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    免红绿灯设置的路口交通系统方案

    2012-09-13 11:18:48 来源:www.its114.com 作者:邓细波 徐建 评论:
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    摘要:本文是一种设置于城市交叉路口的快速交通系统-免红绿灯,能让十二个方向的车辆和行人同时可以沿着交通标线、交通标示各自通行,互不干扰。该快速交通系统交通流量大,通行效率比现有提高75%以上,可极大提高机动车的平均行驶速度;因避免了"人车交叉"、"车车交叉",能在一定区域内,减少交通事故发生率;节约可再生资源,减少对环境的污染;占地面积少,造价低不超过4500万元;施工难度小,适应范围广;减少城市交通的压力,节省了时间。

    关键词:快速交通免红绿灯

    堵车-似乎是一个经久不衰的话题,经常可以看到有红绿灯"十字路口"、"丁字路口"前,一条条"钢铁长龙"在焦虑的等待绿灯的出现。随着我国汽车工业的飞速发展以及人民生活水平的日益提高,大家对汽车的依赖越来越高。但交通流量的直线上升,也给城市交通带来巨大的压力-拥堵得越来越严重。据统计:目前,北京常住人口总量已达2000万人,机动车保有量将近600万辆,到2015年在城区行驶,每小时不会超过15公里,跟业余马拉松运动员跑步速度差不多。上班族用在上下班路途的时间将近150分钟,是每天工作时间8小时的30%。严重影响人民的正常工作、生活和学习。

    一、目前交叉路口的交通现状及影响

    对于改善交通拥堵状况,国内外专家曾提出"建道路,不如改造道路;改造道路,不如改造十字路口、丁字路口"的理念。在城市里,但凡堵车十有八九在十字路口、丁字路口上。现阶段车辆与道路的容量比,在许多大城市并未达到饱和的状态,也就是说现有道路还有很大的空间和潜力没有充分挖掘出来利用。而"车车交叉,人车交叉"正是十字路口、丁字路口交通堵塞的主要原因。为解决这一问题,大多数城市一般都采用红绿灯调节控制车辆和人流。而红绿灯指挥交通,只能起到维持秩序的作用,并没有提升通行速度和运能。例如:十字的4个路口,每个路口有3个方向(左转、右转、直行),共计12个方向;除出4个能够不受限行的右转方向,剩余8个方向(4个直行、4个左转),每次亮绿灯时只能同时有2个方向通行。即同一时间里只能有1/4的方向在工作,其余3/4的方向在等候,假如没有红绿灯的限制,也能畅通无阻的沿着各自先前方向行驶,那么通行效率就提高75%以上(即在同一时间里让其他3/4的车辆也在通行。另外,加上先前等红绿灯的过程中还要起步、停车和其他一些时间,通行效率是比75%还要高得多),就能够很好的解决十字路口、丁字路口的交通拥堵的问题。

    目前,国内外在解决十字路口、丁字路口拥堵的问题主要方式有1、修建跨线桥、高架桥、立交桥(单层、双层或多层)等来缓解交通压力,它们可使部分车辆分流。普遍有3层,有的甚至多达四五层,路线复杂,设计多样。人们形象地说现在的立交桥、高架桥,桥上司机"犯晕",桥下行人"迷糊",而且价格高,占地面积大。例如济南某立交桥占地401亩,桥分四层,第四层桥高24米。总投资2.743亿元。另外,十字路口、丁字路口一般是一个城市的商业中心,一旦在此建立高层桥梁,商业中心的功能可能就会慢慢退化。让高架桥在城市中穿行,是城市设计者们最忌讳的理念;2、在道路上划定专用车辆的行驶区域;3、强制执行以车辆号牌单双号为准的隔天行驶制度;4、让各单位强制执行错峰上下班时间表;5、利用车辆单方向行驶来解决等等。这些措施在一定程度上能够缓解城市的交通拥堵状况,但仍不能从根本上解决城市交通拥堵的问题。

    再有,给一些社会资源也造成浪费、影响:由于机动车在十字路口、丁字路口前等通行信号时,车虽然不跑了,但发动机仍在工作,且需继续烧油。例如,以百公里油耗8公升的车计算,假设在市区的行驶速度为40KM/h,那么1小时消耗的油量是3.2公升,1分钟消耗的油量为0.053公升,以油价7元/公升计算,也就意味着在1个十字路口或丁字路口不熄火等红绿灯1分钟,需烧燃油0.37元。再比方,1个十字路口或丁字路每天的车辆量为5000辆,哪么1天1个路口可节约1885元,1个城市如果有30个交叉路口,哪么1年下来就可以节约20312250元,这只是粗略的计算,可能还远不止这些。另外,汽车因在停驶等信号,该车排放的尾气比行驶排放的尾气在单位面积上要多得多,促使气温升高,碳排放量加大,加剧该路段环境污染。

    二、解决十字路口、丁字路口交通拥堵的对策

    鉴于目前的十字路口、丁字路口存在以上一些缺点和不足,经过4年的潜心观察和刻苦研究、探讨,设计出了一种"快速交通系统-十字路口、丁字路口免红绿灯"(专利号:201220385588.3),能让十二个方向的车辆和行人同时可以沿着交通标线、交通标示各自通行,互不干扰。如图所示:

    1-上坡一;2-下坡一;3-下坡二;4-上坡二;5-下坡三;6-上坡三;7-人行道和非机动车道;8-下坡四;9-上坡四;10-地面层转弯中心;11-地下层转弯中心;12-直行车道三;13-直行车道四;14-直行车道一;15-直行车道二;16-变道区;17-左转车道一;18-左转车道二;19-左转车道三;20-左转车道四。

    本系统仅分为两层,包括相互连通的地下层和地面层,地面层设有直行车道一14、直行车道二15以及四条右转车道,且直行车道一14和直行车道二15两侧均能相互调头,四条右转车道与相邻地面直行车道互通,构成地面层转弯中心10,供地面层调头使用。地面层主要解决两个直行方向和四个右转方向的直行与转弯。

    地下层设有直行车道三12、直行车道四13和四条左转车道,该左转车道包括左转车道一17、左转车道二18、左转车道三19、左转车道四20,四条左转车道和直行车道三12、直行车道四13连接成离地面五米深处的四片"风车叶(可放大)"平面,且左转车道与相邻直行车道之间、两直行车道之间相互能够转弯,构成地下层转弯中心11;"风车叶(可放大)"平面与四个上坡、四个下坡相连构成"(可放大)"形状。地下层主要是解决四个左转方向和两个直行方向的转弯与直行。

    另还有四个相同坡度的上坡一1、上坡二4、上坡三6、上坡四9,四个相同坡度的下坡一2、下坡二3、下坡三5、下坡四8,直行车道三12两端分别与下坡一2和上坡三6相连;直行车道四13两端分别与下坡三5和上坡一1相连;左转车道一17的两端分别与下坡一2和上坡四9相连;左转车道二18的两端分别与下坡二3和上坡一1相连;左转车道三19的两端分别与下坡三5和上坡二4相连;左转车道四20的两端分别与下坡四8和上坡三6相连。

    地面层的每一个下坡口前方变道区16与对应的地下层左转车道末端或上坡口的前方构成立体交叉口。立体交叉口的数量为四个,这样就可在立体交叉路口免红绿灯,互不干扰避免"车车交叉",起到提高交通流量的目的,不会发生交通拥堵现象。

    四个上破的坡度均为3度;四个下坡的坡度均为3.5度。因为,上坡机动车需要的能量大,所以坡度缓,便于机动。下坡陡一点,一是可以缩短整个系统对地幅的要求,二是提供给车辆能量。

    在上坡一1、上坡二4、上坡三6、上坡四9的出口处的下方垂直公路方向均设置有人行

    道和非机动车道7。行道和非机动车道供行人或者非机动车通行,避免了等待红绿灯,避免"人车交叉"。

    地下层的四个左转弯方向和两个直行方向的车辆在驶入地下层时,要提前变道进入左转或直行变道区再下坡,沿交通标线和交通标示驶入左转车道和直行车道,通过各变道区下方的立体交叉口,再上坡驶入各自道,完成左转或直行。具体是下坡一2上的左转车辆和直行车辆,通过下坡一1前端的变道区16一同驶到下坡一2底部时,左转弯车辆左转进入左转车道一17,经过下坡四8前方变道区下方的立体交叉口,驶上上坡四9,完成左转弯。直行车辆沿直行车道三12驶入下坡三5前方的变道区下方的立体交叉口,驶上上坡三6,完成直行。下坡四8上的左转车辆通过坡前方的变道区驶入到下坡四8底部,左转弯进入左转车道四20,与直行车道三12同向行驶,经过下坡三5前方变道区下方的立体交叉口,驶上上坡三6,完成左转弯。地下层其他两个方向上的左转弯和直行与上述同理。具体见附图1、附图2。

    十字路口地下层主要是解决4个左转弯、2个直行以及行人过马路的问题。单道宽为L米(一般为3.5~3.75米),双向N车道(一般为双向4车道以上),其规格为:十字路口交叉的转弯中心面积:(N×L)2平米;十字交叉的4个方向路口的最小长度:200米。

    "风车叶"平面离地深度为5米,上下坡的长度是以转弯直径≮15米,最大纵坡推荐值≮6%计算出来的,大约为100米。另外,地面层、地下层均设有调头的转弯中心,供由于疏忽错过路口的车辆使用。并且设置有部分停车位,执勤车和故障车可以停泊。

    采用本系统,具有如下优点:1、交通流量大,效率高。因为在十字路口、丁字路口没有了红绿灯,路口的通行效率比原有效率提高了75%以上,相当于在原有基础上再建了3套以上十字路口。另外加上可以节省很多的起步、停车,驾驶员开小差(停车慢、起步跟车不及时、起步熄火等)时间,实际提高的效率是先前的6~8倍。机动车不用再在十字路口前停车等通行信号,可以很好地解决堵车问题。2、造价低。因为只有地面层和地下层两部分,实际施工的只有一部分地下层,没有跨线桥、立交桥,少了很多钢筋、水泥及人力成本。整个工程根据现地场地面积计算(以双向6车道为例),土石方的挖掘量不会超过26000方,工程量相对较小,总造价4500万元。3、设计简单、明了。地面层主要解决的6个通行方向是:2个直行,4个右转。地下层主要解决的:是2直行,4各左转。设计简单、明了,驾驶人、行人在现有的交通法规的基础上一看就能够清楚,并很快适应。4、适应范围广。适用于新建城市的十字路口、丁字路口,以及老城十字路口、丁字路口改造(至少双向4车道以上),不会破坏现有商业区。5、占地面积小。不存在拆迁、征地,能为城市节约很多土地资源,总施工面积约8000平方米。6、节能、环保。该系统能降低燃油的消耗,节约不可再生资源,减少碳排放量。因有一层从地下通过,能降低市区噪音。7、减少了交通事故的发生。该系统没有了"车车交叉"、"人车交叉",在一定区域内能够减少碰撞、擦挂,起到保护人的生命安全和财产损失。

    而且还会给社会带来以下几方面的效益:1、提高机动车的平均速度。没有了红绿灯的十字路口、丁字路口,机动车不用再等通行信号,马路上的拥堵也不见了。所以可大大提高机动车的运行速度,提高了运输效率。乘坐车辆出行办事的人,提高了办事效率。2、可以节能减排。据一些出租车司机讲:由于机动车在十字路口、丁字路口前等通行信号时,停车不停发动机,汽车要多浪费3-4%的燃油。如果修建十字路口、丁字路口快速交通系统,去掉了信号灯,消除了拥堵,多浪费的3-4%的燃油就能节省下来,如果全国城市都修建了该系统,全国城市中的汽车都会节省3-4%的燃油,试想全国每年节省的燃油可是一个天文数字啊!3、可以节省交通警力,节约开支。凡是交通繁忙的十字路口都有四名交通协管员和一名交警维持交通秩序。十字路口、丁字路口应用了快速交通系统,就不需这么多警力执勤了,这些警力就可以节省下来,为国家节约大量开支

    另外,以上所述是十字路口的免红绿灯系统,丁字路口的免红绿灯系统比较简单,其工作原理大概与十字路口一致,详见附图3,附图4。

    快速交通系统-免红绿灯,也可以设计成地面层和地上层,只是将地下层建成地上层,把地下层的凹下结构转换成地上层的凸起式结构。


     

    说明:快速交通系统-十字路口地下层主要是解决4个左转弯、2个直行以及行人过马路的问题。单道宽为L0米(一般为3.5~3.75米),双向N车道(一般为双向4车道以上),规格为:十字路口交叉中心面积:(N×L0)2平米;交叉的4个路口的最小长度L1:200米0;每条道用于快速交通系统的长度L:425米

    行车部分地下层的深度为6米,行人和非机动车的地下层深度3米即可。上下斜坡的长度是以转弯直径≮10米,最大纵坡推荐值≮6%计算出来的,大约为100米。但是下坡可以适当的缩短些,因下坡需要的动力相对来说可以减少很多,陡一些不是很妨碍。地下层有供停故障车的空间,另外,还有供调头的选择。黑色箭头为从桥下过,大括号部分为立体交叉部分。

    南北方向向左转的车辆,要提前变道入左转待转下坡道。东西方向向左转和直行车辆也要提前变道入左转和直行待转下坡道,具体见图5。

    本文受专利、版权保护,请勿抄袭、谢绝借鉴。

    作者资料

    作者姓名:邓细波

    单位:西藏林芝八一镇77675部队


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