無干擾城市交通設計

2022-12-19 07:12:02 字數 4394 閱讀 5217

介紹了一種「無干擾城市道路交通設計」。它是一種沒有紅綠燈的、全過程無干擾的城市道路交通設計方案或方法,它包括無干擾幹道網路設計和無干擾區域網路設計。該方案通過採用單向通行技術、環形道路設計,創新網格區域車流和幹道網車流的無干擾互動模式,規避了各種道路交通干擾因素,實現了道路交通全過程無干擾執行模式,避免了道路交通的梗塞效應,從而大幅提高城市道路交通通行能力,徹底避免目前的高峰時段惡性塞車情況,大幅提公升汽車通行速度,減少汽車燃料消耗和尾氣排放。

本設計同時提供了兩種方案,能夠同時滿足新城規劃和老城改造的需要。

0引言中國在國家政策的支援下,2023年汽車產銷突破1360萬輛,一舉超越美國成為全球第一大汽車市場。同時據國家統計局資料顯示,截止2023年末,全國民用汽車保有量已達到7619萬輛,據估計到2023年將達到2億輛以上。但目前城市道路交通已經是不堪重負,堵塞嚴重,通行效率極其低下,尤其在上下班高峰時期,黑壓壓的車流就象螞蟻一樣時斷時續地爬行在寬闊的大道上,有時一小時也挪動不了兩公里。

這種交通狀況使得城市變得麻木,使人們變得無奈。但如果那一天城市道路交通變得暢通無阻,也沒有紅綠燈,你可以準確計算來回的里程和時間,城市是不是會更顯得親切和有活力呢?

1路越多車越堵的怪圈

城市道路是乙個縱橫交錯的網路結構,而這個網路節點就是交叉路口,如果路越多,則網路越細密,交叉路口就越多,也就意味著交通瓶頸越多,車必定堵得更利害,這就是為什麼城市越大,路越多,而車則越慢越堵的根本原因。就是因為人們未解開這個結,才導致全世界的大城市都堵車。

2交通幹道網與區域道路網的交通關係

在道路網路中有主幹道和支道,而縱向和橫向主幹道圍成了乙個個方形格仔,這些格仔稱為「網格區域」,而支道實際上就是各個網格區域內的區域道路。一次典型且較長路程的城區汽車旅行過程是從某個網格區域的區域道路出發,然後進入幹道行駛,快到目的地時從主幹道**來進入目的地的網格區域,並一直沿區域道路到達目的地。一次旅行的全過程包括三個部分:

出發地網格區域的交通、幹道上的交通、目的地網格區域的交通。圖1中的空白格仔就是網格區域。

圖1 無干擾交通幹道網設計示意圖一

網格區域是汽車的出發地也是最終目的地,在這個區域中的道路都是區域道路,相當於人身上的毛細血管,它向幹道輸入車流,同時也接收幹道上輸出的車流。很顯然,區域道路是不應該和幹道相交叉的,它僅侷限於乙個網格區域內,通常是一平方公里左右的範圍;筆者將乙個網格區域的區域道路網簡稱為區域網。幹道是交通主骨架,是交通的核心主體,城市汽車旅程主要就是在幹道上,因此幹道交通必須快捷。

理清了交通幹道網和區域道路網的關係,事情就變得簡單明瞭:只要保證幹道網和每個區域網都暢通,整個道路網就暢通了。

3無干擾交通幹道網設計

3.1 無干擾交通幹道網設計示意1

圖1是筆者設計的無干擾城市交通幹道網示意圖一,假定一公里左右有一條幹道,即網格的長寬各一公里左右。橫向幹道直行方向全程貫通,其它幹道不得和它平面交叉通行,稱為全貫通幹道(③),直行車流可以不間斷無停留通行。縱向幹道有立交幹道(①)和承讓幹道(②),每三條縱向幹道中有一條是立交幹道,兩條是承讓幹道。

所謂立交幹道就是直行方向和橫向幹道保持立交,也可以是高架路。縱向承讓幹道是指當它和橫向幹道交叉時,不得直接橫穿橫向幹道,承讓幹道上的車輛只能駛入橫向幹道。在幹道上設有若干個車輛掉頭區(⑤)和中間隔離設施(④),中間隔離設施可以是綠化帶,它的作用一是防止支道車輛橫穿幹道,同時便於設定車輛掉頭區。

幹道邊上設有車流交換區(⑥),通過車流交換區實現網格區域車流和幹道車流的交換。

該幹道網路設計有以下幾個主要特點:

(1)幹道上設有車輛掉頭區和中間隔離設施,解決了車輛左拐的需求,避免了左拐造成的平面交叉通行,同時避免了區域道路直接穿越幹道的可能。

(2)保證了幹道直行的便捷性。該方案採取橫向直通,縱向是兩個承讓幹道間夾一條立交幹道,徹底避免了直行方向的交叉通行,保證了幹道直行的便捷性。

(3)避免了行人對幹道的干擾。該設計將整個城市的交信道路體系設計為幹道網和若干個網格區域道路網,行人路是設計在網格區域內的,行人不得橫穿幹道,只能以立交的形式通過幹道,因此需建足夠數量的人行立交或隧道。

3.2 無干擾交通幹道網設計示意2

圖2是筆者設計的單行無干擾交通幹道網示意圖,將單向行駛技術運用到幹道網的設計中,較適用於老城道路改造。因為橫向幹道是單行道,同時考慮老城道路較複雜,幹次道層次不清晰,因此網格區域假定為長1000公尺,寬500公尺。該幹道網設計有如下特點:

(1)橫向幹道均為單向行駛道路,一條向左行駛的橫向單行幹道間夾一條向右行駛的橫向單行幹道;橫向單行幹道直向行駛全程貫通,其它幹道車輛不得和它平面交叉通行,車輛在此道上行駛可左拐或右拐進入縱向幹道;橫向單行幹道車輛如要掉頭行駛,則經過承讓幹道或區域道路駛入鄰近的橫向單行幹道,即完成了調頭。

(2)縱向幹道有立交幹道和承讓幹道,每三條縱向幹道中有一條是立交幹道,兩條是承讓幹道。縱向承讓幹道部分區段是靠右行駛的雙向道路,部分區段是單向行駛的道路。

(3)縱向立交幹道和橫向單行幹道交叉處保持直向行駛方向立交通行,即縱向立交幹道車流直向行駛保持全程貫通,不和任何車流平面交叉通行;縱向承讓幹道與橫向幹道交叉處設有橫向中間隔離帶,承讓幹道上的車輛只能駛入橫向幹道,但不得穿越橫向幹道。

圖2 無干擾交通幹道網設計示意圖二

4無干擾網格區域道路網設計

4.1 無干擾網格區域道路網設計示意1

圖3是筆者設計的無干擾網格區域道路交通示意圖一,該示意圖和圖1的幹道網設計相匹配。網格區域橫縱向均假定為1公里左右(也可以大一些)。該設計有以下主要特點:

(1)網格區域四周靠近幹道處設有單向環形道路,車流方向和旁邊幹道一致,網格區域內車流和幹道車流在車流交換區以同向變道方式實現交換,避免了對幹道交通的干擾;

(2)區域內橫向道路均是右行雙向道路,在該道上行駛車輛可直行到底駛入單向環形區域道路,也可右拐駛進縱向區域道路;

(3)區域內縱向道路均是雙向右行承讓道路,縱向區域道路與橫向區域道路交叉處設定了橫向中間隔離設施。縱向區域道路上的車流可駛入橫向道路,但不得穿越橫向道路。

(4)區域外側行人路在單向環形道路內側邊(圖中未畫出),這種行人路設計避免了行人對幹道的干擾。

(5)網格區域內形成了各種環形迴圈道路軌跡,車輛可以很方便地到達區域內任何地方。

圖3 無干擾網格區域交通設計示意圖一

4.2 無干擾網格區域交通設計示意2

圖4是筆者設計的與圖2單行無干擾幹道網設計相匹配的網格區域交通設計示意圖,本示意圖是圖2中網格區域1、3的交通示意圖,主要適用於老城區道路改造。

該網格區域道路交通設計有以下主要特點:

(1)橫向區域道路均是單向行駛道路,能夠全程直行,直到駛入車流交換區進入外圍幹道。

(2)縱向道路有些區段是單向行駛,有些區段是右行雙向道路。縱向區域道路與橫向區域道路交叉處設有橫向中間隔離設施,以阻止縱向區域道路車輛穿越橫向道路。縱向區域道路行駛的車輛可以駛入橫向區域道路或通過車流交換區駛入外圍幹道,但不得直接穿越橫向區域道路。

(3)網格區域外側四周是外圍幹道,區域道路通過車流交換區與外圍幹道交換車流,四周每側均與幹道有交換車流的車流交換區。幹道車流進入區域後可通過環形軌跡到達區域內任何位置,構成了相對獨立的區域內車流迴圈。

圖4 無干擾網格區域交通設計示意圖二

5總結與討論

5.1將城市道路交通體系劃分成幹道網與區域網,並分別設計

通過對交通規律的分析和總結,本文將城市道路交通體系劃分成幹道網與網格區域道路網,並分別設計。同時,這一創新給道路設計和城市規劃提出了全新的理念。

5.2實現了整個路網的無干擾執行並規避了城市道路交通的梗塞效應

交通梗塞的根源是存在交通瓶頸和交通干擾,其中紅綠燈交叉路口是最主要的交通瓶頸也是最主要的干擾源。交通干擾與車流量是成正比的或正相關,即在同樣的道路網上車流量越大,對道路交通造成的干擾越大,這種干擾作用就導致了對道路交通能力的約束。比如上下班高峰時需要通行的車流量特別大,而這種特別大的車流產生了特別大的干擾作用,再加上紅綠燈交叉路口的瓶頸作用,導致堵塞不可避免。

本方案由於規避了各種干擾因素,也沒有紅綠燈,因此就自然沒有梗塞效應,能夠發揮出最大的通行能力,不會出現上下班高峰時段的堵塞情況(不包含交通事故造成的堵塞),實現了整個路網的無干擾執行。

5.3同時提供了新建與改造兩種方案模型

本文提供了兩種方案模型,一種適用於新城規劃的理想型模型,一種是適用於老城區改造的模型。老城道路改造面對的困難重重,但該方案通過引入單向通行技術、環形軌跡設計等無干擾通行技術,降低了老城區道路改造的難度,只需在原有的道路基礎上稍加改造就能轉換為極其方便的無干擾道路交通,降低了房屋建築的拆遷要求,大大降低了老城區道路改造成本。

5.4通行能力的可塑性

本文所提到的縱向立交幹道與縱向承讓幹道是可以相互轉化的,其數量比例可根據通行量靈活配置,當通行量特別大時可根據情況區域性或整體增加縱向立交幹道的比例。

由於去除了交叉路口這個最主要的交通瓶頸,打破了路越多車越堵的怪圈,使得城市道路交通通行能力可通過提高道路數量和道路通行效率兩種方式得到擴大。

5.5缺點和不足

本方案的道路通行設計較為複雜,打破了以往可以隨便橫穿公路的規則,每次行駛均需要正確確定好行駛線路,才能方便快捷地到達目的地,否則有可能會限入「迷宮」。但是由於現代導航技術已經是非常成熟並被廣泛應用,只要借助導航儀,就算是「路肓」也能輕鬆到達目的地。

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