智能电动车将替代普通汽车

孙振国

1、城市交通问题是全世界城市的共同问题

目前，我国经济飞速发展，人们的收入水平有了很大的提高，对高品质出行的需求猛增，但交通拥堵是各大中城市的难题，平均车速在20km/h以下，有1/3的油耗浪费在堵车上，怠速时的汽车尾气成为城市重要的空气污染源，堵车耗费的时间给社会带来巨大的经济损失，交通事故频发，交通事故带来的损失更是大的离谱。然而，大多数城市对交通规划的思维都还停留在借鉴别的城市不算成功也无法照搬方案，实际上我们的城市交通面临的问题是所谓发达国家城市都没有遇到过的新挑战。我们迫切的需要一个更节能高效安全的城市交通规划方案，而这个方案应该使城市交通现状彻底改变。

2、城市交通规划应具备前瞻性

曾经跟城市交通规划的工作人员聊天，他们很自信的讲述他们的方案多么有前瞻性，他们设计的是我们普通业外人想不到的。没错，我们城市交通的规划比任何事情都更需要前瞻性。前瞻性是需要仔细分析过时间长远以后的事情。

那么，不妨大胆一点，离谱一点，放飞我们的想象力：当科学技术发达到一定程度，我们需要什么物品，足不出户物品可以很快的到我们身边，我们可以假设它由一个智能运输的机器人运输。说到运输，那么今天的交通环境能不能实现这种发达程度。答案是能，我们今天不研究会飞的机器人，假设它仍然依附路面，那么一台微型的智能无人驾驶电动货车（或客车，以下简称智能电动车），借助智能导航系统可以实现这种高效便捷，或许聪明的你会想到，那它得多智能，城市路况这么复杂、拥堵。没错，这是智能电动车的难题，也是我们在城市道路上奔跑的驾驶员的痛苦，路况复杂，稍有不慎就会发生事故，经常拥堵不堪，外出做事的时间都比不上浪费在路上的时间多。既然说能，没错，我们要做的是改变我们的城市道路，解决智能电动车的难题，自然整个城市交通人的难题就解决了。

要改变交通现状，达到智能电动车能够运行，我们首先是简化路况，提升道路安全性，那么，必须做到以下要点，第一：道路封闭专用，有机动车车道的地方就不能出现行人和非机动车，那么行人和非机动车道与机动车车道立体交叉；第二，机动车双向隔离，两车迎头撞击的危害远远大于同向磕碰，第三，主干道路全部立体互通，平面交叉两车相撞时的危害也极大，不讨论遵守交通规则问题，从根本上杜绝这种角度的相撞，第四，在路面上画统一的标线，可以满足智能电动车识别，道路两侧设置信号标志，供电动汽车感应判断位置车道。接下来我们解决道路拥堵问题，实际上完成路况简化，道路拥堵自然缓解很多，但是还可以提速，第五：相对隔离靠路边的机动车道与中间快速车道，设置变道区供机动车进出中间快速道，减少靠边停车、进出单位车辆对整体通行的影响。

3、自然交通系统五步走

城市道路要满足以上要点，简单五部就能实现不可能，颠覆交通规则。

第一步，城市里800米到1000米设一条主干路，把所有的主干路设为单行线，形成一级公路网。车子向前行驶的轨迹实际上是一条向前的单向车道，那么不考虑路途远近，单行的公路网足以带我们到达任何地方。在平面交叉的红绿灯路口，单行网的路口比传统双向的路口，可以提高将近一倍的效率。

图1城市自然交通系统规划方案示意图

Fig1  Map of future urban transportation planning in twenty-second Century

第二步，在第一步基础上，把所有的一级路网的道路交叉口设成立交，所有平面横穿主干路的斑马线和小路设为天桥或隧道，形成一个单行快速网。单行线形成的立交相对简单，占地面积小，同时可以再次提高通行效率一倍以上。届时，红绿灯退出了它的舞台，站在历史的角度看，很长一段时期红绿灯的发明阻碍了我们对交通的深层思考。

第三步，在单行主干路的两侧设双向连通的辅道。我们会发现单行道路有个缺陷，我们不能在道路左侧停车下客的情况下，汽车无法带我们到达道路左边，那么我们设一对调头连通的辅道，使道路再次恢复双向行驶，同时，辅道作为慢速道，与快速道隔离，只在合适位置进出快速道。辅道完成路边停车、进出单位或停车场等功能，完成道路交通更具服务于人的使命，同时保护单行快速网车流不受干扰。

第四步，在主干路围成的方形区域内设置只与辅道连通的二级路网。因主干路的设置密度是800米到1000米，所以我们需要很多小路通往我们每一幢楼下，它们就像人体的毛细血管通往细胞组织。但是为了保护快速道汽车流速，二级路网只与一级道路辅道连通，在与一级道路交叉处可通过简单高架或隧道穿过一级道路。在二级路网上只有进出本区域车辆，流量小，安全性高，使方区内更适合生活工作各种商业活动，进一步提升人们生活品质。

第五步，在所有的主干路上独立出部分车道，铺设轨道电车，在路口处通过立交互通。节能环保是未来交通硬性要求，我们有很多途径获得电能，电能是很多绿色能源的转化形式，能量利用效率高，没有污染，是未来的主要能源，所以应该鼓励发展轨道电车。轨道电车相比地铁，建设成本低，分布密集，可以在一级公路网上全布局，便于推广，可以充分发展公共交通。

五步方案实施，整个城市交通瞬间升级，人们的出行品质极大提高，城市的管理水平上一个台阶，城市规划更有方向性，商业活动环境更加稳定。哪怕城市没有电，整个交通系统仍然可以像空气一样自然流畅，整个系统几乎不用太多管理，高效自然节能，我称它为自然交通系统。

4、一种快慢分离立交系统

主干道路立体交叉互通是必须的，我们就要借助一种立交系统完成。经过我反复研究，最后完成了这个立交桥的设计，名为《一种快慢分离立交系统》，并于2017年8月29日获得了国家发明专利。这个立交系统结构简单，下面对《一种快慢分离立交系统》做一个简单介绍，如果空间感好，看看图就很明了：（1）在两条十字相交的双行道路上，各取其中一个方向的靠中间部分车道为快速路，两个相交的快速路在交口处设互通匝道连接，特点是：单行互通上下两层结构简单，是上下匝道最短，所以两个路口间距最小，能够实现最密集的立体交通路网；（2）原双行道路上，单行快速路两侧的双向车道功能上作为快速路的辅道，只有快速路的右侧设置口子使车辆变道进出快速路，两侧双向辅道在路口处调头连通，特点是：辅道完成了安全停车和慢速到达目的地的功能，同时保证了快速路的速度不受干扰，调头连通使快速路反向车道与快速路连通，实现快速路反向道路沿线出行快速与慢速功能；（3）在路口处，其中一个道路上设行人和非机动车天桥，特点是：实现四个方向行人和非机动车与机动车隔离，提升出行的安全性，同时行人与非机动车在路口处不用等红灯；（4）在道路中线位置设置单行轨道电车，轨道电车在路口处设互通匝道，特点是：使公共交通运力最大化，每条干道上都有公共电车，同时专道专用效率高。

图2一种快慢分离立交系统示意图

Fig2  A fast and slow separate overpass system

注：1.A路快速路2.B路快速路3.A路快速路辅道4.B路快速路辅道5.A路快速路反向辅道6.B路快速路反向辅道7.A路行人和非机动车道8.B路行人和非机动车9.A路辅道调头道10.B路辅道调头道13.A路快速过B路隧道15.A路行人和非机动车天桥16.AB辅道地面连通转弯道19.AB轨道电车道20.AB轨道电车互通匝道

一种快慢分离立交系统结构简单，占地面积小，几乎不用拆迁，在现有的道路框架上完全可以实施；采取下挖上架的方式建造，建造成本低，速度快；只在路口处建设少许跨桥，不破坏城市环境；轨道电车极度发达，使城市公共交通运力最大化。

5、自然交通规划方案的实施的经济效益

自然交通规划方案的实施将产生巨大的经济效益。整个方案把出一级路网方格的所有出行全部安排在一级公路网上，所有汽车都在单行快速网上实现出行，那么，单行快速路可以设置足够宽，而整个路网无阻畅行，保守推算提高车辆通行速度两倍左右，假如目前城市里汽车通行的平均速度为20km/h，方案实施后就是（50~60）km/h，那么产生的经济效益有：（1）为我们单次出行节约一半以上时间，触进生产效率提高，间接产生经济效益；（2）热机汽车城市里堵车的时候能源消耗保守估计提高1/3，那么在畅行的情况下节约1/3的能源消耗直接经济价值巨大；（3）汽车等红绿灯，怠速时尾气污染增加，一级快速网上没有红绿灯，怠速时间几乎为零，极大的减少了尾气污染的排放；（4）在快速网围成的方格内的二级路网上几乎没有过路车辆，使方区内城市生活品质极大提高；（5）在平面交叉的道路上，百分之八十以上的交通事故发生在路口附近，在自然交通规划的一级路网上几乎没有平面交叉，各行其道，最大程度减少了交通事故，挽回经济损失的社会效益巨大；（6）自然交通规划的去往四个方向的快速路围城的方格区域，其交通非常发达，交通便利带来高品质生活与商业活动，产生各种成功的方格内城市模式，极快的加快了方格城市化的发展速度。

在杭州这样的城市市区开车，路况很好的时候行驶10公里，等红绿灯的时间平均为10分钟，一般路况为15分钟，堵车的时候平均为25分钟，但是一天百分之六十以上时间是堵车的，怠速这部分时间消耗、油耗、尾气污染危害产生的巨大损失，如果以各种理由推出不能彻底解决怠速等候问题交通规划方案，努力只宣誓了规划者的坚强和信念，然而改变不了平面交通的先天不足，平面交通该淡出交通史了。如果我们城市交通规划部门规划时，看到在平面交叉口附近发生的无数次交通事故，很淡定的觉得是交警和保险公司的事，看到一个红绿灯堵车半小时，几百万辆车踩着刹车排污染气体的时候，觉得是环保局的事，看到堵车浪费的油耗，觉得石油枯竭是不关当代人的事，又更甚者只看到了交警封道后的畅通，完全看不到现实，只看到了造地铁可以使政府的土地卖上好价钱才建地铁，并非真正考虑民生，那么，就会看不到自然交通规划方案带来的极大经济效益，也不会对它的价值怦然心动，更不会主动解决新方案遇到的任何小困难，甚至会挑一个问题就否定并阻止它的推广。面对新方案带来的巨大经济效益，是时候迎接新挑战，面对希望，任何问题都是用来解决的，那么提的问题越多，解决的问题就越多，方案越加完善。

6结论

自然交通规划方案，为我们的城市交通规划提供了新的方向，优化统一了未来城市的交通布局，有望解决长期困扰着大中城市交通拥堵问题。立体交通替代红绿灯平面交通只是时间问题，红绿灯是阻碍创新的思维框框，大自然从来没有创造过红绿灯，我们思考交通为什么跳不出红绿灯的定势。自然交通规划方案目前是一个具有想象力的构思，它的可行性与效益仍需要大家反复分析、具体计算、建模、多面权衡，在实践中验证并逐步发展完善，让自然交通规划方案带城市交通开启新篇章。明天我们的城市道路上将到处都是智能电车。

谨以此文带大家共同思考城市交通问题，抛砖引玉。

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