CN104775344A - 一种减少交通拥堵的方法 - Google Patents

Abstract

一种减少交通拥堵的方法，属于交通科学，交通技术，交通规则，交通管理领域。解决道路拥堵是目前全球遇到的一个严重、困难的问题，急需解决；本发明首先分析了拥堵的原因，针对其关键因素提出一种解决方案，交通路口优化改进和车辆通过规则，一种具有高通过率、降低交通路口拥堵、成本小、占地少、大型路口改造更有优势；普遍适合于国内外大型城市巨车辆流量、交换量、目前交通情况严重拥堵的改造，适合左右交通规则；包括交通路口优化改进和车辆通过规则方法等，本方法还包括与现有规则、立交桥的有机组合的方法。起到在城市交通满负荷的情况下，保证道路的顺畅运行，实为解决城市满负荷交通唯一关键解决方案。

Description

一种减少交通拥堵的方法

技术领域

交通规则，交通科学，交通技术管理领域。

背景技术

上世纪80年代前，我国汽车拥有量处在一个较低的水平，道路少，即使路况差，也基本上没有太大的交通拥堵状况出现。

随着经济的发展，特别是汽车产业与交通需求的迅速增加，尽管路修的越来越多、越来越宽，可交通开始变得经常拥堵；于是城市又通过建设高架桥，来解决交通拥堵情况。

然而，当13亿中国人生活变得越来越需要通过交通进行交流，以满足社会发展的需求时，车辆数激增。即使修再多再宽的路，设再多的高架桥，虽然能缓解交通拥堵情况，但仍然不尽人意。为解决交通拥堵状况，变得宽大的路口让人们过马路都点打怵；城市变得不那么宜居，整天奔走在城市道路中，由于交通拥堵而致人心生烦躁，对交通拥堵问题的不满意情绪积累在心。另由于道路结构过于复杂，即使是汽车通过交通路口也变得缓慢与困难起来。

近些年，我国经济的发展，城市化进程越来越快，交通资源建设与管理成为发展中的重要问题。在城市化进程中，建立了城市交通整体的立交化，仍赶不上车辆激增的速度，从局部拥堵状态变得全面性的拥堵亦属常态，特别交通高峰时候的拥堵基本上变得不可避免了。

交通拥堵现象不是我国独有，解决这个问题有世界性意义。

为解决这一复杂的交通拥堵现象，特别是在充分运用当今交通资源的前提下，本人通过对这一现象进行深度观察与分析，提出一种解决该问题的有效方法，同时，配合道路设施整体优化和系统调度管理，交通拥堵问题可以得到全面有效的解决。

发明内容

解决拥堵的方式可概括为如下两类：

●减少个体资源占用时间：如某车出行时间降低到一半，则能节省一倍的交通资源。

●合理增加交通资源总量：如加宽路面、建设新的道路包括立交桥。。。立交桥也是为了满足以上两点而产生的，下面就先分析一下立交桥的实际作用。

立交桥的优点：

城市立交桥已成为现代化城市的重要标志。立交桥：城市人口的急剧增加使车辆日益增多，平面立交的道口造成车辆堵塞和拥挤。需要通过修建立交桥和高架道路形成多层立体的布局，以提高车速和通过能力。城市环线和高速公路网的联结也必须通过大型互通式立交进行分流和引导，保证交通的畅通。为保证交通互不干扰，在道路、铁路交叉处建造的桥梁广泛应用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。

立交桥的缺点：

●占地面积过大

●线路迂回较长两环间的路段也容易形成交织路段(可施设辅路解决)，

●造价过高，工期较长

●机动车行驶的舒适性降低，视距不足对行车安全有极大隐患

●造成人行和公共交通不便利

●如周围有商业，会对周边的商业有影响

●直行车辆易受转向车辆干扰

●行车方案可选择性减少：即有些地方一旦错过路口，就须绕行较远的路程，占用更多的交通资源

●无行车流量控制，描述如图9，连接多个城市之间道路通过立交桥与中心城市道路形成的节点处，流量变化大却不可控，极易给中心城市的交通带来巨大压力

●无法做到微观化，占地面积大，如图9交通节点处周围连接的或者是立交桥或者是交通路口，不能直接连接到目的地。形成了立交和路口的不匹配。

●对城市局部经济带来冲击，大规模的路面改造，原来的布局被打破了，温馨的气氛消失了

综上所述，影响交通拥堵的因素：

●车辆激增

●城市节点

●立交桥无调节功能

●交通路口通过能力低，堵车的主要原因不在行车道上(有这样的情况)，主要在交通路口

●现有交通规则不适应现在和未来路口交通管理的发展了

总结一下可能的解决方法：

●收取拥堵费(英国伦敦)，弹性限制城市中心内的车辆总量

●限制车辆增量(目前北京、广州、深圳等采用的摇号限购方法)

●立交桥加红绿灯，实现流量控制；重新定位立交桥，合适的形态、规模、位置

●提高交通路口的通过能力

●微观改造

解决方法的前两项可归结为政策手段，后两项可归结为技术和管理手段，第三项和第四项可归结为技术手段，第三项可根据第四项实施后的具体情况按需设置。最后一项属于城市建设，受到历史、自然等客观因素的限制。

整体交通拥堵状况的总体分析：

中心城市之间需要立交桥的高通过率。

城市内部对交通资源的需求样式繁多，复杂度至少与目的地数量的平方成正比。

城市内部需要的是高交换率下的高通过率，单纯靠立交桥显然满足不了高交换率。

城市的拥堵可以归结为立交桥的高通过率与交通路口的低通过率之间的矛盾。

结论：中心城市内部需要通过提高交换率来解决城市的拥堵。

未来越来越多的城市将进入高度拥堵状态，满负荷运转变为常态，综合资金投入、区域经济人口等因素，局部地区道路载荷将达到顶点(通过增加资金投入也不能提高交通能力的区域)，作为城市交通全立交化并不是解决拥堵的灵丹妙药，整个城市的立交化带来了交通的全面拥堵甚至瘫痪，未能有效解决交通拥堵状况，甚至导致有些交通路口更加拥堵。

总结如下事实和结论：

●交通路口即具有协调车辆通过的作用，也有流量调节的作用，目前路口也有效率不高的问题，也是拥堵源头

●解决交通拥堵的问题将归结为解决路口的通过能力的问题

●立交桥的设置应该综合考虑，因素有城市建设、位置、功能、未来流量、交换量、成本等

城市交通所追求的目标也将发生改变：

●城市的最佳化交通布局

●满负荷下的高效率车辆交换，降低车辆出行时间，即是减少占用交通资源的方法。

●最小和最少的拥堵情况的发生

●缓进快出也是降低城市车辆密度的有效方法之一

●立交桥和高速适当增加流量控制

合理立交+高效交通路口+微观改造，其中高效的交通路口将变为目前唯一关键选择，或者叫核心解决方案。

影响交通路口通过能力的因素有：

●车辆残留，车辆残留引起的车流交汇就形成了堵车

●正常的车流交汇

●人车交汇

注：车辆残留即绿灯改变后，已经驶过停车线的车辆，车辆残留时间就是这些车辆驶出路口所用的时间。

路口结构和通过规则描述：

图1中是以4进4出车道为例的十字路口结构、右侧通行为例，本方案左侧通行的交通规则也适用，一些细节适当做些调整即可实施。多于4线和少于4线的情况相似处理，也有5与6的车道数不同。

本文中‘复用区域’是指，人行横道和路口外延的一段路组成的。

本文中‘道路’是指由‘人行横道’‘路口外延的一段路’进入和离开路口车道及毗连的非机动车与行人活动区构成的一个区域，如图8所示。

如图1所示，9为人行横道，此处行车道及路口外延的一段路是多向复用的；进入车道与离开车道在人行横道处及附近是重合的或者部分重合，在路口外延的一段路上的车道是交叉设置的；10为交叉区域，10与9构成‘复用区域’；路口(人行横道)及路口外延的一段路是多向复用的。

至少有部分进入路口车道的停车线和配套的交通灯是两套或两套以上，第一套的停车线在复用区域前，第二套的停车线在人行道前；如图2中11为第一交通灯及停车线的位置，12为第二交通灯及停车线的位置，交通灯的位置可根据司机视觉需要灵活配置和调整包括数量；第一进入车道上的两个停车线位置重合，可以设置为一个，配套的交通灯也可以设置为一套。

‘第二停车线’的位置提前最少一个行车道的距离，以便给其它方向路口的右转车辆让出车道；‘第二停车线’是指如果是右侧通行交通规则，最左侧的进入车道上的第二停车线，如果是左侧通行交通规则，则是最右侧的进入车道上的第二停车线，如图2中12指示的4号车道上的停车线，设置在空心圈13处，以便上面第一车道右转车辆通行，如果设置提前右转的情况下，可以不做这一步。

在右侧通行交通规则的情况下，路口通行规则采用逆时针循环放行，左侧通行交通规则的情况下，路口通行规则采用顺时针循环放行，可以比较容易实现放行车辆从第二停车线出发，如图3所示，此时线面的路口车辆可以前进到第二停车线，而上面的路口因为有左转车辆的缘故，无法前进到第二停车线。

如图3现在是左侧道路放行的情况，下一个放行方向是下侧道路的‘进入车道’的第一交通灯变绿放行，下侧道路进入车辆前行到第二交通灯处(红灯状态)停止，做好通过准备。

进入车道数和离开车道数可在外延区域做调整，使进与出行车道数与人行横道处车道数匹配，起到调整此方向整体通过能力的作用，如图6中22指示的方框区域，可由少变多也可以由多变少，同理，离开车道区域也可以做类似调整。

当一个出车道所在区域发生拥堵，其它路口向这个方向行驶的车道的交通灯都不变绿灯，以保证路口中心区域不滞留车辆，如图7所示，23所致方框的区域发生拥堵，由24、25、26、27所指交通灯不向这个方向放行。

堵车检测，现有科技水平堵车检测已经不是难题，有多种方法可以自动检测；主要原理是看23圈定的这几个车道是否都有车辆停顿，如果都有停顿则判断出是堵车；判断车辆停顿的方法是在每个车道上放置如下设施之一：1分段重量传感器，2车辆感应器，3视频监控分析，4其它。

人行横道放行时间可设置在只有此人行横道只有转向车辆通过的时段内，这和目前交通路口的设置相似。

组合使用的方式：

上述的路口结构和通过规则，可以与现有设施组合使用，下面举出几个组合的例子：

●平面路口直接使用，能提高通过率20～50％，基本上原来道路越宽的地方本方案的效果越好

●非地面交通路口+地面交通路口；非地面交通路口是指在高架桥上形成的交叉路口，或者在地下通道中形成的交叉路口，以十字交叉路口为佳(在高架桥上或者地下通道)；地面交通路口和非地面交通路口都可采用本方案，非地面路口上可以不设人行和非机动车道，地面交通有人行和非机动车道，这种方案占地面积小，造价低，通过率和成本的综合优势明显。

●立交桥(包含地下通道)+地面交通路口；现有交通路口为非地面交通路口，不设非机动车和人行道，可以完全避免人车交汇和机动车与非进动车交汇；车辆行人通过规则和其与其它道路设施的组合使用方式。

效果分析：

通过率，车辆通过路口的时间变短，车辆残留缩短接近50％，车道利用率提高(比现有单向通过方案提高50％或更高)，没有车流交汇，降低了路口发生拥堵的比率。

舒适度，行人过马路的时间缩短接近50％，使路口变得简洁，不必要的设施可以取消，将使通过路口更便捷。

低成本，占用面积小。

附图说明

图1-基本图，以4进4出车道十字路口为例

图2-交通灯位置

图3-粗线部分代表分支中直行的情况

图4-右转车道提前转向

图5-前进到待行区域

图6-待行车道变化的情况

图7-堵车情况的处理

图8-复用区域

1-各道路上的行车道1。

2-各道路上的行车道2。

3-各道路上的行车道3。

4-各道路上的行车道4。

5-5周围的线段代表进入(离开)路口车道，绘制的是车道中心线，右(左)侧通行规则。

6-6周围的线段代表离开(进入)路口车道，绘制的是车道中心线，右(左)侧通行规则。

7-非机动车活动范围。

8-提前右转车道与非机动车辆、行人活动区交汇处。

9-斑马线人行横道，简称人行横道。

10-长方形圈定的范围为‘路口外延的一段路’。

11-第一交通灯的位置。

12-第二交通灯的位置。

13；最左侧的车道上的第二交通灯，位置提前最少一个行车道的距离，到空心圈处交通灯对进入路口车道有效。

14-直行车道。

15-左转车道。

16-未设置提前右转情况下的右转车道。

17-右转与直行的分支点。

18-左转与直行的分支点。

19-指示的折线说明右转车道提前转向，行人和非机动车优先。

20-此时空心红灯要让出一个行车道，加提前右转则不需要。

21：右侧交通规则的情况下，逆时针方向下一个相邻道路，为下一个放行方向；同理左侧交通规则的情况下，顺时针方向下一个相邻道路，为下一个放行方向。

22-方框中区域描述了左侧由3个进入车道变4车道的情况，也可以根据情况灵活设置人行横道处的通道数。

23-指示的长方框为堵车区域。

24-小方框中的交通灯，左转向暂缓放行。

25-小方框中的交通灯，右转向暂缓放行。

26-小方框中的交通灯，直行暂缓放行。

27-小方框中的交通灯，直行暂缓放行。

28-进出车道都为3。

29-道路复用交叉区域。

30-人行横道处为5车道。

31-城市1。

32-城市2。

33-城市3。

34-节点。

35-中心城市。

具体实施方式

如图3所示，是一种典型进出车道都是4的十字路口，带有人行横道和非机动车道活动区域，右侧通行规则，逆时针顺序循环放行，图中所示的状态是左侧道路放行，有一个左转向上的车道，右转向下的车道，图中14指示的为4个直行车道，其中两条与转向车道形成了分支，分支点在17、18两处，下面道路准备通行，下面向上的道路为待行状态，第一停车线处的交通灯变成绿灯放行，车辆行驶到第二停车线处准备通行，如果有提前右转的设置，则17的分支点可以取消。

目前有些道路是进出都是3车道的路口，路口处车道较多，可以再路口人行横道处设置4条、5条或者更多的车道，通过图6的方式进行道路匹配；如图10是进出车道都为3人行横道处的车道数为5的一种变换方式。

也可以把图3所示方案放在立交桥路口上，去掉人行横道和非机动车活动区域，形成纯机动车辆交换路口，车辆交换效率更高。

Claims (10)

1.一种减少交通拥堵的方法的实现方法，包括一种交通路口结构、停车线及配套的交通灯、车辆行人通过规则和其与其它道路设施的组合使用方式，其特征是路口处的人行横道及路口外延的一段路是多向复用的。

2.如权利要求1中所述的路口结构，其特征是进入车道与离开车道在斑马线人行道处及附近是重合的，在路口外延的一段路上的车道是交叉设置的。

3.如权利要求1中所述的方法，其特征是至少有部分进入路口车道的停车线和配套的交通灯是两套或两套以上，第一套的停车线在复用区域前，第二套的停车线在人行道前。

4.如权利要求1中所述的方法，其特征是进入路口第一车道上的停车线位置重合，可以设置为一个，配套的交通灯也可以设置为一个。

5.如权利要求1中所述的停车线，其特征是第二停车线的位置提前最少一个行车道的距离，以便给其它方向路口的右转车辆让出车道；第二停车线是指如果是右侧通行交通规则，最左侧的进入车道上的第二停车线，如果是左侧通行交通规则，则是最右侧的进入车道上的第二停车线。

6.如权利要求1中所述的通过规则，其特征是：右侧通行交通规则的情况下，路口通行规则采用逆时针循环放行，左侧通行交通规则的情况下，路口通行规则采用顺时针循环放行。

7.如权利要求1中所述的方法，其特征是：下一个放行方向‘进入车道’的第一交通灯变绿放行，车辆前行到第二套的停车线处(红灯状态)停止，做好通过准备。

8.如权利要求1中所述的路口结构，其特征是：进入车道数和离开车道数可在外延区域做调整，使进与出行车道数与人行横道处车道数匹配，起到调整此方向整体通过能力的作用。

9.如权利要求1中所述的通过规则，其特征是：当一个出车道所在区域发生拥堵，其它路口向这个方向行驶的车道的交通灯都不变绿灯，以保证路口中心区域不滞留车辆。

10.如权利要求1中所述的路口结构，其特征是：交通路口为非地面交通路口，不设非机动车和人行道，可以完全避免人车交汇和机动车与非进动车交汇。