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行业新闻

中铁城际市政设计院分享城市道路与管网设计方案

本站     2021/11/29 9:45:19    

道路拥堵的主要原因是——“交汇”造成的。道路上有各种交汇:人与车交汇,非机动车与机动车交汇,南北向行驶的车与东西向行驶的车的交汇,等等。为了避免交汇带来的问题,交通灯出现了,并且把城市道路分成了若干段。随着城市规模的扩大,交汇的增多,使道路通行效率急剧下降,这种效率下降,在车辆少时表现为“等交通灯”花费的时间,而在出行高峰就会表现为——拥堵。


要想亲身体验,可以在清晨5、6点钟开车去路上走走,这一时段,道路上车辆最少,可以感受到“等交通灯”是造成通行效率降低的主因。


就像一根麻绳,如果只是打一、两个节,我们可以很容易解开;但打了十个、数十个、百来个节的话,就变成了不好解的“一团乱麻了”。


解决之道


对于一个国家,最重要的是“人”;对于一个人,最重要的是“教育”;社会如果要有一个美好的未来,多数人必须要有“善意”;而“善意”的最初则在“孝道”,教会人们理解并遵循“孝道”是社会美好与否的解决之道。


对于城市日益的纷繁复杂,各种城市病丛生,解决之道在“秩序”;要理清城市的“秩序”,解决之道在“道路”。道路维系着城市的每个角落,道路的“秩序”是城市“秩序”的底线。


解开现有道路的“交汇”问题这个“结”,就可以彻底解决“拥堵”问题。室内、立体道路设计方案正是一个可以使道路“交汇”变为“零”的综合方案。


大道至简。


室内、立体道路设计方案用一句话可以概括为——室内、立体道路。详述如下:


楼宇是城市的主要构成,道路的功能是沟通楼宇;现在的道路方式是——环绕楼宇,室内、立体道路将道路方式改变为——穿透楼宇——就如同串糖葫芦;楼宇就是糖葫芦,道路就是竹签;如果有两根以上竹签要穿过糖葫芦,那么竹签必然要在糖葫芦内部空间错开——这就像是在糖葫芦内部建立了一个竹签的立交桥;这就是室内、立体道路的一种基本模式,解决具体问题时可以由此演变出其他模式、变体。


再细一点看室内、立体道路。初步设想为四层:第四层——有人驾驶层、第三层——无人驾驶层、第二层——非机动车及低速机动车行驶层、地面——人行层。所有层都要预留一条“紧急通道”给“救护”、“救火”、公安等紧急车辆行驶;各层在合理距离间隔处都要有可以相互沟通的道路——这道路仅供“紧急车辆”使用,由交警严密监管,其他车辆只能行驶、停留在各自相应的层上。如共享单车,在物理上被隔绝在“非机动车层”,电动自行车绝对不会在不被交警允许的情况下出现在“机动车层”。在路面上要设有足够监控路面的监视摄像头,用于及时阻止非机动车的违反行为。在楼宇之外的道路第四层之上可以建设便利大众的设施,如公租房、停车场、充电桩、农场、幼儿园、学校、医院、公园、体育设施等。第二层,非机动车层可以在合适位置设立“共享单车停车点”,“电动自行车充电点”等。“人行层”地面一定做到“便利行人出行”。


前述的情况再优化一些,就是把城市道路分成经、纬两部分,每部分各建4层;在经纬交叉处,建5层结构,其中4层是从经线层延伸出来的,另外一层是将纬线层的除人行层(行人的交汇不必“立体”)外的三层摆放在物理隔离开的同一个平面上(同一层,道路宽度最好不变,变化的只是道路的高度,因为道路宽度变化就有可能引起司机情绪波动而造成拥堵或事故)。


室内、立体道路设计方案是一种思维创新,把原来“二维平面”难于解决的问题扩展到“三维立体空间”来解决。楼房本来就是分层,作为立交系统不同层次的路面就节省了造价,利用了立交桥上面的空间。这就像一个造字的过程——“一”和“十”,为了写“土”字,“一”就要放到“十”的下面;为了写“干”字,“一”就要放到“十”的上面。


室内、立体道路这种形态并非“凭空”创造出来的,只是把一些已有的建筑形态的空间位置变化一下,然后解决了许多现存的问题。在技术、安全方面都是成熟的、有先例可循的。比如:深圳市福田火车站就是这样的概念,只是它建在地下,作为现有道路的一个构件节点,而新的道路形态是要把整个城市都建在类似于深圳福田火车站一样的立交系统之上。有了高铁,200、300公里外的另一个城市一个小时就到了,反而在一个城市中的30、60、80公里的路程却要走上一、两个小时,甚至更长的时间;室内、立体道路这种新的道路形态是可以让未来的城市匹配上“未来的高速度”的。


室内、立体道路的造价


见过这方案的人都会提到“造价问题”。室内、立体道路的造价要综合地看。


相对于“地铁”,室内、立体道路造价要在通道相当的情况下,更便宜;就假设地铁和室内、立体道路同时平行穿过一座楼宇;地铁——全部是财政支出,室内、立体道路——在楼宇内的道路建设费用,通过法规规定可以由楼宇开发商支出,政府只要负责制订相关标准及超出楼宇的道路建设费用。而从效益上看,地铁只供地铁行驶,只解决“公共交通”问题;室内、立体道路供除地铁外,所有车辆行驶,可以解决包括“公共交通”在内的大部分交通问题。


相对于“立交桥”、“高速公路”,室内、立体道路利用了它们上空的闲置空间。这些闲置空间可以用来解决“停车难”问题,建停车场也可以收费弥补道路建设支出;建幼儿园解决“入托难”,当然可以收费,而且民众还很乐意缴费;建农地,现代农技完全可以在楼房里种地,而使农地面积倍增,制约“楼房里的农田”发展的就是成本的问题,室内、立体道路上面的建筑被再利用成为农地,“楼房上种地”的成本几乎降为“零”,农作物销售收入也可以弥补道路建设支出;建公租房可以用市场手段——“住房供给量”调控房地产市场,租金还可以弥补道路建设支出;等等。


从过去的经验可知,可人造的物品,其价格趋势必然是下降的,如果有不能下降价格的,一定是加进了人为因素,如贪腐、对安全考虑等。只要不贪污,不犯错,室内、立体道路的造价应该不是问题。


室内、立体道路由于在设计之初就考虑到尽量利用所有“闲置资源”,努力做到“收支平衡”,本身就是可持续发展的,所以可以推广到包括不发达国家在内的全世界,让全人类以后都不必再受交通拥堵之苦、伤亡之痛。


室内、立体道路设计方案的验证


大胆假设,小心求证。


如果一个问题的答案同时可以意外地解决一些新的问题,那么这个答案也许就是个最优的答案。


室内、立体道路设计方案基本模式是否可行?答案是肯定的——“是可行的”。首先,现实中“立交桥”和“高速公路”都可以解决“交汇”问题是不争的事实,室内、立体道路设计方案,就是把“立交桥”、“高速公路”的概念扩充到整个城市范围——把楼宇串在“高速公路”上,把“立交桥”建在楼宇里面,充分利用空间;其次,“穿透楼宇”与“环绕楼宇”的道路模式一样,都可以起到“沟通楼宇”的功能,但“穿透”显然更简洁;而把“立交桥”、“高速公路”密闭起来,就成为了现在的“城市地铁”系统。“地铁”能建,室内、立体道路自然也可以建。室内、立体道路给所有车辆提供了如地铁一般的专用道路,使一般车辆都可以有地铁一样的通行特征——安全、快捷、准时;从而提高了城市整体的效率,也提高了所在城市人的个人生产力。


所以室内、立体道路设计方案可行。


室内、立体道路设计方案是否可以解决现有道路问题呢?举例验证如下:


1、交通拥堵问题


造成原因:是道路上各种交汇的复杂表现,如人与车的交汇,车与车的交汇等。


室内、立体交通扩展了立体空间,人与车,不同方向行驶的车与车在不同的层次通行,这样用来解决“交汇问题”的交通灯就可以下岗了,因为无数的交通灯人为制造的“出行高峰期非交通事故拥堵”就不会有了,向一个方向行驶的车辆在到达目的地前都可以以道路允许的最高时速行驶,提高了通行效率,从而使单一车辆在道路上滞留的时间最短。拥堵问题就可以解决了。


这就像一条麻线,只要不交叉,不论怎么摆弄,它也不会成为“一团乱麻”的。


2、行人交通伤亡事故


造成原因:人、车交汇。


立体交通人、车分层通行再也不会交汇,所以自汽车发明以来,人类第一次可以做到行人交通伤亡数为“0”。


同时也解决了行人各种通行不便的问题。本来人就不如机械,但现在的交通系统却是让有能力的机械少走,而相对弱势的人多走——又是翻山(爬天桥)、又是下海(过地下通道)的。走个平路,由于马路的宽度越来越大,要等几次红绿灯才能过去。这加大了行人通行的成本,增加了人们违反交通法规以降低通行成本的机率,法规不能严格执行,严肃性一旦被破坏,如何能让人们信服法治呢?事虽小,但其影响却十分深远。


在人、车不交汇的情况下,许多社会活动的效率都可以提高。如“快递小哥”送餐不用再担心出车祸、闯红灯、误时间了。无人驾驶车辆也可以不用担心会因撞人事件而被公众质疑,因为人、车分离,从根本上保证了车再也不会撞到人了。这样无人驾驶技术可以更快,更好地造福人类社会。


3、紧急车辆因交通拥堵而造成人员伤亡、财产损失


造成原因:交通拥堵


2018年7月3号,东方卫视的《看东方》早上7点52分,报道了一起因为道路被堵住致使救护车不能及时救人的新闻。“室内、立体道路”由于扩展了空间,所以可以建成一条专用通道给救护、救火、抢险、危险品运输等车辆行驶。这样畅通的应急、救援通道再也不会成为挽救生命的“拦路虎”。


4、汽车尾气造成的环境污染


造成原因:汽车驱动能源、开放路面不好收集尾气


室内、立体交通制造了一个封闭空间,可以收集汽车尾气,使人类第一次做到,对大气“0”增量排放污染。“减排”只是降低排放速度,但总量还是在增加。要可持续发展,就要停止增量,为了饿的瘦骨嶙峋的北极熊、为了年年都不得不面对的极端气候不再发生,我们甚至应该想法减少现存大气污染的总量。当室内、立体交通遍布城市的每个角落时,人们即使开窗,也不需要担心室内落有厚厚的灰尘,打扫卫生的间隔也可以是一个月、一个季度、甚至是一年了。城市里的人们以后也可以和农村一样享受到清新的空气了。


人是由一个细胞分裂生成的,人体的水份含量与地球海洋面积的分布百分比相似,地球孕育了各种生物,也包括我们每个人,我们不应该对大自然怀有敬畏之心吗?如果我们的存在,对地球来说,就相当于癌细胞,那我们应该选择做一个温和的癌细胞,甚至是聪明的癌细胞,和宿主共存,而不是自己疯狂发展到加速宿主灭亡,也使自己灭亡。室内、立体交通就是要给全世界人类做出一个榜样——越有能力,越要克制,越要把能力用在造福所有物种的方面,保卫地球——我们共同的母亲,使她成为百毒不侵的“超人”!


另外,通过道路通风系统还可以缓解,甚至根除城市雾霾天。在自然条件不好的情况下,人工主动疏导城市里的空气。这是科技应用来造福人类的典型应用。


其实,由于没有了各种的“交汇”,行驶中停车少了,车辆的油耗也减少了。


看的更远一点,对于封闭系统的污染处理的管理经验,更可以使人类在应对极端自然灾害时,乃至于星际旅行时不至于措手不及。


5、停车难


造成原因:城市的空间有限


2018年7月3日,《看东方》在十分钟内就报道了两条与交通有关的新闻。在8点8分,报道了一起因停车难而引起的案件。可见交通问题在我们生活中占的位置是多么重要。


室内、立体交通是类似房屋的结构,所以道路之上的空间可以扩展成各种功能的建筑,如公租房、学校、体育场馆、公园、由政府拥有产权租赁给社会经营的可灵活变更用途的房产,甚至是农田等。


这样,道路建设不再成为市政的重大财政负担。通过功能建筑的租赁可以部分、或全部的解决道路建设的资金问题。这为不发达国家建设这种道路创造了可能性。


有了道路上的这片空间,给车辆合理停放创造了条件,可以完全解决停车难的问题。同时还可以建立充电桩、站,解决充电车的难题。其实要是把动力电池做成可回收、方便更换;这样人类可以不用再大量开采矿产,而电动车就像加油一样,仅用几分钟更换电池就可以续航了。这样加油站的人员,以后都可以转业从事电池更换,也算是减少失业了。


6、共享单车乱象


造成原因:差距——设计者的设想与社会现实的差距


给共享单车、自行车、电动自行车、电动滑板车等专门建一层用以通行、停放,进行一定的监管,电动自行车的无法无天、共享单车的乱象就会随着合理监管、人们素质的提高而减少、消失。这一定的监管措施,甚至可以给将来的无人物流创造条件。


共享单车所要吸取的其中一个教训是——一定要安排好,由于社会变革而受影响的人群,不要让他们中的一部分人成为反社会的一群,要积极主动引导他们参与到社会变革的进程中去,这样变革成功的几率才能最大。比如,让修车的人维护共享单车,让被迫不停搬乱停放的共享单车的保安负责摆好车辆而给予报酬等。


人总是同时存在“动物性”和“人性”的,“动物性”是构成人的物质基础,目前我们不应该天真地觉得所有人都会放弃“动物性”,而只讲“人性”;也许我们现在只能做到把各种事物设计成——让人们少用或不用“动物性”去判断、行事,这样的设计的事情越来越多的几代、甚至十几代、几十代人之后,人们习惯了以“人性”去判断。那时共享单车就会像设计者们最初设想的那样了!而室内、立体交通正是要达到这个美好的目的。


7、恶略天气道路不能通行


造成原因:露天、开放式,不能控制路面情况


2018年7、8月间,中央电视台报道了中国多地发生水淹道路的新闻。室内、立体道路可以全天候通车。不会水淹,不会因冰雪路滑、不怕刮风、打雷。因为室内,路面可控。这种封闭空间的管理经验,可以为人类未来的星际旅行提供经验。而随着地球气候的变化,在极端环境下,人类也可以生存,也能正常进行各种社会活动,将会是未来一个国家的最大吸引力和最强的竞争力。


8、创造了一个对社会影响广泛、深远的新平台


室内、立体道路拥有房地产的特性,可以在社会需要的情况下带动相关产业发展。而产权是国有,国家可以通过道路上层的可灵活改变用途的建筑,调节住宅、商业楼宇的市场。


室内、立体道路还可使汽车工业大发展。“拥堵”、“污染”、“停车难”,这些制约汽车上路的社会问题解决了,汽车的人均拥有量可以大大提升。由于人车分离,无人驾驶可以在中国安全、全面、快速的市场化,从而使中国车企在这一领域有更多话语权。而电动车充电桩相关的难题,也可以在道路上层的停车场中建设,而得以解决。无人驾驶、电动车、共享单车、室内、立体交通道路如果可以很好地结合,那将是中国对世界人民的一大贡献。一年挽救125万人的生命——救人一命,胜造七级浮屠,那将是多大的功德呀!


室内、立体道路提高了人们“出行”的效率,从而提升了整体社会生产率,使社会财富更快地流转,整体社会财富也必然增加。


室内、立体道路必然催生一批新产品、新业态。如视频产品、导航产品、玻璃产品、污染治理产品、传感器,可以替代钢材、混凝土的可循环再利用的新材料,大功率长寿命电机,各类监控,应用于施工、紧急情况时,使道路依然可以正常通行的新工程机械(使“给你带来不便,请谅解”不再成为路人的无奈),等等。


道路上层的功能建筑,可以解决一部分甚至全部的道路建设费用,从而减少政府支出,这样民众可以少交税,而可支配收入增加。


功能建筑可以解决许多社会问题。用于公租房,可以解决住房问题,让商业投资的地产与住房的刚需脱钩,使问题简单化。让“上帝的归上帝,凯撒的归凯撒”。用于学校建设,可以解决就学难问题,幼儿入托难问题。用于停车位,根治了乱停放。用于现代农业,可以解决农田不足问题,城市食品问题,等等。


可能的实施方案


对于新建楼宇的情况:


新建楼宇,可以通过规定建筑相关法规,要求新建楼宇下部几层为符合室内、立体道路要求的道路层,由楼宇开发商出资建设,市政监管、验收。市政只要建设连接楼宇的道路。对于连接楼宇的道路,上部有较大的公共空间的情况,可以规划成相应的功能建筑,以解决附近相关社会问题及补贴道路建设费用。


对于旧道路改造:


旧道路改造,主要是把二维的道路改建为三维立体道路,利用道路上层的空间建立功能建筑,以解决相关社会问题及补贴道路建设费用。这种改造,可以用PPP模式。


相对于像深圳一样道路在大多数时候比较畅通的城市,可以先针对急切问题,对道路做一些小的改动。


1、 拥堵问题:可以通过交警、各种地图公司,汇总大数据找出繁忙时间易拥堵路段,分析原因——其中一种可能是——某条小路车多、路窄,然后影响到大路车辆停滞;这种情况,可以在主干道和小路之间建一个缓冲带,让要进入小路的车辆先进入缓冲带,以此使主干道上的车辆停滞现象减少,而畅通道路;这类缓冲带可以是迂回的高架道路、或停车场似的建筑、还可以是一个建在迂回道路上的空中花园;总之多重利用空间、人力、物力、财力。


2、 因停车难造成的问题:以在旧道路上建多层停车场的方式缓解,当然要兼顾外观美观,不扰民。本人才疏学浅,暂时不能更具体地想出办法,但中国已经有十几年大量培养艺术类文科生的历史,应该给他们一些激励——如各个政府级别的设计比赛——建筑设计、外墙设计、内部装饰设计、等等;这样国家投入建筑的钱,不会只是直接带动建筑业,而是可以更多地带动包括建筑业在内的更多行业,更多工种的人员,使财富更分散,使拉动社会的效用更广泛,而减小“大量投入”的后遗症对社会的影响。还是那句话——多重利用空间、人力、物力、财力。


3、 利用道路上空间:像深圳这样,许多地方有八、十车道宽的马路,这些空间都可以利用来建设国家拥有产权的房地产项目。对此有几点说明如下:


a、市场经济似乎不喜欢——积累——不论是正的积累(盈利)、或是负的积累(亏损)。但经济必然会波动。所以,国有产权保证了国家层面可以较容易再利用土地(资源),促进社会再发展,而不用社会流血——这是最低的社会底线吧。


b、这些建筑要建成可易于改变功能的,因为经济是波动的,好的时候商业用途就会很紧俏;但经济差的时候,可以把闲置的空间用于农业,这是保社会的底线,人总是要吃的。也同时保证了,道路建设的债务不会完全“还不上”。如果没有办法避免灾难,至少让损失少一点。这样其实还是为未来的城市交通留出增长空间,在需要的时候,可以恢复成道路,增加运力。


c、气候变化多是物理变化。在深圳图书馆西边,鹏程二路和福中路交汇附近的一段路,在炎热的夏天时,这段路却总是有风,而十分凉爽。这说明,人造建筑规划好了,可以改变环境。规划局应该在这些方面加大力度呀。


d、道路的封闭问题:马路两侧可以用玻璃;照明除了灯之外还可以用光导纤维(清华大学曾经研究、利用过);车辆从露天进入室内车道处,可以用强力鼓风机,以风隔断室内污染物外溢的途径;内部要有排水、保温、通风、净化吸收污染系统;无人车道可以有电子广告系统,甚至利用VR、AR进行导航、游戏、学习等创新,使无人驾驶能更快地创造出新的商业模式,为汽车、电子、游戏、在线教育、操作系统等开辟一块“蓝海”,在“无人驾驶”和它衍生出的新商业模式的互相促进下,创造出世界经济新的高潮。当“无人驾驶”撞行人的几率为“零”,而“无人驾驶”的个人体验足够好时,社会的公交系统就可以同时满足“出行便利、统一规划”且“舒适”——这种对现有公交系统来说是“鱼与熊掌,不可兼得”的情况。


e、规划好一切管网,使它们沿着道路同步布线,建成一个清晰可查的城市管网,避免管网的糊涂帐越积越多,遗祸后世。这也符合,国家当前提出的“补短板”的政策。


可以首先实施的地区:


2018年8月29日,深圳地区近几天一直处在大雨之中,疾驰的汽车常会溅起大量水花喷向路人,路人只能任由大水拍打自己,因为他们头上还下着雨,周围都湿滑。这是城市的通病,“室内、立体道路”系统是建在立交桥上的,所以天然地不怕水淹。所以,可以先在怕水淹的地方实施。


比如那些用于保障重点城市的“排洪区”。把“排洪区”城市整体建在立交桥上,至少可以使人们的房屋不会被淹,减少损失和缩短灾害恢复时间。依托“室内、立体道路”,建立有序的管网,而道路地下的部分也可以建设成由管网连接的多个蓄水池,蓄水量可以是上一年城市整体用水量的3倍,每个蓄水池都应该考虑到“人”万一坠落要有可以被轻易救起的方案,(在学校中教育学生自救的方法,)以及蓄水池的卫生、防疫问题,当然还有调度问题、温度问题、甚至是利用蓄水来蓄能、蓄热、蓄冷问题。


其实,今天与道路有关的许多问题都可以在规划的阶段就解决或缓解,而本文的想法只是“愚者百思”的结果。所以规划十分重要、应该被重点重视。


想法也许经不起推敲,但是为解决“道路”问题迈出的第一步。如果可以引起社会的关注、讨论,而达到“抛砖引玉”的效果那就更好。如果没有重大的错误,笔者将努力推进这种道路的建成!


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