CN114627661A - 一种交叉口形式转换装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种交叉口形式转换装置，其通过设置可变格栅，将原有的非环形交叉口形状改变为环形交叉口；通过对交叉口形状的转换，来满足不同时段不同大小的交通流量，即便在交通流量极小时，也可以使交叉口时空资源得到充分利用，有效提升交叉口通行效率。

Description

一种交叉口形式转换装置及方法
技术领域
本发明涉及道路交通管理控制技术领域，具体为一种交叉口形式转换装置及方法。
背景技术
如图1所示，交叉口根据其形状分类，可分为十字交叉口、T形交叉口、Y形交叉口、环形交叉口。在不同形状的交叉口，车辆的通行方式不同，主要分为两种：一种是非环形交叉口（下文以十字形交叉口为例），各进口车辆按照交通信号指示或交通警察的指挥，依次通过交叉口；另一种是环形交叉口，各进口车辆进入交叉口后按照逆时针方向绕着交叉口内的圆形环岛通行。
车辆在十字形交叉口等非环形路口通行时，会按照交通信号灯的指示，或交通警察的现场指挥，依次通过交叉口，车辆之间互不干扰，或干扰很小，通行效率较高。车辆在环形交叉口通行时，由于不受信号灯控制（设置信号灯的环形交叉口除外），车辆进出环岛时会形成合流、分流，车辆之间相互干扰，造成通行效率下降。
从交叉口建设及交通流量适应情况分析，十字形交叉口等非环形路口适用于主干路与主干路或次干路相交路口，环形交叉口适用于次干路与次干路或支路、支路与支路相交的路口。因此，从交叉口的形式及车辆通行方式看，十字形交叉口等非环形路口通行能力较大，适合于大交通流量通行，而环形交叉口的通行能力较小，适合于小交通流量通行。
在实际的交通流运行中，全天24小时内，通过一个交叉口的交通流量大小是随时间而变化的。总体上是白天大、夜间小，时段上是早晚高峰大、平峰小、夜间低谷更小，并且最大值与最小值相差很大。对于一个形状固定的非环形交叉口，所采取的交通组织管理措施，包括进口导向车道设置、信号灯相位设置等规则是固定的，不能同时满足高峰、平峰、夜间低谷等时段不同大小的交通流量。虽然现有技术中也有通过动态调整信号灯相位相序等方式对信号灯控制方案进行调整，但也是以非环形交叉口的本身形状为基础的，在深夜等流量极小的情况下，行人车辆通过路口时，仍然需要等待较长的红灯信号，造成交叉口的时空资源浪费。
发明内容
为了解决人工现有技术中，固定形状的非环形交叉口，在流量极小时，会出现时空资源浪费的问题，本发明提供一种交叉口形式转换装置，其可以改变交叉口的形状，使交叉口能够满足不同时段不同大小的交通流量需求，确保交叉口时空资源得到充分利用，有效提升交叉口通行效率。同时，本发明也公开了一种交叉口形式转换方法。
本发明的技术方案是这样的：一种交叉口形式转换装置，其特征在于，其包括：转换装置主体、配套显示装置；
所述转换装置主体包括：固定立杆、可变格栅、伸缩转换结构、驱动结构；
所述固定立杆设置于待转换交叉口中心位置的地面；所述伸缩转换结构安装于所述固定立杆上，所述可变格栅连接伸缩转换结构，所述伸缩转换结构所述驱动结构驱动，转换所述可变格栅的形状；
所述可变格栅以所述固定立杆为圆心成环形进行设置；
所述可变格栅底部安装滚轮；
所述配套显示装置为可变信息标志，设置于待转换交叉口的上方，所述交叉口显示装置显示的内容包括：信号灯交叉口警告标志图形、环形交叉口指示标志图形。
其进一步特征在于：
所述驱动结构包括：滚动轴、电机；所述滚动轴与所述电机输出轴同轴连接；所述滚动轴连接所述伸缩转换结构；
所述伸缩转换结构包括：动滑轮、钢缆、连杆、活动滚轮、定滑轮；
所述定滑轮包括：顶部定滑轮、底部定滑轮，所述顶部定滑轮和所述底部定滑轮分别固定于所述固定栏杆上，所述顶部定滑轮位于所述底部定滑轮的上方；
所述可变格栅包括以所述固定立杆为圆心成环形设置的伸缩部，所述格栅本体上设置连接部，所述连接部铰接所述连杆的一端；
所述连杆的另一端铰接所述动滑轮；所述动滑轮固定于所述钢缆上，所述钢缆一端固定连接所述底部定滑轮，另一端绕过所述顶部定滑轮后，连接所述滚动轴；
其还包括：指令接收器、控制器；
所述指令接收器通信连接所述控制器，将接收到的指令传递到所述控制器；
所述控制器电连接所述电机，控制电机的旋转方向和开关；
其还包括：反光轮廓标，所述反光轮廓标固定于所述可变格栅外表面；
所述指令接收器通信连接所述配套显示装置，将信息转换指令传递到配套显示装置。
一种交叉口形式转换方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：将转换装置主体设置于待转换交叉口的中心位置，将配套显示装置设置于交叉口的进口车道的上方；
所述转换装置主体默认为收缩状态；
S2：获取所述待转换交叉口的流量情况；
S3：在所述待转换交叉口的车流量进入小流量时间段时，控制所述转换主体装置将其展开为环状，将所述待转换交叉口转换为环形交叉口；
S4：停止所述待转换交叉口原有信号灯，同时将所述配套显示装置的显示内容转换为：环形交叉口指示标志；
S5：在所述待转换交叉口的车流量进入大流量时间段时，控制所述转换主体装置将其收缩，将所述待转换交叉口回复为原有形式；
S6：启动所述待转换交叉口原有信号灯，同时将所述配套显示装置的显示内容转换为：信号灯交叉口警告标志图形。
其进一步特征在于：
其还包括以下步骤：
S7：实施监测所述待转换交叉口的车流量情况，循环执行步骤S3~S6；
步骤S3中，控制所述转换主体装置将其展开为环状的方式，包括：人工手动控制、设置启动终止时间定时启动、对待转换交叉口的车流量检测后判断。
本发明提供的一种交叉口形式转换装置，其通过设置可变格栅，将原有的非环形交叉口形状改变为环形交叉口；通过对交叉口形状的转换，来满足不同时段不同大小的交通流量，即便在交通流量极小时，也可以使交叉口时空资源得到充分利用，有效提升交叉口通行效率。
附图说明
图1为现有的交叉口的形式的示意图；
图2为安装了转换装置的非环形交叉口由环状恢复原本形式的实施例；
图3为安装了转换装置非环形交叉口转换为环形交叉口的实施例；
图4为主视的转换装置主体处于收缩状态的结构示意图；
图5为主视的转换装置主体处于伸展状态的结构示意图；
图6为伸缩转换结构的结构示意图；
图7为可变格栅中伸缩部和连接部的连接关系实施例；
图8为俯视的交叉口形式转换装置的伸展状态和收缩状态的对比示意图。
具体实施方式
如图2、3所示，以十字交叉口为例说明本发明一种交叉口形式转换装置。本发明的交叉口形式转换装置包括：转换装置主体2、配套显示装置3。
如图4、5、6所示，转换装置主体2包括：固定立杆2-1、驱动结构2-2、可变格栅2-5、伸缩转换结构2-3、反光轮廓标（图中未标记），指令接收器2-7、控制器2-4。
固定立杆2-1设置于待转换交叉口1的中心位置的地面；伸缩转换结构2-3安装于固定立杆2-1上，可变格栅2-5连接伸缩转换结构2-3，伸缩转换结构2-3由驱动结构2-2驱动，转换可变格栅2-5的形状；可变格栅2-5以固定立杆2-1为中心以环形均匀安装。可变格栅2-5底部安装滚轮2-6；滚轮2-6安装于可变格栅2-5底部，在伸缩转换结构2-3作用下带动可变格栅2-5。
反光轮廓标固定于可变格栅2-5外表面，夜间起反光警示作用；当可变格栅2-5伸展形成环岛后，粘贴在可变格栅2-5上的反光轮廓标组成逆时针指向箭头，夜间在车辆灯光照射下起到引导车辆行驶方向的作用。
配套显示装置3为可变信息标志，设置于待转换交叉口1的进口车道适当位置的上方，具体位置根据路口的实际情况选择；交叉口显示装置显示的内容包括：信号灯交叉口警告标志图形、环形交叉口指示标志图形。具体实现时，配套显示装置3基于现有的LED显示屏实现。当可变格栅2-5收缩、交叉口为十字形交叉口时，配套显示装置3显示信号灯交叉口警告标志图形；当可变格栅2-5伸展、交叉口为环形交叉口时，配套显示装置3显示为环形交叉口指示标志。
驱动结构2-2包括：滚动轴2-22、电机2-21；滚动轴2-22与电机2-21输出轴同轴连接；滚动轴2-22连接伸缩转换结构2-3。
如图6所示，伸缩转换结构2-3包括：定滑轮、动滑轮2-33、钢缆2-34、连杆2-35。
定滑轮包括：底部定滑轮2-31、顶部定滑轮2-32，顶部定滑轮2-32和底部定滑轮2-31分别固定于固定栏杆上，顶部定滑轮2-32位于底部定滑轮2-31的上方；
可变格栅2-5基于现有的可伸缩护栏实现即可。如图7、图8所示，可变格栅2-5包括以固定立杆2-1为圆心成环形设置的伸缩部2-52，伸缩部2-52由杆件、铰接件构成；伸缩部2-52上设置连接部2-51，连接部2-51均匀设置在以固定立杆2-1为圆心的圆周上，每个连接部2-51铰接一个连杆2-35的一端；每个连杆2-35的另一端铰接动滑轮2-33；动滑轮2-33固定于钢缆2-34上，钢缆2-34一端固定连接底部定滑轮2-31，另一端绕过顶部定滑轮2-32后，连接滚动轴2-22。
如图6所示的伸缩转换结构的结构中，需要可变格栅2-5伸展时，电机2-21启动，带动滚动轴2-22旋转，缠绕在滚动轴2-22上的钢缆2-34带动底部定滑轮2-31、顶部定滑轮2-32同时顺时针旋转，固定在钢缆2-34上的动滑轮2-33向下运动，与动滑轮2-33固定的连杆2-35将可变格栅2-5的连接部2-51以固定立杆2-1为圆心向远离固定立杆2-1的方向推远，相邻的两个连接部2-51之间的伸缩部2-52被拉伸展开，形成环形交叉口；需要可变格栅2-5收缩时，电机2-21反向启动，带动滚动轴2-22反向旋转，底部定滑轮2-31、顶部定滑轮2-32同时逆时针旋转，固定在钢缆2-34上的动滑轮2-33向上运动，与动滑轮2-33固定的连杆2-35将可变格栅2-5的连接部2-51以固定立杆2-1为圆心，向固定立杆2-1方向拉近，相邻的两个连接部2-51之间的伸缩部2-52收缩，收缩为桶装，待转换交叉口1恢复为原有形式。具体参照图8，为俯视的交叉口形式转换装置的伸展状态和收缩状态的对比示意图，图8中A为伸展状态的交叉口形式转换装置结构示意图，B为收缩状态的交叉口形式转换装置的结构示意图。
具体实现时，可以通过远程控制来启动交叉口形式转换装置。指令接收器2-7通信连接控制器2-4，将接收到的指令传递到控制器2-4；控制器2-4电连接电机2-21，控制电机2-21的旋转方向和开关；同时，指令接收器2-7通信连接配套显示装置3，将指令传递到配套显示装置3，确保配套显示装置3显示的信息与可变格栅2-5的变化同步。
基于上述交叉口形式转换装置实现的交叉口形式转换方法，其包括以下步骤。
S1：将转换装置主体2设置于待转换交叉口1的中心位置，将配套显示装置3设置于交叉口的进口车道适当位置的上方；
转换装置主体2默认为收缩状态。
S2：获取待转换交叉口1的流量情况。
S3：在待转换交叉口1的车流量进入小流量时间段时，控制转换主体装置将其展开为环状，将待转交叉口转换为环形交叉口。
具体实施时，控制转换主体装置将其展开为环状的方式，根据交叉口现有的装置和设施进行实现即可。如：人工手动控制，即通过交管人员对车流量判断后，远程或者手动启动。或者，对于车流量变换比较规律的路口，根据历史数据找到车流量较少的时间段，设置启动终止时间定时启动交叉口形式转换装置。也可以基于现有的技术对待转换交叉口的车流量检测后动态判断启动时间，达到环形交叉口启动条件，就向指令接收器2-7发送启动命令。确保以较小的成本即可应用本发明技术方案。
S4：停止待转换交叉口1原有信号灯，同时将配套显示装置3的显示内容转换为：环形交叉口指示标志图形。具体如图3所示。
S5：在待转换交叉口1的车流量进入大流量时间段时，控制转换主体装置将其收缩，将待转换交叉口回复为原有形式，如图2所示。
S6：启动待转换交叉口1原有信号灯，同时将配套显示装置3的显示内容转换为：信号灯交叉口警告标志图形。
S7：实施监测待转换交叉口1的车流量情况，循环执行步骤S3~S6；
使用本发明的技术方案后，通过交叉口形式转换装置，可以对待转换交叉口的形式在原有形式之间和环形交叉口之间灵活转换，使交叉口适应不同交通流量的变化，最大程度地利用交叉口时空资源。

Claims (9)

1.一种交叉口形式转换装置，其特征在于，其包括：转换装置主体、配套显示装置；
所述转换装置主体包括：固定立杆、可变格栅、伸缩转换结构、驱动结构；
所述固定立杆设置于待转换交叉口中心位置的地面；所述伸缩转换结构安装于所述固定立杆上，所述可变格栅连接伸缩转换结构，所述伸缩转换结构所述驱动结构驱动，转换所述可变格栅的形状；
所述可变格栅以所述固定立杆为圆心成环形进行设置；
所述可变格栅底部安装滚轮；
所述配套显示装置为可变信息标志，设置于待转换交叉口的上方，所述交叉口显示装置显示的内容包括：信号灯交叉口警告标志图形、环形交叉口指示标志图形。
2.根据权利要求1所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：所述驱动结构包括：滚动轴、电机；所述滚动轴与所述电机输出轴同轴连接；所述滚动轴连接所述伸缩转换结构。
3.根据权利要求2所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：所述伸缩转换结构包括：动滑轮、钢缆、连杆、活动滚轮、定滑轮；
所述定滑轮包括：顶部定滑轮、底部定滑轮，所述顶部定滑轮和所述底部定滑轮分别固定于所述固定栏杆上，所述顶部定滑轮位于所述底部定滑轮的上方；
所述可变格栅包括以所述固定立杆为圆心成环形设置的伸缩部，所述格栅本体上设置连接部，所述连接部铰接所述连杆的一端；
所述连杆的另一端铰接所述动滑轮；所述动滑轮固定于所述钢缆上，所述钢缆一端固定连接所述底部定滑轮，另一端绕过所述顶部定滑轮后，连接所述滚动轴。
4.根据权利要求3所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：其还包括：指令接收器、控制器；
所述指令接收器通信连接所述控制器，将接收到的指令传递到所述控制器；
所述控制器电连接所述电机，控制电机的旋转方向和开关。
5.根据权利要求1所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：其还包括：反光轮廓标，所述反光轮廓标固定于所述可变格栅外表面。
6.根据权利要求4所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：所述指令接收器通信连接所述配套显示装置，将信息转换指令传递到配套显示装置。
7.一种交叉口形式转换方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：将转换装置主体设置于待转换交叉口的中心位置，将配套显示装置设置于交叉口的进口车道的上方；
所述转换装置主体默认为收缩状态；
S2：获取所述待转换交叉口的流量情况；
S3：在所述待转换交叉口的车流量进入小流量时间段时，控制所述转换主体装置将其展开为环状，将所述待转换交叉口转换为环形交叉口；
S4：停止所述待转换交叉口原有信号灯，同时将所述配套显示装置的显示内容转换为：环形交叉口指示标志；
S5：在所述待转换交叉口的车流量进入大流量时间段时，控制所述转换主体装置将其收缩，将所述待转换交叉口回复为原有形式；
S6：启动所述待转换交叉口原有信号灯，同时将所述配套显示装置的显示内容转换为：信号灯交叉口警告标志图形。
8.根据权利要求7所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：其还包括以下步骤：
S7：实施监测所述待转换交叉口的车流量情况，循环执行步骤S3~S6。
9.根据权利要求7所述一种交叉口形式转换装置，其特征在于：步骤S3中，控制所述转换主体装置将其展开为环状的方式，包括：人工手动控制、设置启动终止时间定时启动、对待转换交叉口的车流量检测后判断。
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