知反應時間與最大剎車距離
3、 最大安全停車距離
4、 最小黃燈持續時間
5、 選擇通過狀態與進退兩難狀態
6、 過渡的黃燈時長由進口道容許的最高速度決定
7、 紅燈、綠燈、黃燈信號指令的 科學 含義
8、 為什麼有許多人會認為“闖黃燈”對交叉口交通安全會造成威脅？
注釋與參考1
為什麼黃燈位於綠末紅初，而不是相反？
由紅燈靜止到綠燈運行，車輛是一個加速過程，是一個動能能量輸入過程。在這個加速過程中，只有在車流頭前開路的首車是最危險的，駕駛員需要隨時準備應對、處理路面上尚未清空的其它各種交通流對本車流的影響。而且具體哪個車是車流的首車駕駛員自己就可以完全確定，職責明確。因為是從靜止開始，自我感覺良好，對周圍情況感知靈敏，完全可以安全有效地應對、處理、控制各種情況，可以不要過渡信號提醒。當然，如果存在過渡信號，比如 紅 - 黃同亮信號，也可以促使駕駛員提前準備，或實現半幅路權二次控制。
而在綠末紅初就完全不同了。任何車從綠燈高速行駛狀態下具有的巨大動能，到紅燈時停止在停止線外，動能為0，都需要有一個動能消除的制動剎車過程。而一般的制動剎車過程所需時間非任何人力所能夠主動控制，必須服從人對控制信號變化的感知能力、車輛的剎車能力、路面潮濕度和對車輪輪胎的吸附摩擦力等“人、車、路、環、控”5大客觀約束條件。而且，在這個動能消除的過程里，駕駛員是從高速行駛狀態開始進入過程的，對環境的各種感知能力遠不如在啟動過程的感知能力。
在這個動能消除的過程中車流的尾車是最危險的，最有可能與其它方向某交通流首單元發生衝突。而在沒有信號倒計時顯示的情況下，任何駕駛員都不知道誰是尾車，都只能把自己當作尾車，都需要謹慎駕駛，合法行車，隨時都要關注信號可能出現的變化和前後左右的路面路況，既不能追尾，也不能與左右可能出現的其它交通流衝突，更不敢剎車太猛，要給後車信號和時間，以防後車追尾。
為了保證在綠燈時都能夠以正常速度行駛，這個動能消除的過程只能在見到綠燈熄滅時才開始，並應在紅燈亮之前就結束，使所有的守法車輛都可以不在紅燈信號時期進入交叉口。故這個過程必須、也應該加入過渡信號黃燈，而這個過程所需要的最短時長就是黃燈時長的下限。
黃燈設定目的絕不是如某些文獻所說，“黃燈時間是為了將已經進入交叉口並正在行進的車輛，從交叉口內予以清除所需的時間，亦可看成一種安全措施，由車速和交叉口的寬度確定，而與交通量的大小無關”。
明白了黃燈設定目的，得到黃燈時長的計算方法就比較容易了。
最大感知反應時間與最大剎車距離
車輛駕駛員從看到信號發生變化到做出剎車反應動作乃至剎車反應動作對車輛開始起作用，所需要的反應時間稱為 感知 反應時間，記作 t 反。記 L 反為以路段最高限速行駛的合法車與反應最慢的合法駕駛員在最大感知反應時間內其所駕車輛可能走過的最大感知反應距離。
行駛中的汽車，在剎車後由於慣性的作用，要繼續往前滑行一段距離後才會停下，這段距離就叫 制動 剎車距離。以路段最高限速行駛的合法車輛在從開始制動到完全停止的時間內行駛的距離稱為 最大制動剎車距離，記作S制，如圖1。
最大制動剎車距離與哪些主要因素有關呢？顯然與剎車時的速度、車子的質量、路面狀況以及空氣阻力有直接關係。車速越大，慣性就越大，剎車距離就越遠；車子的質量越大，剎車距離也越遠；路況越好，越光滑，剎車距離也越遠。天雨、下雪結冰時，汽車剎車後剎車距離也較長。所以汽車在行進時遇到彎道，車多時、天雨路滑時一般要慢行，控制速度，縮短剎車距離，減少交通事故。
黃燈初亮時最大安全停車距離
《中華人民共和國道路交通安全法 》第四十三條規定：“同車道行駛的機動車，後車應當與前車保持足以採取緊急制動措施的安全距離。”
《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第八十條規定：“機動車在高速公路上行駛，車速超過每小時100公里時，應當與同車道前車保持100米以上的距離，車速低於每小時100公里時，與同車道前車距離可以適當縮短，但最小距離不得少於50米。”
黃燈初亮時最大安全停車距離 S 停就是以路段最高限速行駛的合法車輛與反應最慢的合法駕駛員在最大感知反應時間內其所駕車輛可能走過的最大反應距離與合法車輛的最大制動剎車距離 S 制之和（圖1中的距離ab）。而且黃燈初亮時最大安全停車距離應該大於《道交法實施條例》規定的在公路上行駛與同車道前車的最小安全距離，因為前車與固定不動的停止線不同，其本身也還存在一定的向前剎車距離。
黃燈初亮時，一般總存在與交叉口停止線的距離小於ab的車輛，對於這些不能安全停車的車輛，應該允許繼續前進，能以正常車速在紅燈啟亮前安全越過停止線。如果硬性要求這些機動車安全地停止在停止線外，必然出現急剎車，導致動能瞬間釋放，車上人員極其危險，而且可能出現後車追尾，是不合理的。在這個意義上可以說，黃燈是綠燈的繼續，黃燈期間允許車輛以正常車速安全越過停止線，只比綠燈多了一個警示：“ 禁止通行的紅燈就要亮了，千萬不要誤闖紅燈。”
黃燈時長
一般而言，表示警示的黃燈時長在同一交叉口對所有方向的所有車輛應是統一的；黃燈時長既應該保證所有守法駕駛員在紅燈信號出現之前都能夠在停車線前安全停車，又應該保證所有來不及在停止線外安全停車的車輛，能夠在紅燈信號出現前順利越過停止線。黃燈時長既應大於等於反應最慢的合法駕駛員最大的感覺反應時間與最差的合法車輛最大制動時間之和，亦應該大於等於車輛以正常速度走過其最大安全車距離所需要的時間 ，並取信號機能夠執行的信號時間最小整數單位，比如秒。即
黃燈時長≥Max{感知反應時間+車輛制動時間；車輛以正常速度走過其最大安全停車距離所需要的時間} (1)
需要提請大家注意的是，（1）給出的黃燈時長是一個射線區間。因為，客觀規律只需要保證黃燈時長最小邊界，而對於最大黃燈時長几乎沒有限制。
黃燈不負責交叉路口的清空，與其它流向的交通衝突無任何直接關係，黃燈時長大小與交叉路口的大小、渠化無關，只與進口道車速有關。文獻[2]-[6]那些把交叉路口的清空任務強加給黃燈的觀點和行為是完全錯誤的。
面對黃燈駕駛員出現的選擇
有許多文獻，比如[3]就提出：“選擇通過狀態是指黃燈的顯示時長過長，黃燈啟亮後，一部分駕駛員既可以以正常的減速度在停車線前安全停車，又可以保持原來的速度在黃燈結束前通過停車線的狀態；進退兩難狀態指黃燈的顯示時長過短，黃燈啟亮後，一部分駕駛員既不能以正常的減速度在停車線前安全停車，也不能保持原有速度在黃燈結束前通過停車線的狀態。
上述狀態都容易使駕駛員在黃燈初期選擇停或走時產生困惑。因此，最佳黃燈時長的選擇應以不產生選擇通行狀態和進退兩難狀態為依據”。
也就是說，對於所有合法車輛，如圖1所示，定義最大安全停車距離為ab，正常車速×黃燈持續時間為ac，則合格的黃燈時長應該對所有車輛都有ac≥ab，bc區間的車輛處於選擇通行狀態。如果對於某些合法車輛，存在ac<ab，則bc區間的車輛就處於“進退兩難狀態”，就說明黃燈時長設定得太短。
但是，因為客觀上所有車輛的性能不可能完全一樣，黃燈持續時間不可能設計的對所有車輛都恰好實現“最佳”，只能照顧需要時間最長者，權衡安全利益，保證交通安全，取最保守的黃燈持續時間，從而徹底消除進退兩難狀態，哪怕存在部分車輛處於選擇通過狀態，也只能不得以而為之。
黃燈時長的下限由進口道容許的最高速度
由於“感知能力、剎車能力、地面潮濕度和對車輪輪胎的吸附摩擦力”等客觀約束條件對 黃燈時長的作用大小需要根據進口道容許的最高速度來計算。文獻[8]特意在其14頁註明：
“由於車輛動力學特性，機動車交通從綠燈向紅燈變換之前需通過黃燈作為過渡信號。過渡的黃燈時間由進口道容許的最高速度決定。”
“對應於50km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取3s。
對應於60km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取4s。
對應於70km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取5s。”
這些文字既說明了作為從綠燈到紅燈過渡的黃燈時間應該與車輛的容許最高速度成某種正比關係，過渡的黃燈時長由進口道容許的最高速度決定。也說明了，既然必須存在部分車輛處於選擇通過狀態，就只能把是否越過停止線的選擇、決策權交還給駕駛員，而不應該存在任何法律、法規的硬性規定：遇到黃燈，駕駛員都不能越過停止線。
紅燈、綠燈、黃燈信號指令的科學含義
紅燈期間，禁止一切交通流越過停止線，但已越過停止線的應繼續通行,且在保障安全的前提下儘可能快地離開交叉口,為其它車輛清空路面。
綠燈期間，允許一切交通流越過停止線，除非交叉口內發生堵塞。
黃燈是綠燈的繼續，只比綠燈多了個警示，警示馬上要變紅燈，車輛不宜越過停止線；但如車輛已十分接近停止線而不能安全停車時，應該在保證安全的前提下，以合法速度越過停止線，進入交叉口，繼續前進；但如果前車正在停下來，則後車不能超越正在停下來的前車而越過停止線。
因為，按照停止線法，所有在紅燈信號出現前越過停止線的車輛都可以繼續前進，通過交叉口。故黃燈時長的下限只與交叉口進口道的機動車最高限速有關，而與交叉口的大小、寬度無關，也與其它信號燈顯示的信號無關。有許多文獻把越過整個交叉口所需要的時間也算作黃燈最小持續時間的一部分，或把越過衝突點所需要的時間也算作黃燈最小持續時間的一部分，這些都是絕對錯誤的。必須徹底糾正，以免謬傳，誤人子弟，影響黃燈時長設定和法官判案。
為什麼有人認為闖黃燈對交通安全造成威脅
可能受文獻[2]-[6]的“把交叉路口的清空任務強加給黃燈的觀點和行為”的錯誤影響，有許多人都認為“闖黃燈”會對交叉口交通安全造成威脅。
如果追究為什麼？一般都回答：“因為衝突方向的車輛已經進入交叉口”。
如果負責任地再繼續追問：為什麼要讓衝突方向的車輛這么早進入交叉口？
這樣一問，真正威脅交通安全的原因答案就很明顯了。
真正對交叉口安全造成的威脅的不是“闖黃燈”行為，而是“讓衝突方向的車輛這么早進入交叉口”的信號燈，是綠燈間隔時間設定不合理，沒有大於等於最短綠燈間隔時間，或是最短綠燈間隔時間設計過短。請參見詞條“綠燈間隔時間”。
注釋與參考2
[1] 李淑慶主編，交通工程導論[M]，北京：人民交通出版社，2010年2月。
[2] 姜鑫，范磊，田瑞，城市信號交叉路口黃燈信號模型研究[J]，內蒙古公路與運輸，2010年第2期，54-56。
[3] 馬銳， 十字路口黃燈閃亮時間的數學建模分析[J]，雲南民族大學學報(自然科學版)第13卷第4 期，2004 年10 月。
[4] 鍾連超等，交通燈控制系統中黃燈時間的確定[J]，重慶工學院學報( 自然科學)第22 卷第4 期，2008 年4 月。
[5] 王秀良，交通燈控制系統中黃燈時間的確定[J]，交通標準化 ， 2010年13期 。
[6] 張令剛，范加冬，張金科，信號交叉口綠燈黃燈時間最佳化模型的建立[J]，交通科技與經濟，2009年第3期，總第53期)。
[7] 任福田、劉小明、榮建等編著，交通工程學[M]，北京：人民交通出版社，2003年7月。
[8] 交通信號控制指南——德國現行規範（RiLSA），Edition 1992, [德]道路與交通工程研究學會編，李克平譯，北京：中國建築工業出版社，2006年5月。
