專利名稱：可大比例提高通行量的平面交叉路口的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及信號燈控制的平面交叉路口。關聯(lián)到城市交通路網(wǎng)流量的增加。
技術背景平面交叉路口主要包括十字路口， T型或Y型等三叉路口，雙T型路口，五個路口及五 個路口以上交匯的交叉路口。平面交叉路口主要由機動車車道、相交馬路之間的拐彎通道、 各個路口的出口等待區(qū)車道及入口區(qū)車道，還有斑馬線、非機動車車道、人行道、交通指揮 島等構成。在等待區(qū)的各車道上，有規(guī)定車輛行駛方向的標記。很久以來，出入交叉路口的車道數(shù)量一直沿襲著與馬路額度車道數(shù)量相等的"等車道" 設計模式。用Google Earth軟件察看各國城巿道路，除了相交馬路之間拐彎通道的占位性擴 張，穿過交叉路口的馬路，都像寬度不變的帶子。機動車激增，"北京干道的平均時速只有 10年前的一半"。紅綠燈控制的路ci已成為車流最頻繁遭遇阻滯的一連串瓶頸，通行流量深 受影響，交通擁堵已是城巿通病。 發(fā)明內容本實用新型目的:用捷方法大比例提高交叉路口的通行量，由此提髙路網(wǎng)的流量和平均速度。在建立數(shù)學模型、對路網(wǎng)的量化研究中發(fā)現(xiàn)，道路利用系數(shù)相當?shù)汀Ｔ撓禂?shù)的含意包括 因為紅燈阻滯，加上平均速度下趺，車輛在大部分時間處于息速狀態(tài)。雙波段綠燈結構的交 叉路口，即使暢通，道路利用系數(shù)往往不到20%，"等車道"模式的交叉路口，進一步降低了 馬路的通行流量。[注l,"雙波段綠燈"以十字路口為例，面對面的兩個路口，綠色信號燈 有兩種類型，各有兩個波段。第一類型分有放行雙向左右拐彎的第一波綠燈和放行雙向直 駛的第二波綠燈。第二類型第一波綠燈只放行單個路口的全部車輛，對面路口的車輛則遭 遇紅燈；換第二波綠燈時，彼此狀態(tài)互換。]。焦點在于道路趨于飽和，交叉路口成為瓶頸。本實用新型的核心:把交叉路口變成車流量增容的加速緩存區(qū)，然后像像脈沖發(fā)動機一樣, 高速"噴放"出一波一波可以滿車道行駛的車流。由此徹底顛覆交叉路口是瓶頸的屬性。措 施是，局部加寬交叉路口的寬度，在交叉路口的相關路口增加1段或1段以上的車道[以下稱 之為'力口座"車道]。馬路不應等寬度的理念還可應運用到路網(wǎng)系統(tǒng)的其他場所，比如車輛的泊站。本實用新型的圖文遵循右行制規(guī)則。本文將順手拐彎，即右行制中的右拐彎都稱作小拐彎， 將左拐彎都稱作大拐彎。如此，可使描述不發(fā)生兩種制式在方向上發(fā)生的矛盾。本實用新型 用于左行制路網(wǎng)時，各圖要作鏡像處理。如圖12作鏡像復制后成為圖13，即可用于左行制； 圖9的局部作鏡復制后成為圖14，即可用于左行制。


圖1是傳統(tǒng)雙向6車道[即3x2車道]的十字路口 。 圖2是傳統(tǒng)的有過街安全島的雙向6車道的十字路口。 圖3是雙向6車道"加3"的十字路口。 圖4是怠速狀態(tài)機動車的局部放大[虛線輪廓圖]。
圖5是行駛狀態(tài)機動車的局部放大。 圖6是實施例1中，第二類綠燈放行的狀況示意圖。 圖7是有安全島的雙向6車道"加2"的十字路口。 圖8是雙向6車道1M咅"的十字路口。 圖9是雙向6車道"加倍"的T型三叉路口。圖10是雙向4車道馬路"加l"后與雙向6車道馬路"加2"后交匯的十字路口。圖11是有安全島的雙向8車道"加3"的十字路口。圖12是雙向10車道"加3"的十字路口 。圖13是圖12的鏡像復制圖。圖14是圖9局部的鏡像復制圖。圖15是現(xiàn)有雙向6車道六路交匯的交叉路口。圖16是雙向6車道"加[(3+2)X2-10]"的六路交叉路口。標號說明1虛線橢圓[鏈及馬路單向額定(機動車)車道的數(shù)量];2虛線橢圓[鏈及出口區(qū)的全部(機動車)車道];3虛線圓[鏈及入口區(qū)的全部車道];4雙向車道的分界線線；5斑馬線；6交通 指揮島；7虛線扁橢圓[鏈及圖1中雙向直行的4股車流];8(過街)安全島；9虛線邊界線[交 叉路口加寬后，加寬部分的邊界線.];IO虛線橢圓[鏈及圖3中雙向直行的6股車流];11 圖6中還可能增加的一股車流；12允許或直行或小拐彎車道的標記；13圖6中還可能增加的 第2股車流；14可以加設快速調頭的通道和區(qū)域；15虛線橢圓[鏈及圖7中的4股車流];16 虛線橢圓[鏈及圖8中的9股車流];17虛線橢圓[鏈及圖8中小拐彎的3股車流];18虛線圓 [鏈及圖9中小拐彎的3股車流];:[9虛線橢圓[鏈及圖9中的6股車流];20虛線框[框內圖 像作鏡像復制后成為圖14]; 21圖10中的雙向4車道路段；22虛線橢圓[鏈及圖10南側出 口處的大拐彎車道和直行車道];23安全島(圖10); 24小拐彎車道(圖10); 25安全島(圖10); 26虛線橢圓[鏈及圖10中可以進入南側路口的車流];27虛線橢圓[鏈及圖11中直行及大拐 彎的6股車流];28虛線橢圓[鏈及圖11中面對面路口直行的6股車流];29虛線橢圓[鏈及圖 12中的10股車流];30虛線橢圓[鏈及圖12中的6股車流];N各圖中的指北針。 另加4段說明為便于實施例的比較而給出圖1和圖2。各圖中，粗虛線4表示雙向車道的分界線[代替 黃色雙實線];雙點劃線表示不同車道的分界線;細實線表示馬路原車道的邊界線；點劃線表示 穿過交叉路口的車道。本實用新型交加寬了交叉路口，為便于比對，各圖都用虛線繪制加寬部 分的邊界線，用標號9。此外，由于不影響主題的闡述，各圖中都省略了非機動車道和人行道。圖l是傳統(tǒng)的雙向6[3x2]車道的十字路口。車道上有行車方向標記。虛線橢圓l鏈及馬 路單向額定車道的數(shù)量[雙向車道分界線4兩側的額定車道數(shù)量相等，所以只在其中一側加上 虛線橢圓l。]，本圖的單向額定車道數(shù)量為3,雙向共有6個車道。路口的出口區(qū)有4個車道， 由虛線橢圓2鏈及，入口區(qū)有2個車道，由虛線圓3鏈及；在數(shù)量上有(4+2=3x2), [2] + [3]) =(U]x2)的簡單關系。該十字路口還包括斑馬線5，以及交通指揮島6等構成。圖2是傳統(tǒng)的有過街安全島的雙向6車道的十字路口。路口的小拐彎車道都只有1個，
行人和自行車穿過它后進入安全島8等待過街。這種十字路口，往往不設小拐彎紅燈。圖l中，東西方向放行時，有4個直行車道[2X2]通行，由虛線橢圓7鏈及，而馬路的容量是6車道，存在"接收"車道數(shù)量和"輸出"車道數(shù)量不匹配的問題。圖2的十字路口也存在入口區(qū)車道數(shù)量與出口區(qū)車道數(shù)量不匹配的問題。交叉路口的一側車輛擁擠，另一側卻有富余車道；不匹配是現(xiàn)有交叉路口普遍存在的基因級錯誤。 下面結合實施例進一步闡述。
具體實施方式
實施例l:圖3是本實用新型雙向6車道"加3"的十字路口。 4個路口的結構相同，為 減少圖幅，部分省略了一個路口。省略手法也用于其他實施例。在各路口的等待區(qū)，都增加 了 3段"加座"車道。這樣，馬路伸入十字路口后，增加到9個車道。"加座"車道的長度可 等于等待區(qū)的長度。較長的"加座"，更有利路網(wǎng)流量的提高；交叉路口之間的距離較長的路 口，更長的"加座"更有利于流量的增加。下文，凡是增加3段"加座"車道的交叉路口， 都屬于"加3"方案；同理，"加n"就屬于"加n"方案。圖3中借用車模隊列直觀表達運行狀態(tài)。虛線輪廓的小車代表停車狀態(tài)的車輛[參見局部 放大的圖4];行駛狀態(tài)的車輛，參見局部放大的圖5。對照圖3，每個入口有3個車道，等于馬路的單向額定車道，直行等待車道3個，大拐 彎等待車道2個，小拐彎等待車道l個。與圖1相比，對開車流的數(shù)量增加到6股[虛線橢圓 IO鏈及]，車道數(shù)量增加量50y。，車流量也可能增加50%，有利于減少相應路段中車輛排隊的 長度，對全局有利。此外，車輛不排長蛇陣時，等待區(qū)內車輛方陣的長度可以減少三分之二， 意味著該方陣車輛過界的時間可縮短671等效于其他紅燈可以提前關閉，系統(tǒng)第2次得益。 因此，流量的實際增幅有可能大于50%。輪到左、右拐彎的車輛放行時，也有明顯效果。實施例1的十字路口使用第二類雙波段綠燈的狀況參見圖6。設北側路口的行人過斑馬 線時，東側路口放行車輛，直行車流有3股；大拐彎車流有2股，連同西側路口出來l股小 拐彎車流，西、南兩個路口的入口車流都達到3，意味著這兩個方向的馬路可以"滿車道" 運行。加上南側路口出來1股的小拐彎車流，東、西、南一共有7股車流。而對應的圖1, 只能有5股車流，圖3中在役車道的數(shù)量增加了40y。。"滿車道"可以提高流量。另一種情況,如果十字路口對要過馬路的行人實施"集中放行"[集中放行行人時,各個路 口的機動車全部停止。]。在上述波段的綠燈時段，東側路口可以增加一股小拐彎車流ll。再 進一步，直行車道中的一個邊車道,可以把行駛方向改成可以直行也可以拐彎的標記12,這樣， 北側路口還可以增加第2股小拐彎車流13進入。這有利于減少相應車輛排隊的時間，有利于 系統(tǒng)的自適應和系統(tǒng)效率的增益。再則，由于路口擴大，就可以在交叉路口的中心地域增設轉 彎半徑較大的調頭通道14，該措施也可用于其他實施例。圖6中的調頭轉彎半徑可達7.8米， 較多的車輛得以較快的速度完成調頭。在額定車道數(shù)量更多的交叉路口，調頭轉彎半徑更大。此外，在實行"集中放行"時,入口區(qū)再增加l個"加座"車道，將有更好的效果。實施例2:圖7是本實用新型有安全島的雙向6車道"加2"的十字路口。比圖2增加了 2個"加座"車道。每2個相鄰的安全島8之間的路口都有6個車道[不計拐彎車道];每個 等待區(qū)有4個[2x2個]車道，各個入口區(qū)有2個車道。圖7中小拐彎流量與圖2—樣，但直
行和大拐彎車道的數(shù)量都增加了一倍在同時放行東側路口的直行及大拐彎車輛時,有4個車 道的車流開出，虛線橢圓15鏈及這4股車流。相關方向的馬路[東側的一半，西側的一半，南 側的一半]實現(xiàn)"滿車道"運行，從而明顯增大流量。實施例3:圖8是本實用新型雙向6車道"加倍"的十字路口。各個路口的車道數(shù)量加 倍，6x2=12。在每個路口，每個行駛方向的車道數(shù)量，包括入口方向的車道數(shù)量，都等于馬 路的單向額定車道數(shù)量。東側路口全放行時，對應的北、西、南3個方向的入口都可以"滿 車道"運行，共9股車流[為虛線橢圓16所鏈及]。同時，東惻的入口可以滿車道接收相鄰小 揚彎的3股車流[為虛線橢圓17鏈及]。馬路在役面積的比例可達75%。實施例4:圖9是雙向6車道"加倍"的T型三叉路口。三個路口的車道數(shù)量都達到12 車道。南側路口全放行時，其入口區(qū)可以滿車道接受來自相鄰小拐彎的3股車流，為虛線圓 18所鏈及。其余2個路口可滿車道接受南側開出的3x2-6股車流，虛線橢圓19鏈及這6股 車流。馬路在役面積的比例可達83. 3%[ (6+6+3) / (6+6+6)]。其他類型的三叉路口，比如Y型三叉路口，特征都與T型的相似，不重復描述。虛線框20包閨的區(qū)間，見下文關于圖14的說明。對于道路飽和度已經(jīng)很高的路網(wǎng)，實施例3和實施例4的交叉路口可成為車流量擴容的 緩存區(qū)。在每一波的綠燈時段，交叉路口都能高速通過增加2倍數(shù)量的車流，利于路網(wǎng) 速度和流量的增加。"加倍"模式是效率最高的模式，適用于其他數(shù)量的雙向多車道的十字路口和三叉路口。 實施例5:圖IO是雙向4車道[2X2]馬路"加l"后與雙向6車道馬路"加2"后交匯的 十字路口。虛線橢圃21鏈及位于南側的這條雙向4車道的馬路，在其路口增加l個"加座" 車道；虛線橢圓22鏈及其出口處1個大拐彎車道和1個直行車道。其他3個路口，各增加2 個"加座"車道。十字路口的南半側，設置2個安全島23與25。由于南側路段的車流量少 于其他路口，安全島23側的小拐彎車道24不設紅燈，以增加小拐彎的流量。不同綠燈波段, 各有2股車流進入南側路口，虛線橢圓26鏈及了這兩個不同綠燈時段進入的車流。安全島 25旁的小拐彎車道，保留紅等控制。圖10方案可實現(xiàn)南側雙向雙車道的滿車道進出，從而 增加流量。上述"加l"方案可應用于4個路口都是雙向4車道的十字路口。在4個路口的入口區(qū)， 都可增加一個車道。"加l"方案，也可用于其他雙向多車道的十字路口。特別是，在老城區(qū)路網(wǎng)的整治中，用于擴展面積很有限的交叉路口，"加r也能獲得多百分點的效益。實施例6:圖ll是有安全島的雙向8車道"加3"的十字路口。各個路口的車道數(shù)量是 8+3=11，小拐彎車道不設紅燈。各等待區(qū)的直行車道與大拐彎車道都是3個。安全島之間的 入口車道也是3個。第2類綠燈放行時，虛線橢圓27鏈及直行和大拐彎的6股車流。第1 類綠燈放行時，面對面路口直行的有6股車流，由虛線橢圓28鏈及;輪到左右拐彎時，也有6股 車道。相應綠燈下的馬路,都可以實現(xiàn)滿車道運行[包含小拐彎車流]。直行和大拐彎車流的數(shù) 量都增加50%。實施例7:圖12是雙向10車道"加3"的十字路口。不設安全島。各個路口的車道數(shù)量
是10+3=13。各等待區(qū)都有8個車道，小拐彎的2個，直行與大拐彎的都是3個。第2類綠燈放行時，在結合對行人集中放行的控制模式時，虛線橢圓29鏈及進出東側的 IO股車流。東側馬路實現(xiàn)滿車道運行。共有2.5條馬路在役運行，馬路的機動車在役面積的 比例達62. 5%。直行和大拐彎車道的數(shù)量都增加了 50%。第1類綠燈放行時，面對面路口直行的車流數(shù)量有6股，由虛線橢圓30鏈及這6股車流； 這時，南、北路口的斑馬線對行人放行。如果也采取對行人實施集中放行的模式，則還可增 加8股車流，共有2. 8條馬路在役運行，馬路在役面積的比例達70%。東西兩側馬路都可實 現(xiàn)滿車道運行?？傮w流量的增量將更多些。實施例8:圖15是現(xiàn)有雙向6車道六路交匯的交叉路口[用作實施例8的背景比較]。5 路和5路以上交匯的交叉路口，效率和流量最低。放行東側路口時，只能開出3股車流，加 上還可以增加的4股小拐彎車流， 一共7股車流。圖16是雙向6車道"加[(3+2)X240]"的六路交叉路口，在相關路口 [也可以在每個路 口]增加10個"加座"車道。[(3+2)X240]的含義是，各個出口處原來的3個車道可以先增加 2個"加座"車道,使得出口車道增加到[6-1]=5個。如果面積空間允許，再使這5個車道加 倍，使得東側路口共有13個車道[:3+10=13]。這樣，行駛車流一共可以增加到16股，是原來 的228.6%。顯然極有利于處于飽和狀態(tài)的道路。如果面積空間還允許，還可以采取"加 [(3+2)X3=15]"的方案。如果圖16是雙向8車道，相應"加法"可以轉化成"(4+2)X2=12"和"(4+2)X3=18"。以此類推，可用于雙向更多車道的場所。實施例9:對于5條雙向6車道馬路交匯的交叉路口，可以相應采用"加[(3+l)X2^]" 也可以采取"加[(3+l)X342]"的方案。上述的"加法"同樣適用。圖13是圖12的鏡像復制圖，圖14是圖9中虛線框20所包圍的局部，作鏡像復制后的鏡像圖。作鏡像復制，是為了讓圖13、 14可用于"左行制"。借助圖13和圖14,說明本實用新型也適用于"左行制"。對于單向多車道或含有單向多車道的交叉路口， 一樣可以通過增加"加座"車道的途徑，增加交叉路口的車流量實施例l、 3、 4、 7的應用范圍可以擴充。先以實施例l,演繹說明如何"擴充"像細胞分裂增殖一樣，如果每個車道都分裂成2 個車道、每輛機動車都分裂成2部車，圖3或圖6可以代表雙向12車道"加6"的十字路口。 同理，如果每個車道都分裂成3個、每輛車都分裂3部，圖3或圖6可以代表雙向18車道"加 9"的十字路口。照此，實施例3，圖8雙向6車道"加倍"的十字路口，可以演繹成雙向12車道"加倍" 的十字路口，也可以演繹成雙向18車道"加倍"的十字路口；實施例4,圖9雙向6車道"加 倍，，的三叉路口，可以演繹成雙向12車道"加倍"的三叉路口；實施例7,圖U雙向10車 道"加倍"的十字路口，可以演繹成雙向20車道"加倍"的十字路口。本實用新型除了用于新城區(qū)的規(guī)劃、建設，還適合于老城區(qū)交叉路口的改造。具有用地 少、費用省、見效快、受益面廣等優(yōu)越性。
權利要求1. 一種有信號燈控制的平面交叉路口，包含三叉路口，雙T型路口，十字路口，五個路口和五個路口以上交匯的交叉路口，所述的平面交叉路口由多車道機動車車道、拐彎通道、非機動車車道、人行道、過街安全島，斑馬線、各個路口的出口車道及其入口車道構成，其特征在于局部加寬交叉路口的寬度，在交叉路口的相關路口增加1段或1段以上的“加座”車道。
2. 根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口，其特征在于在十字路口的相關路口增加1 段"加座"車道。
3. 根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口 ，其特征在于在有安全島的雙向6車道"加3" 的十字路口，各個路口增加2段"加座"車道。
4.根據(jù)權利要求l所說的平面交叉路口，其特征在于在雙向6車道"加3"的十字路 口，各個路口增加3段"加座"車道。
5.根據(jù)權利要求l所說的平面交叉路口，其特征在于在雙向6車道"加倍"的十字路 口，各個路口增加6段"加座"車道。
6.根據(jù)權利要求l所說的平面交叉路口，其特征在于在雙向6車道"加倍"的三叉路 口，各個路口增加6段"加座"車道。
7.根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口 ，其特征在于在有安全島的雙向8車道"加3" 的十字路口，各個路口增加3段"加座"車道。
8.根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口，其特征在于在雙向10車道"加3"的十字 路口，各個路口增加3段"加座"車道。
9.根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口，其特征在于在雙向6車道"加10"的六路 交叉路口，相關路口增加10段"加座"車道。
10.根據(jù)權利要求1所說的平面交叉路口，其特征在于:在交叉路口的中心地域設有調頭 通道[14]。
專利摘要本實用新型涉及可大比例提高通行量的平面交叉路口。信號燈控制的交叉路口，過往車流難免頻繁遭遇紅燈阻滯；過一個路口，往往要等候多輪紅燈。傳統(tǒng)的交叉路口，遵循與馬路等車道的模式，馬路都像等寬度的帶子穿過交叉路口。新設計加寬交叉路口，在各個路口增加1段或多段“加座”車道的措施，把交叉路口變成車流量增容的加速緩存區(qū)，然后像脈沖發(fā)動機一樣，可以高速“噴放”出一波一波可以滿車道行駛的車流。通行量的平均增幅可達40％以至1倍以上。特別適用于新區(qū)建設和道路飽和的老城改造，優(yōu)化交叉路口比擴修馬路更重要。有用地少、費用省、見效快、受益面廣等優(yōu)越性。
文檔編號E01C1/02GK201080583SQ200720006679
公開日2008年7月2日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權日2007年4月3日
發(fā)明者肖新凱 申請人:肖新凱