一種新型道路疏導(dǎo)交通指示裝置的設(shè)計(jì)與分析

馬明迪 初 巖 張振輝 薛軼 敖澤釗

(青島理工大學(xué)，機(jī)械與汽車工程學(xué)院，山東 青島 266520)

1 研究背景

中國是一個交通大國，十九大報(bào)告明確提出要建設(shè)“交通強(qiáng)國”，這意味著在新時代，我們將開啟建設(shè)交通強(qiáng)國新征程。但是在交通強(qiáng)國建設(shè)中，我們同樣面臨著諸多困難。我國雖土地遼闊但人口眾多，保障出行安全和提高出行效率是交通行業(yè)所應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。這個問題引起了人們的注意，并且國內(nèi)外學(xué)者在相關(guān)方面都做出了一定的研究。

宋正立從管理理念、政策改革、交通設(shè)施、交通意識層面分析提出了針對上海市完備的城市交通管理機(jī)制[1];王勇建立道路可變車道數(shù)的計(jì)算模型，可變車道設(shè)置方案設(shè)計(jì)優(yōu)劣的評價模型等，提出一種考慮潮汐交通擁堵擴(kuò)散范圍內(nèi)所有主要道路，以路網(wǎng)高峰小時總延誤最小為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可變車道設(shè)置方案設(shè)計(jì)方法[2];石茂清結(jié)合我國道路交通安全設(shè)施技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，分別對我國的道路交通標(biāo)志、標(biāo)線、護(hù)欄、隔離設(shè)施、防眩設(shè)施、視線誘導(dǎo)設(shè)施的建設(shè)方向進(jìn)行研究，提出了如震蕩標(biāo)線、波形梁護(hù)欄、突起路標(biāo)等設(shè)施的設(shè)計(jì)方法[3]。

但目前針對交通設(shè)施設(shè)計(jì)改進(jìn)層面的研究不足，對交通設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新能在短時間內(nèi)以低成本的方式解決現(xiàn)存問題。作為交通設(shè)施系統(tǒng)的重要組成部分，交通指示裝置是保證道路交通安全、順暢的重要措施。交通標(biāo)志有多種類型，可用各種方式區(qū)分為：主要標(biāo)志和輔助標(biāo)志；可動式標(biāo)志和固定式標(biāo)志；照明標(biāo)志、發(fā)光標(biāo)志和反光標(biāo)志；以及反映行車環(huán)境變化的可變信息標(biāo)志?，F(xiàn)有的交通指示裝置均為鐵質(zhì)外殼，長時間在戶外使用時，因局部堆積雨水發(fā)生銹蝕，影響使用壽命。

但廣大創(chuàng)新創(chuàng)造人士并沒有努力去成功地解決上述問題。所以本研究提出并設(shè)計(jì)了一種便于疏導(dǎo)道路的交通指示裝置，涉及道路疏導(dǎo)裝置技術(shù)領(lǐng)域。

2 研究內(nèi)容

2.1 整體設(shè)計(jì)

該裝置包括箱體和箭頭安裝座，箱體的正面自上而下設(shè)有喇叭和固定座；固定座的中間設(shè)有一通孔；箭頭安裝座一端面的中間位置設(shè)有立柱；立柱穿過固定座的中間設(shè)有一通孔，并在立柱的末端安裝有圓盤；立柱的外側(cè)套接有彈簧；箭頭安裝座的正面安裝有指示箭頭；箱體的正面對稱分布有導(dǎo)流棱；導(dǎo)流棱的末端延伸至箱體相對兩側(cè)邊上設(shè)有的導(dǎo)流槽上；箱體底部豎直安裝的支撐桿固定在底座上。本裝置通過箱體頂部設(shè)有的倒角結(jié)構(gòu)，解決了雨水滯留在箱體頂部的問題，避免箱體的銹蝕；另外在箱體的正面設(shè)有導(dǎo)流棱，加快箱體上雨水的排出。另外，裝置安裝的喇叭用于播放提示語音，幫助疏導(dǎo)道路，在指示箭頭上安裝有LED燈體，有助于在光線條件較暗的情況下，提醒車輛或行人。

裝置整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1-箱體；2-喇叭；3-導(dǎo)流棱；4-指示箭頭；5-箭頭安裝座；6-導(dǎo)流槽；7-支撐桿；8-底座圖1 整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 裝置局部設(shè)計(jì)

本裝置包括箱體和箭頭安裝座。箱體的正面自上而下設(shè)有喇叭和固定座，固定座的中間設(shè)有一通孔；箱體的正面對稱分布有導(dǎo)流棱；導(dǎo)流棱的末端延伸至箱體相對兩側(cè)邊上設(shè)有的導(dǎo)流槽上；箱體底部豎直安裝的支撐桿固定在底座上。其中，箱體的頂部設(shè)有倒角結(jié)構(gòu)，解決了雨水滯留在箱體頂部的問題，避免箱體的銹蝕；另外在箱體的正面設(shè)有導(dǎo)流棱，加快箱體上雨水的排出。箱體局部結(jié)構(gòu)如圖2所示：

1-箱體；2-喇叭；3-導(dǎo)流棱； 6-導(dǎo)流槽；9-固定座圖2 箱體結(jié)構(gòu)示意圖

箭頭安裝座一端面的中間位置設(shè)有立柱；立柱穿過固定座的中間設(shè)有一通孔，并在立柱的末端安裝有圓盤；立柱的外側(cè)套接有彈簧；箭頭安裝座的正面安裝有指示箭頭；其中，指示箭頭的正面安裝有LED燈體，有助于在光線條件較暗的情況下，提醒車輛或行人。其中，箭頭安裝座上對稱設(shè)有的兩定位塊與固定座上對稱設(shè)有的槽孔配合安裝，用于固定指示箭頭的位置。其中，箭頭安裝座的轉(zhuǎn)動角度在0-360°的范圍。箭頭安裝座具體結(jié)構(gòu)如圖3及圖4所示：

圖3 箭頭安裝座結(jié)構(gòu)示意圖

4-指示箭頭；5-箭頭安裝座；501-定位塊；502-立柱；503-圓盤； 9-固定座；10-彈簧圖4 箭頭安裝座和固定座剖面結(jié)構(gòu)示意圖

3 可行性分析

傳統(tǒng)交通指示裝置均為鐵質(zhì)外殼，長時間在戶外使用時，會因局部堆積雨水發(fā)生銹蝕，影響使用壽命。

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的裝置可以有效解決雨水滯留導(dǎo)致的箱體銹蝕問題，裝置安裝的喇叭用于播放提示語音，幫助疏導(dǎo)道路。單顆LED體積小，配光性能好，光線的利用率很高；LED光常規(guī)可以變化成白色、暖白色、黃色或其他各種顏色，而高壓鈉燈只能顯黃色光，LED燈顯色性好，可更清晰看清路面、車輛和行人，比高壓鈉燈駕駛的安全性更高，感官上更舒適，能夠使得交通順暢，也能減少事故的發(fā)生頻率[4]；LED壽命較長能維持5～10萬h[5]。因此在指示箭頭上安裝LED燈體，有助于在光線條件較暗的情況下，提醒車輛或行人，提高裝置在不同應(yīng)用場景下的適用性。本裝置成本低，技術(shù)層面上易實(shí)現(xiàn)，可通過現(xiàn)有裝置的改進(jìn)起到良好的交通疏導(dǎo)效果并有效保障人們的出行安全。

4 結(jié)束語

本研究提出并設(shè)計(jì)的裝置可直接應(yīng)用在各級公路。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在交通疏導(dǎo)裝置基礎(chǔ)層面提高裝置使用年限并通過附加設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)、燈光指示等功能，確保道路疏導(dǎo)效率提高人們出行的安全性，發(fā)揮最大的社會經(jīng)濟(jì)效益。通過本設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理的推廣可應(yīng)用于鐵路等交通運(yùn)輸方式，有良好的應(yīng)用前景。