一种新型道路疏导交通指示装置的设计与分析

马明迪 初 岩 张振辉 薛轶 敖泽钊

(青岛理工大学，机械与汽车工程学院，山东 青岛 266520)

1 研究背景

中国是一个交通大国，十九大报告明确提出要建设“交通强国”，这意味着在新时代，我们将开启建设交通强国新征程。但是在交通强国建设中，我们同样面临着诸多困难。我国虽土地辽阔但人口众多，保障出行安全和提高出行效率是交通行业所应关注的重点。这个问题引起了人们的注意，并且国内外学者在相关方面都做出了一定的研究。

宋正立从管理理念、政策改革、交通设施、交通意识层面分析提出了针对上海市完备的城市交通管理机制[1];王勇建立道路可变车道数的计算模型，可变车道设置方案设计优劣的评价模型等，提出一种考虑潮汐交通拥堵扩散范围内所有主要道路，以路网高峰小时总延误最小为目标的网络内可变车道设置方案设计方法[2];石茂清结合我国道路交通安全设施技术进步和发展，分别对我国的道路交通标志、标线、护栏、隔离设施、防眩设施、视线诱导设施的建设方向进行研究，提出了如震荡标线、波形梁护栏、突起路标等设施的设计方法[3]。

但目前针对交通设施设计改进层面的研究不足，对交通设施设计进行创新能在短时间内以低成本的方式解决现存问题。作为交通设施系统的重要组成部分，交通指示装置是保证道路交通安全、顺畅的重要措施。交通标志有多种类型，可用各种方式区分为：主要标志和辅助标志；可动式标志和固定式标志；照明标志、发光标志和反光标志；以及反映行车环境变化的可变信息标志。现有的交通指示装置均为铁质外壳，长时间在户外使用时，因局部堆积雨水发生锈蚀，影响使用寿命。

但广大创新创造人士并没有努力去成功地解决上述问题。所以本研究提出并设计了一种便于疏导道路的交通指示装置，涉及道路疏导装置技术领域。

2 研究内容

2.1 整体设计

该装置包括箱体和箭头安装座，箱体的正面自上而下设有喇叭和固定座；固定座的中间设有一通孔；箭头安装座一端面的中间位置设有立柱；立柱穿过固定座的中间设有一通孔，并在立柱的末端安装有圆盘；立柱的外侧套接有弹簧；箭头安装座的正面安装有指示箭头；箱体的正面对称分布有导流棱；导流棱的末端延伸至箱体相对两侧边上设有的导流槽上；箱体底部竖直安装的支撑杆固定在底座上。本装置通过箱体顶部设有的倒角结构，解决了雨水滞留在箱体顶部的问题，避免箱体的锈蚀；另外在箱体的正面设有导流棱，加快箱体上雨水的排出。另外，装置安装的喇叭用于播放提示语音，帮助疏导道路，在指示箭头上安装有LED灯体，有助于在光线条件较暗的情况下，提醒车辆或行人。

装置整体设计结构示意图如图1所示。

1-箱体；2-喇叭；3-导流棱；4-指示箭头；5-箭头安装座；6-导流槽；7-支撑杆；8-底座图1 整体设计结构示意图

2.2 装置局部设计

本装置包括箱体和箭头安装座。箱体的正面自上而下设有喇叭和固定座，固定座的中间设有一通孔；箱体的正面对称分布有导流棱；导流棱的末端延伸至箱体相对两侧边上设有的导流槽上；箱体底部竖直安装的支撑杆固定在底座上。其中，箱体的顶部设有倒角结构，解决了雨水滞留在箱体顶部的问题，避免箱体的锈蚀；另外在箱体的正面设有导流棱，加快箱体上雨水的排出。箱体局部结构如图2所示：

1-箱体；2-喇叭；3-导流棱； 6-导流槽；9-固定座图2 箱体结构示意图

箭头安装座一端面的中间位置设有立柱；立柱穿过固定座的中间设有一通孔，并在立柱的末端安装有圆盘；立柱的外侧套接有弹簧；箭头安装座的正面安装有指示箭头；其中，指示箭头的正面安装有LED灯体，有助于在光线条件较暗的情况下，提醒车辆或行人。其中，箭头安装座上对称设有的两定位块与固定座上对称设有的槽孔配合安装，用于固定指示箭头的位置。其中，箭头安装座的转动角度在0-360°的范围。箭头安装座具体结构如图3及图4所示：

图3 箭头安装座结构示意图

4-指示箭头；5-箭头安装座；501-定位块；502-立柱；503-圆盘； 9-固定座；10-弹簧图4 箭头安装座和固定座剖面结构示意图

3 可行性分析

传统交通指示装置均为铁质外壳，长时间在户外使用时，会因局部堆积雨水发生锈蚀，影响使用寿命。

根据系统设计的装置可以有效解决雨水滞留导致的箱体锈蚀问题，装置安装的喇叭用于播放提示语音，帮助疏导道路。单颗LED体积小，配光性能好，光线的利用率很高；LED光常规可以变化成白色、暖白色、黄色或其他各种颜色，而高压钠灯只能显黄色光，LED灯显色性好，可更清晰看清路面、车辆和行人，比高压钠灯驾驶的安全性更高，感官上更舒适，能够使得交通顺畅，也能减少事故的发生频率[4]；LED寿命较长能维持5～10万h[5]。因此在指示箭头上安装LED灯体，有助于在光线条件较暗的情况下，提醒车辆或行人，提高装置在不同应用场景下的适用性。本装置成本低，技术层面上易实现，可通过现有装置的改进起到良好的交通疏导效果并有效保障人们的出行安全。

4 结束语

本研究提出并设计的装置可直接应用在各级公路。通过结构设计，在交通疏导装置基础层面提高装置使用年限并通过附加设计实现语音播报、灯光指示等功能，确保道路疏导效率提高人们出行的安全性，发挥最大的社会经济效益。通过本设计系统原理的推广可应用于铁路等交通运输方式，有良好的应用前景。