城市交通的双向行驶

城市交通的双向行驶

0扩大单方向行驶的范围,全面解决立交等待时间自20世纪以来，人类社会在主要世界城市中增加了城市人口和汽车数量。当然,这也使得城市交通异常拥堵。为了解决城市交通拥堵这个世界难题,人们进行了不懈的努力:1)在城市交通基础设施的建设上:为了行驶便利和分流,新开拓的道路越来越多,十字路口越来越多;为了加大道路的通过能力,新扩建的道路越修越宽;为了减少车辆在十字路口的停车和等待时间,立交桥越修越多、层数越修越高;为了减少行人与车辆的接触,在各条主要道路两边设置的行人过街天桥和行人过街地下通道也日渐增多。2)在城市交通管理的方法措施上:从事交通管理的人员越来越多(交警、交管、协管、安全员等);在十字路口的四个方向上为左转弯的车辆设置待驶区;在道路上划定专用车辆的行驶区域;强制执行以车辆号牌单双为准的隔天行驶制度;让各单位强制执行错峰上下班时间表等等。这些措施在一定程度上大大缓解了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。人们还试图利用车辆单方向行驶来解决这一棘手的问题。早在20世纪初,英、法、日等发达国家就开始推行单向行驶的方法。到20世纪末,仅法国首都巴黎就有1400条道路被定为单行线。在我国,北京、上海、广州等发达城市相继实行局部单向行驶。至此,用单方向行驶网络系统解决城市交通拥堵问题已经成为世界的共识。当我们在各个大中城市里施行了局部单方向行驶之后,人们惊奇地发现单方向行驶的交通网络系统仍然只能局部缓解,而不能从根本上解决实际问题。为此本文探究形成这一问题的关键环节,寻找解决这一问题更好的方法和手段。1当前的交通系统1.1左右偏转车辆在不同路段上的液压性能当汽车行驶在现行城市交通系统的十字路口时,都有3种可能的行驶方向:直线行驶、左转弯行驶和右转弯行驶。而且该车辆的运行将影响到其余3个路口上车辆的行驶状况。下面结合例图来加以说明:1)每个十字路口都将汇聚从四个方向驶向该十字路口的各种车辆,并按照该十字路口的交通警示灯决定行止。只有需要右转弯的车辆,可以在任何时间、不受任何限制地行进。2)需要直行的车辆在双向对开时,处在同一路段上的左转弯车辆以及左右两路口上的直行和左转弯车辆必须处于停止状态,见图1。3)左行灯亮时,十字路口两相对路口上的左转弯车辆可以同时行驶,而该路口上的直行车辆和其它方向的车辆必须处于停止状态,见图2。1.2交通hd的开启综上可知:在任意一个十字路口的4个方向上,只有右转弯的车辆可以不受任何限制顺利通行;而直行或左转弯的车辆,如果不按交通指示灯行驶,则会与其它方向行驶的车辆发生冲突。城市交通顺畅与否的关键在交通指示灯的开启。现在只要在十字路口亮红灯将要对几十辆汽车产生影响,而将来则会影响上百辆汽车,甚至会使城市交通网络系统陷入相互矛盾的状况。根据以上的观察与分析,不难得出这样的结论:1)多方向、全功能的十字路口是造成交通拥堵的症结所在。2)制约城市交通网络系统发挥正常功能的瓶颈,并不是单向或双向行驶管理制度,而是对十字路口车辆所施行的交通管制。3)要彻底解决城市交通拥堵问题,应按照新的理念和思路设计交通系统:十字路口禁止车辆交叉行驶和相向行驶,而只允许单方向行驶的车辆通行。2新的交通系统2.1相结合的理念解决城市交通拥堵问题的新思路是:莫比乌斯环绕道路和城市八卦设计相结合的理念。具体方法是:车辆单行,路口不止;疏导为主,取消管制。在全城施行地面行驶线路全部单方向行驶;到十字路口必须按指示牌规定的行驶方向行进;取消十字路口对过往车辆所施行的交通管制。2.2新城市交通网络系统的设计方案图3是本人设计的新城市交通网络系统。2.2.1新城市交通网络图内状况该系统由多条同心的环状高架桥和环状道路以及多条放射状直行线路组成。1)新城市交通网络图中凸起的同心圆是连续的、可双向行驶的、环形高架桥;在每座环形高架桥的内侧有2条逆时针方向行驶的环状道路,在每座环形高架桥的外侧有2条顺时针方向行驶的环状道路。细部见图4。2)新城市交通网络图中若干条放射状直线所表现的是从城外驶向城市中心和从城市中心驶向城外的放射状单方向直行线路;这些放射状单方向直行线路是这样排布和设置的:以新城市交通网络图里的最内圈的环状高架桥为例,在该座高架桥下有8条放射状单方向直行线路穿桥而过。其中处在水平位置和垂直位置的4条放射状直行线路是从城外驶向城市中心的放射状单方向直行线路,这4条直行线路同时穿越其它外圈的环形高架桥;处在与它们成±45°或±135°角度的4条直行线路是从城市中心驶向城外的放射状单方向直行线路;在穿过其它环形高架桥下的各条放射状直行线路,有的是连续穿过两座环形高架桥的,有的仅穿过一座。但它们必须按照入城与出城放射状线路依次相错排布,否则将不能保证新城市交通网络系统里的车辆顺畅行驶。2.2.2下引桥与地面交通干道相联接在新城市交通网络图中只有环形高架桥是双向行驶的4～6车道交通主干道;高架桥的桥高均为6～8m;高架桥的两边分别设有上下引桥,长约50m;引桥在地面与放射状的出城和入城的直线单行交通干道相联接;各对引桥之间相隔距离为500～1000m,而放射状的出城和入城的直线行驶线路是只能单方向行驶的4～6车道交通干道;环状行驶线路是只能单方向行驶的2～3车道交通支线。2.2.3交叉口的设计在新城市交通网络系统中所有的十字路口,被分成2大部分4种类型。1道路与东南角交叉口①水平线上边点的十字路口代表的是顺时针环状道路与放射状直行道路交汇的十字路口。见图6。②水平线下边点的十字路口代表的是逆时针环状道路与放射状直行道路交汇的十字路口。见图7。2方向行驶线路③在图8中标有O点的十字路口(图9):其主行驶方向是逆时针或顺时针方向行驶的环状单方向行驶线路;左边和右边的道路是入城或出城的单方向直行线路。这3种道路在该十字路口交汇,并从同一出口驶出。④在图8中的标有短横点的十字型路口(图10):其主行驶方向是顺时针方向行驶的环状单方向行驶线路;左边是出城的单方向直行线路;右边是处于临时封闭状态的路口。2.3新公共交通网络模型下面以一辆汽车从模型左上角最外面与水平线成11.25°夹角处分别按照图中的向上倾斜线路和向下倾斜线路驶入模型,按照新城市交通网络系统的行驶规则行驶,并到达目的地的行驶过程。见图11。1上台阶下小区见图12a,汽车沿顺时针方向行驶,到与水平线成22.5°的入城单行道时;右转弯驶入入城单行道,并一直行驶到第一座高架桥;右转弯上高架桥,并沿逆时针方向行驶到水平方位东西指向的入城单行道处;下高架桥左转弯驶入入城单行道,穿过高架桥,接着往东行驶;穿过第二座高架桥,再往东行驶到第三座高架桥;右转弯上高架桥,并沿逆时针方向行驶到竖直方位南北指向的入城单行道处;下高架桥左转弯驶入入城单行道;穿过高架桥,接着再继续往前行驶,就可以到达指定地点了。2下高架右偏转入城单行道见图12b,它先沿顺时针方向行驶;行驶到与水平线成22.5°的入城单行道时,右转弯驶入入城单行道,并一直行驶到第一座高架桥;接着穿过高架桥,左转弯上高架桥,并沿顺时针方向行驶到与水平线成67.5°的入城单行道处;下高架桥右转弯驶入入城单行道;一直行驶到该入城单行道的终止位置,就可以到达指定地点了。2.4城单行线行驶路线新城市交通网络系统里行驶的汽车必须遵循一条新的交通规则:在环形支线上行驶的车辆:如果遇到入城的单方向直线行驶线路时,应该降格行驶。即驶入入城直行道路后,必须拐进斜对面小一个圈的环形支线上再继续行驶(见图13)。在环形支线上行驶的车辆:如果遇到出城的单方向直线行驶线路时,应该升格行驶。即驶入出城直行道路后,必须拐进斜对面大一个圈的环形支线上再继续行驶(见图14)。图15表示汽车本身已经行驶在顺时针(逆时针相反)单行线的小圈线路上,当它遇到入城单方向直线行驶线路时出现的2种绕行方式。1)汽车沿顺时针行驶线路行驶到入城单行线;右转弯驶入入城单行线;并行驶到小一圈的逆时针环状行驶线路;右转弯驶入逆时针单行线路,行驶到出城单行线;右转弯驶入出城单行线,穿过高架桥,再驶过一个顺时针环状行驶线路,一直行驶到比刚才大一圈的顺时针环状行驶线路;沿这条顺时针环状行驶线路行驶到入城单行线;右转弯驶入入城单行线;并行驶到小一圈的顺时针环状行驶线路;左转弯驶入顺时针环状行驶线路,就完成了在环线上的行驶。2)汽车沿顺时针行驶线路行驶到入城单行线;右转弯驶入入城单行线;并行驶到下一个顺时针环状行驶线路;左转弯驶入顺时针环状行驶线路,行驶到出城单行线;左转弯驶入出城单行线,穿过高架桥,再行驶到与原来环状行驶线路直径相同的顺时针环状行驶线路;右转弯驶入该顺时针环状行驶线路,就完成了环线上的行驶。2.5环行高架车辆行驶线路图1环行高架桥和经过改造后的十字路口在新城市交通网络系统中各司其责、协调配合、相辅相成、缺一不可:经过改造后的十字路口主要是起疏导交通,避免车辆在十字路口造成堵塞的关键作用;而环行高架桥主要是保证在新城市交通网络系统中,仍然有可以使车辆在市区里快速行驶和长距离转移的双向行驶车道。车辆在环行高架桥上行驶可以大大减少车辆的绕行距离。如果没有环行高架桥,车辆同样是按(汽车驶入模型图)里行驶到两个目的地,将在地面道路上绕行成如图16所示的行驶线路。这将使驾驶人员失去方向,并且使读者质疑这套城市交通网络系统的经济性。3新交通网络系统的起源和未来3.1从改进的拉到项目的道路其实,这个为我们提供治理城市交通拥堵问题的解决方案,追根溯源它竟来自于享誉世界的数学趣题——哥尼斯堡七桥。见图17。哥尼斯堡七桥问题的解题要求是:在不走重复路线的条件下,必须能顺序地走完哥尼斯堡那七座桥梁。其实这就是数学领域里俗称数学一笔画的作图问题:即要求用不重复的笔画,顺序画出类似于哥尼斯堡七桥似的图案来。关于这一点,早在数百年前就已经被俄国大数家欧拉先生用非常严谨的数学理论给以了清楚地证明。为了帮助民众理解该问题,欧拉先生还作了证明图。见图18。但是,到了20世纪90年代,有人又提出了解决哥尼斯堡七桥问题的新方案。这个新方案是在A-B点的路段的下面挖一条地下通道(A-B),当你走完了6座桥之后,再沿着该线路的地下通道(A-B)走一段看不见的重复路线,就可以顺序地走完这七座桥了(见图19)。后来,人们研究了这种带地下通道的哥尼斯堡七桥行走路线,发现它的行走线路已经超出了二维平面,而是在三维的空间内行走,见图20。经有关的研究人员和学者研究后得出结论:这种三维空间的曲线,实际上是一条不折不扣的莫比乌斯圈式的行走线路。莫比乌斯圈是由一条两维平面的带子,把其中的一个端头扭转180°,然后再对接起来,从而形成一个三维立体的带状物,见图21。如果将刚才那个带地下通道的简化线路翻转180°,这个简化线路就变成了带突起的线路。我们可以将这一段突起的线路理解为突起式的桥梁。或者说是我们现代立交桥的原始设想。见图22。3.2行驶线路的平面超越其实,关于单方向行驶交通网络系统人类已经研究了很长时间,如果要在某城市的交通网络系统里施行单方向行驶,其前提条件是合理安排单方向行驶线路,不考虑车辆绕行距离是否过长。这样,就会出现前面所述(如果没有高架桥的实际绕行路线图)的2种在单平面内行驶的结果。而如果按照汽车驶入模型图的路线行驶,那这两条线路本身就各自成为一条莫比乌斯圈式的行走线路。因为,在这两条行驶线路中都存在二维平面的超越,即出现上高架桥、在高架桥上行驶、下高架桥、再穿过高架桥的这个行驶过程。该线路就类似于带天桥的简化路线图,本文设计的新城市交通网络系统,实际上就是由无数条莫比乌斯圈式的行走线路组成的,这正是新城市交通网络系统有别于现行城市交通网络系统的非常重要特征。3.3新公共交通系统的建设和未来3.3.1有了独立的道路要在城市交通网络系统里施行单方向行驶,必须将行人和汽车进行分离。让马路成为汽车的专用行驶区域;行人过马路必须走过街天桥或过街地下通道。因为,有一个不争的现实正在我们身边静悄悄地发生,各大中城市里的过街天桥或过街地下通道正在迅速增多。而在大连等大中城市里已经在营运一种非常便捷的“快速公交”。它的行驶线路设置在双向行驶道路的中央,其营运线路几乎是全程封闭的,需要乘车和到达的乘客必须沿着从马路两边人行道上架设起来的人行过街天桥行走,才能到达或离开“快速公交”所停靠的各个站台。3.3.2新公共交通系统的发展1上gps辅助控制系统如果我们将整个城区划分成若干个区域(8-12-16),并给车辆配备上GPS全球卫星定位系统或GIS地理坐标定位系统,让它们为驾驶车辆的司机指路,就可以解决城市交通堵塞的问题了。而这又非常符合未来城市交通网络系统的发展趋势和终极目标:单向行驶,电脑指路;自律驾乘,无人值守。2设高效的2-3-4层立交新城市交通网络系统里的环行高架桥可以被制造成能跨越每条单方向直行路口的立交桥,这种立交桥是最普通的单层立交桥,而不是象许多大中城市里的那种2-3-4层的复杂立交桥,占用土地的面积远远大于普通立交桥,且非常影响立交桥周围的居住环境和商业环境。而该环线的其余部分则可以让车辆仍然行驶在网络系统的地面上。这样做的好处是:在解决城市交通拥堵问题的同时,为城市的市政单位节约大量的建设开支。3公共交通系统城市公共交通汽车是任何一座城市存在的象征,因此,新城市交通网络系统里必须要有城市公共交通系统。但是,在我国行驶了近100a的城市公共交通系统是肯定不能适应新城市交通网络系统了。因为,原有的公共交通系统是来车与去车行驶在同一条道路上,同一地点来车与去车的车站也是隔街对面而设的。而行驶在新城市交通网络系统中的同一路公共汽车的来车与去车,并不是行驶在同一条行驶线路上;处于同一地点的两个车站虽然仍然以该站的地标性建筑为站名,但却会停靠在同一地标性建筑的两个不同的方向上。另外,城市公共汽车的部分功能正在逐渐被城市地铁与城市轻轨所替代。3.4城市轨道交通网络化其实,任何一种城市交通网络系统都是一把双刃剑。不仅现行的城市交通网络系统是这样,单方向行驶的城市交通网络系统也是如此。对于新城市交通网络系统的评估,我认为借用胡林辉在《城市道路交通管理单向交通系统的应用研究》中对单方向行驶交通网络系统所做的评估是比较适宜的。其优点为:提高道路通行能力、增加车辆行驶的安全性、提高车辆运行速度、有利于公交专用车道的规划、有利于交通设施的配置和管理、有利于