CN103938511B - 适用于城市十字路口的立交桥及其通行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于城市十字路口的立交桥及其通行控制方法，包括相互十字交叉的横向双向机动车道和纵向双向机动车道，横向双向机动车道上架设有横跨十字路口的高架桥，以使横向行驶的机动车通过高架桥无等待直行，纵向双向机动车道下开设有纵向贯彻十字路口的下隧道，以使纵向行驶的机动车通过下隧道无等待直行；横向双向机动车道和纵向双向机动车道位于十字路口处的人行横道上设有非机动车和行人等待红绿灯的安全岛，安全岛上设有交通灯，以将非机动车和行人通过人行横道的过程分为两个相位完成。该立交桥及其通行控制方法不仅通行效率高，缩短了机动车、非机动车和行人等各方通过交通路口的等待时间，而且占用空间小，造价低，使用效果好。

Description

适用于城市十字路口的立交桥及其通行控制方法

技术领域

本发明涉及公路交通技术领域，特别是一种适用于城市十字路口的立交桥及其通行控制方法。

背景技术

目前，在城市内繁华路段的交叉路口主要是通过交通灯的多次变相来实现组织和控制机动车、非机动车以及行人的直行、左转与右转，以及机动车的原地调头。这种城市道路交通组织系统，虽具有造价低，实施与通行方便等诸多优点，但也存在以下不足：由于在一个周期中相位较多（基本上不少于四个），容易造成等待通行时间过长，并且还经常出现左转机动车与非机动车或行人同时“抢”道的情况，十分危险。特别是近几年，随着汽车数量的急剧增长，上述缺陷越来越突出，表现为：在主要交通路口红绿灯周期过长，机动车要等待很长的时间才能通行，造成了城市道路交通越来越为严重的堵塞现象；同时，行人要过马路基本上要等待两分钟以上，甚至更长，从而出现了许多“中国式过马路”的行人闯红灯现象，产生众多的安全隐患。

众所周知，解决交通拥堵等问题的最好办法就是修建立交桥。目前绝大多数城市在交通繁忙的地带，在空间允许的情况下，都修建了一些大中型立交桥，大大缓解了城市交通的堵塞现象。但普通的立交桥通常都具有空间大、占地多，且立交桥层次多，离地面高度差大，引桥太长等缺点，这些对于市内的许多十字路口都是不现实。虽然目前也有些城市立交桥方面的专利，但实施起来还是受到一定程度的限制。如专利2013100487342公开了一种“环左型城市立交桥”，车辆通行效果较佳，但该立交桥的高度要求有两层半（两个机动车高和一个非机动车高），这样的引桥所需的长度绝大多数的城市路口都很难满足。

要解决当前城市路口交通堵塞的问题，单靠交通灯控制，或建立完整的大中型立交桥都未必是最好的选择。因此，综合两者的优点，根据路口交通状况，寻找时间（交通灯）和空间（立交桥）之间的最佳结合点，设计一种适用于城市十字路口的高效的小型立交桥就显得十分有意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于城市十字路口的立交桥及其通行控制方法，该立交桥及其通行控制方法不仅通行效率高，缩短了机动车、非机动车和行人等各方通过交通路口的等待时间，而且占用空间小，造价低，使用效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种适用于城市十字路口的立交桥，包括相互十字交叉的横向双向机动车道和纵向双向机动车道，所述横向双向机动车道上架设有横跨十字路口的高架桥，以使横向行驶的机动车通过所述高架桥无等待直行，所述纵向双向机动车道下开设有纵向贯彻十字路口的下隧道，以使纵向行驶的机动车通过所述下隧道无等待直行；所述横向双向机动车道和纵向双向机动车道位于十字路口处的人行横道上设有非机动车和行人等待红绿灯的安全岛，所述安全岛上设有交通灯，以将非机动车和行人通过人行横道的过程分为两个相位完成。

进一步的，所述横向双向机动车道位于高架桥连接端与人行横道之间的路段，以及所述纵向双向机动车道位于下隧道开口处与人行横道之间的路段分别设置为往路口方向车道的宽度大于驶离路口方向车道的宽度，所述安全岛在人行横道上的位置与车道宽度相适应。

进一步的，所述横向双向机动车道位于高架桥连接端与人行横道之间的隔栏，以及所述纵向双向机动车道位于下隧道开口处与人行横道之间的隔栏上分别开设有调头通行口，以使机动车直接经此调头。

进一步的，所述横向双向机动车道和纵向双向机动车道的路面下设有车流量检测装置，以通过实时检测车流量调整十字路口中每个相位交通灯的时长。

本发明还公开了所述适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，按如下方法控制机动车、非机动车和行人通行：

横向行驶的机动车，通过高架桥无等待直行，通过右转车道直接右转，纵向行驶的机动车，通过下隧道无等待直行，通过右转车道直接右转；

当横向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于横向通行、纵向等待状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的往路口方向车道；

当纵向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于纵向通行、横向等待状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的往路口方向车道。

进一步的，横向行驶的机动车，通过位于高架桥连接端与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头；纵向行驶的机动车，通过位于下隧道开口处与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头。

本发明通过立交桥与交通灯的有机结合，充分利用时间与空间上的最佳结合点，让机动车、非机动车和行人有序地分时、分段穿梭而行，具有如下优点：

1、机动车交通流畅。横向与纵向直行机动车道，车流量最大，可直接通行无需等待；左转机动车最多只需等待一个相位的时间即可通行，且由于左转机动车相对而言较少，在短暂的等待时间内不会聚集太多车辆，因而不会出现交通拥堵的现象，从而提高了机动车的通行效率。

2、非机动车与行人等待时间短，且无需爬坡与走阶梯，对于当前提倡的绿色出行有促进作用。由于等待时间短，基本上不会出现闯红灯现象，大大减小了行人的违规及其所引起的安全隐患。

3、占地空间小，相对于地面的高度差小，引桥较短，投资小，特别适用于城市十字路口。

4、在路口无需修建专门的非机动车道和人行天桥等，从另一方面降低了修建成本。

5、通过对交通灯的智能控制，左转机动车与非机动车及行人的等待时间还可能进一步优化而缩短。

附图说明

图1是本发明实施例中立交桥的地面层的平面图。

图2是本发明实施例中纵向机动车左转的通行状态示意图。

图3是本发明实施例中横向机动车左转的通行状态示意图。

图中，1-横向双向机动车道，2-纵向双向机动车道，3-安全岛，4-人行横道，5-高架桥连接端，6-下隧道开口处，7-往路口方向车道，8-驶离路口方向车道，9-隔栏，10-调头通行口，11-斑马线1区，12-斑马线2区，13-斑马线3区，14-安全岛，15-非机动车道。

具体实施方式

本发明适用于城市十字路口的立交桥，其地面层的平面图如图1所示，包括相互十字交叉的横向双向机动车道1和纵向双向机动车道2，所述横向双向机动车道1上架设有横跨十字路口的高架桥，以使横向行驶的机动车通过所述高架桥无等待直行，所述纵向双向机动车道2下开设有纵向贯彻十字路口的下隧道，以使纵向行驶的机动车通过所述下隧道无等待直行；所述横向双向机动车道1和纵向双向机动车道2位于十字路口处的人行横道4上设有非机动车和行人等待红绿灯的安全岛3，所述安全岛3上设有交通灯，以将非机动车和行人通过人行横道的过程分为两个相位完成。

所述横向双向机动车道1位于高架桥连接端5与人行横道4之间的路段，以及所述纵向双向机动车道2位于下隧道开口处6与人行横道4之间的路段分别设置为往路口方向车道7的宽度大于驶离路口方向车道8的宽度，所述安全岛3在人行横道4上的位置与车道宽度相适应。在本实施例中，设置往路口方向车道7的宽度约为驶离路口方向车道8的宽度的2倍。

为了使机动车可以直接调头而无需等待，所述横向双向机动车道1位于高架桥连接端5与人行横道4之间的隔栏9，以及所述纵向双向机动车道2位于下隧道开口处6与人行横道4之间的隔栏上分别开设有调头通行口10，机动车直接经此调头。

所述横向双向机动车道和纵向双向机动车道的路面下设有车流量检测装置，以通过实时检测车流量调整十字路口中每个相位交通灯的时长，通过合理配时，从而达到进一步提高通行效率的目的。

本发明还提供了上述适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其按如下方法控制机动车、非机动车和行人通行：

横向行驶的机动车，通过高架桥无等待直行，通过右转车道直接右转，纵向行驶的机动车，通过下隧道无等待直行，通过右转车道直接右转；

当横向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于横向通行、纵向等待状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的往路口方向车道；

当纵向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于纵向通行、横向等待状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的往路口方向车道；

横向行驶的机动车，通过位于高架桥连接端与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头；纵向行驶的机动车，通过位于下隧道开口处与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头。

因此，不需增设单独的非机动车道和人行天桥或者隧道，而是在左转机动车行驶的“空隙”中安全通过，不会增加交通灯的相位和等待时长，整个周期只需要两个相位就能完成。因此，各方向的左转机动车、非机动车及行人最大的等待时间也就是一个相位的时长（典型值为20秒）。保证了非机动车、行人与左转机动车辆的畅通。通过对立交桥与交通灯的适时控制与有机结合，充分利用有限的空间，使机动车、非机动车和行人都能高效通行，占地面积少，等待时间短，上跨桥及下隧道与地面的高度差均不大（只有一层的高度），引桥短，投资少，效益高，特别适合于城市十字路口。此外，对于行人与非机动车辆十分有利，既不需要在路口中长期等待，也不需要通过阶梯走下隧道或爬上天桥，只需等待很短的时间就可以在地面的斑马线上轻松通行，这对当前提倡绿色出行具有很好的促进作用。同时，由于等待时间很短，基本上也就不会出现闯红灯的现象，大大地降低了安全隐患。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

地面层的平面设计如图1所示，由机动车左转车道与非机动车道及人行道组成，由于左转机动车相对而言是最少，且修建左转机动车道通常占地较多，再考虑到城市路口在空间上的限制较严，没有设立专门的左转机动车道，而是和非机动车及行人共用地面层。然后由交通灯控制路口各方向的机动车左转，非机动车与行人从斑马线上通过。为了提高通行效率和安全性，本发明在横跨机动车道的斑马线中间约1/3处设有非机动车与行人等待红绿灯的安全岛。因而非机动车与行人要横跨机动车道就可分两步完成，即分别穿越由红绿灯控制通行的斑马线1区与2区。

具体实施如下：如纵向机动车左转时，那么纵向机动车道上的斑马线2区为绿灯可以通行，同时，横向机动车道上的斑马线1区也是绿灯可以通行，如图2所示。反之，当横向机动车左转时，那么横向机动车道上的的斑马线2区是绿灯可以通行，纵向机动车道上的的斑马线1区是绿灯可以通行，如图3所示。如此交替循环，这样一个周期只需要两个相位就能完成。即，非机动车与行人并没有附加的相位与时间，而是在左转机动车行驶的同时，利用空间上的“间隙”来完成。这样既充分利用了路口的空间，从而达到提高通行效率的目的，又能保证行人与非机动车的行驶安全。

另一方面，在路口交通灯上也采用智能控制系统，即利用车辆检测器，根据各方向车流量，自动调整这两个相位中交通灯时间的长短，进一步提高通车效率。红灯绿灯时间的长短主要是参考左转机动车流量来进行控制的，如典型值一般取每相20秒，但如果检测时，发现纵向的左转机动车比横向左转的多，那么就可以适当地调整一下各相的时长和分配比例等等，有关计算每个相位的最佳时长的算法和方案可以预先存贮于交通灯控制芯片的内部以供调用。

再者，各方向机动可以比较方便调头，且调头的信号灯与左转的相同，因为，左转为绿灯时，同个方向的出口必为红灯，因而不会出现其它出口车辆妨碍调头，保证了安全通行。

综上所述，本发明通过立交桥与交通灯的有机结合，充分利用时间与空间上的最佳结合点，让机动车、非机动车和行人有序地分时、分段穿梭而行，因而本发明具有通行效率高、服务水平好、占地少、引桥短、投资少等优点，特别适用于城市十字路口。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其特征在于，该立交桥包括相互十字交叉的横向双向机动车道和纵向双向机动车道，其特征在于，所述横向双向机动车道上架设有横跨十字路口的高架桥，以使横向行驶的机动车通过所述高架桥无等待直行，所述纵向双向机动车道下开设有纵向贯彻十字路口的下隧道，以使纵向行驶的机动车通过所述下隧道无等待直行；所述横向双向机动车道和纵向双向机动车道位于十字路口处的人行横道上设有非机动车和行人等待红绿灯的安全岛，所述安全岛上设有交通灯，以将非机动车和行人通过人行横道的过程分为两个相位完成；

按如下方法控制机动车、非机动车和行人通行：

横向行驶的机动车，通过高架桥无等待直行，通过右转车道直接右转，纵向行驶的机动车，通过下隧道无等待直行，通过右转车道直接右转；

当横向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于横向通行、纵向等待状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的往路口方向车道；

当纵向行驶的机动车需要左转时，控制十字路口的交通灯处于纵向通行、横向等待状态，控制纵向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道禁止非机动车和行人通行、驶离路口方向车道允许非机动车和行人通行状态，控制横向双向机动车道的安全岛上的交通灯处于往路口方向车道允许非机动车和行人通行、驶离路口方向车道禁止非机动车和行人通行状态，位于纵向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车，左转驶入横向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于纵向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过纵向双向机动车道的驶离路口方向车道，位于横向双向机动车道的往路口方向车道上的机动车等待通行，位于横向双向机动车道的安全岛上的非机动车和行人通过横向双向机动车道的往路口方向车道。

2.根据权利要求1所述的适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其特征在于，横向行驶的机动车，通过位于高架桥连接端与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头；纵向行驶的机动车，通过位于下隧道开口处与人行横道之间隔栏上的调头通行口直接调头。

3.根据权利要求1所述的适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其特征在于，所述横向双向机动车道位于高架桥连接端与人行横道之间的路段，以及所述纵向双向机动车道位于下隧道开口处与人行横道之间的路段分别设置为往路口方向车道的宽度大于驶离路口方向车道的宽度，所述安全岛在人行横道上的位置与车道宽度相适应。

4.根据权利要求1所述的适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其特征在于，所述横向双向机动车道位于高架桥连接端与人行横道之间的隔栏，以及所述纵向双向机动车道位于下隧道开口处与人行横道之间的隔栏上分别开设有调头通行口，以使机动车直接经此调头。

5.根据权利要求1所述的适用于城市十字路口的立交桥的通行控制方法，其特征在于，所述横向双向机动车道和纵向双向机动车道的路面下设有车流量检测装置，以通过实时检测车流量调整十字路口中每个相位交通灯的时长。