一種新型道路疏導交通指示裝置的設計與分析

馬明迪 初 巖 張振輝 薛軼 敖澤釗

(青島理工大學，機械與汽車工程學院，山東 青島 266520)

1 研究背景

中國是一個交通大國，十九大報告明確提出要建設“交通強國”，這意味著在新時代，我們將開啟建設交通強國新征程。但是在交通強國建設中，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所應關注的重點。這個問題引起了人們的注意，并且國內外學者在相關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制[1];王勇建立道路可變車道數的計算模型，可變車道設置方案設計優劣的評價模型等，提出一種考慮潮汐交通擁堵擴散范圍內所有主要道路，以路網高峰小時總延誤最小為目標的網絡內可變車道設置方案設計方法[2];石茂清結合我國道路交通安全設施技術進步和發展，分別對我國的道路交通標志、標線、護欄、隔離設施、防眩設施、視線誘導設施的建設方向進行研究，提出了如震蕩標線、波形梁護欄、突起路標等設施的設計方法[3]。

但目前針對交通設施設計改進層面的研究不足，對交通設施設計進行創新能在短時間內以低成本的方式解決現存問題。作為交通設施系統的重要組成部分，交通指示裝置是保證道路交通安全、順暢的重要措施。交通標志有多種類型，可用各種方式區分為：主要標志和輔助標志；可動式標志和固定式標志；照明標志、發光標志和反光標志；以及反映行車環境變化的可變信息標志。現有的交通指示裝置均為鐵質外殼，長時間在戶外使用時，因局部堆積雨水發生銹蝕，影響使用壽命。

但廣大創新創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計了一種便于疏導道路的交通指示裝置，涉及道路疏導裝置技術領域。

2 研究內容

2.1 整體設計

該裝置包括箱體和箭頭安裝座，箱體的正面自上而下設有喇叭和固定座；固定座的中間設有一通孔；箭頭安裝座一端面的中間位置設有立柱；立柱穿過固定座的中間設有一通孔，并在立柱的末端安裝有圓盤；立柱的外側套接有彈簧；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流棱；導流棱的末端延伸至箱體相對兩側邊上設有的導流槽上；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有的倒角結構，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有導流棱，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。

裝置整體設計結構示意圖如圖1所示。

1-箱體；2-喇叭；3-導流棱；4-指示箭頭；5-箭頭安裝座；6-導流槽；7-支撐桿；8-底座圖1 整體設計結構示意圖

2.2 裝置局部設計

本裝置包括箱體和箭頭安裝座。箱體的正面自上而下設有喇叭和固定座，固定座的中間設有一通孔；箱體的正面對稱分布有導流棱；導流棱的末端延伸至箱體相對兩側邊上設有的導流槽上；箱體底部豎直安裝的支撐桿固定在底座上。其中，箱體的頂部設有倒角結構，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有導流棱，加快箱體上雨水的排出。箱體局部結構如圖2所示：

1-箱體；2-喇叭；3-導流棱； 6-導流槽；9-固定座圖2 箱體結構示意圖

箭頭安裝座一端面的中間位置設有立柱；立柱穿過固定座的中間設有一通孔，并在立柱的末端安裝有圓盤；立柱的外側套接有彈簧；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有的兩定位塊與固定座上對稱設有的槽孔配合安裝，用于固定指示箭頭的位置。其中，箭頭安裝座的轉動角度在0-360°的范圍。箭頭安裝座具體結構如圖3及圖4所示：

圖3 箭頭安裝座結構示意圖

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構示意圖

3 可行性分析

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

根據系統設計的裝置可以有效解決雨水滯留導致的箱體銹蝕問題，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，提高裝置在不同應用場景下的適用性。本裝置成本低，技術層面上易實現，可通過現有裝置的改進起到良好的交通疏導效果并有效保障人們的出行安全。

4 結束語

本研究提出并設計的裝置可直接應用在各級公路。通過結構設計，在交通疏導裝置基礎層面提高裝置使用年限并通過附加設計實現語音播報、燈光指示等功能，確保道路疏導效率提高人們出行的安全性，發揮最大的社會經濟效益。通過本設計系統原理的推廣可應用于鐵路等交通運輸方式，有良好的應用前景。