一种空间有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统

摘要

本发明提供一种空间有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统。在城区的三维空间中，划分出行车、停车、步行、户外活动等四个互不干扰的独立空间，实现空间结构有序化，停车宽松方便，绿地率超过60%；机动车道路为快速路网，彻底消除交通拥堵、建成机动车、步行、非机动车等三个互不干扰的全天候道路系统，实现人与汽车、人与非机动车的双重人车分离；沿机动车道路上方设置隔音棚，全面隔离机动车噪音；采用设在立交桥上、下层之间的零换乘站点结构，建成整个城区的公交车零换乘系统；可成倍地节约土地、交通燃油、交通投资和出行时间，并杜绝车撞人的交通事故，建成畅通宁静生态的可持续发展城市。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新规划的城市系统，特别是一种空间结构有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统。

背景技术

汽车时代的城市，存在着诸多城市病。现行城市承袭了马车时代的城市空间结构，与汽车交通完全不和谐。交通拥堵、交通噪音、户外活动空间人车混杂、城市生态环境日益恶化，以及由交通拥堵所造成的城市低密度扩散“摊大饼”滥占耕地等诸多城市病，长期得不到解决。早在1933年的《雅典宪章》中就提出了寻找新的街道系统，以解决汽车出现以后城市道路系统不能适应的问题。1977年的《马丘比丘宪章》中又提出了要解决城市大量占用土地资源制约城市发展的问题。但是半个多世纪过去了，这些问题都没有找到解决办法。如今，发达国家中人口占全球三分之一的城市，消耗了全球三分之二的能源，城市可持续发展问题日益突出。目前，对于城市交通拥堵严重、交通能耗与污染日益增加、城市滥占耕地的趋势无法得到遏制等问题，仍在探索之中，尚未找到出路。公开号为CN1447004A的中国专利申请公开了一种绿色生态综合构造，未能将城市建筑物与交通路网统筹规划，很难实现绿化与户外活动空间的一致与双重功能的统一。公开号为CN1552997A的中国专利申请公开了一种十字立体交通设施，该发明未能兼顾步行道路的改善，仍不能解决现有城市系统道路通行能力较低、车流量大时的拥堵问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统，建立一种汽车时代人车和谐共存的、满足下列多目标最优化决策要求的城市系统：解决在汽车达到千人600辆饱和拥有率时，不产生交通拥堵、停车困难和城市低密度扩散的摊大饼现象的问题；使汽车交通噪音得到全面隔离，城市保持宁静环境；不存在步行、非机动车、机动车等三种交通方式的相互干扰，并杜绝汽车撞人的交通事故；城市交通不受风、雨、雪的影响，形成全天候的交通；城市公交全部为快速公交并实现全天候零换乘；城市抗灾、特别是抗风灾、水灾能力有重大改善；为强化城市治安管理创造良好条件；城市绿地率不低于60％，户外活动空间是完全没有汽车出现的、遍布整个城区的、花园式的人性化空间；实现资源的极大节约，城市占用土地、汽车燃油、交通投资、出行时间和出行费用等均节约75％左右。

为了实现本发明的目的，这种空间有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统，其特征在于：在实施所述城市系统的地域范围以内的地面以上三维空间中划分出机动车道路、停车库、慢行道路和无机动车户外活动空间等四个分别只承担机动车行驶、机动车停放、人和非机动车通行、无机动车户外活动等单一功能的独立空间，所述机动车道路不允许人和非机动车通行或穿行，所述停车库为在机动车道路旁建设的地面停车库或设在建筑物中的地面停车库，所述慢行道路设置在机动车道路上方和地面停车库屋顶上，慢行道路可设置为单层或双层，双层慢行道路中的一层可设置为人行道，另一层可设置为非机动车道，实行人、非机动车、机动车三者的通行在空间上的分离。

上述机动车道路为地面机动车道路。

上述机动车道路的路网为快速路网，该快速路网中机动车均可全程快速连续行驶到达每一个街区。

上述实施所述城市系统的地域范围可以是几个街区，也可以是面积不小于3平方公里的地域。

上述机动车道路上方沿机动车道路设置隔音棚或盖板，构成一种噪音全隔离的全天候机动车道路系统。

上述机动车道路交叉路口处设置立交桥，在立交桥上方设置隔音棚或盖板。

上述的立交桥为下穿式的分离式立交桥。

上述机动车道路旁没有建筑物的情况下，沿机动车道路旁设置隔音板或隔音墙。

上述的隔音棚或盖板上布置慢行道路。

上述双层慢行道路中的上层道路的上方设置棚盖，将双层道路的上层和下层均设置为全天候慢行道路。

上述立交桥的下层和上层的机动车道路上设立公交车站点，并在立交桥的下层与上层的机动车道路之间设置人行楼梯或自动扶梯，在立交桥的上层机动车道路与设在该机动车道路上方的全天候慢行道路之间设置人行楼梯或自动扶梯，构成全天候的公交车零换乘站点结构。

上述的城市系统中将除地面机动车道路、地面停车库、地面建筑和其它地面设施所占用的面积之外的地面，设置为绿地花园，并在地面停车库屋顶上、在盖板上布置平台花园，构成大面积连片绿化的一种生态城市系统。

上述的城市系统中绿地花园的周边设置隔离物，将绿地花园与机动车道路及地面停车库进行隔离，并设置通道将绿地花园与慢行道路、平台花园相互连通，构成大面积的无机动车户外活动场所。

本发明文件中名词和术语的定义

实施所述城市系统的地域范围：指规划中所划定的实施本发明的地域，地域的范围可以是几个街区，也可以扩大至整个城区，这个地域范围内包括城市道路及城市道路中设置立交桥的交叉路口。

城市道路的定义：指除街区内道路以外的城市中的机动车道路，即供城市中街区之间通行的机动车道路。在已有技术中，城市道路分为四级(快速路、主干路、次干路、支路)，城市道路的路网是四级道路所组成的路网，路网中的大部分道路不是快速路，大部分路段上的交通流是间断性的。本发明中城市道路不分为四级，城市道路网为快速路网，任何两个街区之间的交通都可以是在交叉路口无需停顿的连续流交通。

慢行道路的定义：人和非机动车通行的道路。

街区的定义：城市道路围合的单元地块。在方格式路网中，每一个方格为一个街区。

分离式立交桥的定义：相互交叉的两条道路之间不设专用匝道相互连通的简单立交桥。

下穿式的分离式立交桥的定义：上层的机动车道路沿原来路面的高度不变，而下层的机动车道路通过坡道从上层机动车道路下面穿过的分离式立交桥。

非机动车的定义：非机动车是指自行车、电动自行车或其它低速轻便的交通工具。

零换乘的定义：在两条公交线路之间换乘时，走行距离很短，或两条公交线路的站点处于同一地理位置(一般也采用同一个站名)，在这两条公交线路的车站之间的换乘称为零距离换乘，简称零换乘。

机动车道路快速路网的定义：机动车均可在机动车道路网中任何两个街区之间实现全程快速连续行驶的路网称为机动车道路快速路网。机动车道路快速路网可以是交叉路口全部设立交桥的路网，也可以是只在经选择的部分交叉路口设立交桥的路网。

全天候交通的定义：是指不受日晒和风、雨、雪影响的交通。

隔音棚和盖板的定义：隔音棚是指沿机动车道路设置在机动车道路上方的由轻质、隔音材料构成的棚盖；盖板是指用于替代隔音棚的钢或混凝土结构的棚盖，其承重能力较强，上面可以布置平台花园等设施。

地面停车库的定义：是指机动车停在地面上的停车库，通常为一层，为多层时其底层在地面上。

本发明的有益效果：实施本发明，由于将行车、停车、步行和户外活动分别放在各自独立的空间中，所以完全排除了相互之间的干扰，这将为彻底解决诸多城市病创造最基本的条件，与现有城市系统相比，有如下优点：

实施本发明，地面机动车道路上完全没有人和非机动车，可以很容易地将机动车道路设置为快速路网，使机动车道路的每条车道的通行能力从600辆/小时提高至1800辆/小时，提高至3倍；同时，由于地面道路全部留给机动车行驶，道路红线范围内不需要设置人行道和非机动车道，所以机动车的车道数量约可增加至1.7倍；综合这两个因素，道路通行能力提高1.7×3≈5倍。计算表明，提高后的通行能力远远大于高峰时段的交通需求，交通拥堵将彻底消除。由于道路通行能力提高5倍，所以由道路通行能力所决定的城市每平方公里土地上汽车容量极限，可从约2000辆提高至约10000辆。当城市汽车拥有率达千人600辆的饱和水平时，城市仍可保持紧凑，不会发生低密度扩散，城市占用的土地只为现行城市系统的四分之一左右。

实施本发明，步行道路中完全没有机动车出现，步行环境得到彻底改善，不需要等待信号灯，不需要绕行，也不必担心被汽车撞伤，可以彻底杜绝车撞人的交通事故。同时，由于慢行道路本身是一个独立的空间，可以很方便地设置为双层道路，将人的通行和非机动车的通行进行分离，使步行更安全，使非机动车行驶更方便。

实施本发明，地面机动车道路上完全没有人和非机动车，只需拿出地面面积的三分之一左右用于停车，即可以满足城市每平方公里土地上汽车保有量10000辆的停车需要，城市停车难问题将彻底得到解决。

实施本发明，由于彻底消除交通拥堵，城市的公交车全部成为快速公交；实施本发明中的公交零换乘站点结构，城市的公交车可实现全面零换乘，公交优先自然得以实现。

实施本发明，机动车道路是一个没有人和非机动车的独立空间，机动车道路旁的建筑物主要是地面停车库，所以能够采用设置隔音棚或盖板的办法将机动车行驶的噪音全面进行隔离，使城市的开敞空间恢复汽车出现前的宁静。

实施本发明，城市的机动车、非机动车和步行等，均为全天候的交通系统，烈日、暴风雨和大雪都不会对交通产生影响。

实施本发明，慢行道路设置在地面停车库屋顶的高度上，所以在出现水灾时，城市交通联络仍可借助于慢行道路和屋顶平台进行，居民的安全问题也不会受到水灾影响，城市抗灾能力有重大改善。

实施本发明，与摊大饼的现行城市系统相比，城市占地面积只为原来的四分之一，可使每平方公里土地上的警力提高至4倍，同时治安管理半径缩小一半，城市治安管理的强度可以得到很大提高。此外，人车的全面分离，也有利于减少治安事件。

实施本发明，机动车道路上方设置的盖板与地面停车库屋顶可以连在一起，形成大面积的无机动车户外活动空间，也可以进行大面积的绿化，与地面绿地花园算在一起，城市的绿地率可以达到60％以上，无机动车户外活动空间可以遍布整个城区，城市的生态环境得到根本性改善。

本发明的城市系统，可以用于部分街区、部分城区或全部城区，可以用于城市新区的建设，也可以用于城市老城区的改造。特别是对于老城区的改造，有重大的现实意义：一是可以避免城市规划中采用只能治标不能治本的措施，避免花巨额投资建设将来可能要拆除的如某些高架路等交通设施；二是可以避免城市在不合理的道路布局下继续建设、形成积重难返的局面；三是可以避免城市按现行系统继续摊大饼、陷入严重不可持续发展的局面。本发明的城市系统，为老城市改造提供了科学的目标模式，可以避免城市改造和发展上的盲目性，使城市建设步入良性循环。

采用本发明的城市系统，在经济上是完全可行的：由于城市占地面积减少为采用现行城市系统时城市占地面积的四分之一左右，所以道路与市政建设投资大体上将以同一比例降低；由于城市紧凑和畅通，以及步行和公交将成为日常出行的主要方式，所以城市汽车燃油消耗将降低为原来的四分之一左右；可少建或不建地铁，节约大量投资和日常费用补贴，城市公交投资将降低为原来的四分之一左右；由于采用地面停车库，与地下停车库相比，每个停车位造价节约三分之一，而且，供人行和平台花园使用的地面停车库的屋顶，也无需额外投资；在城市紧凑化的情况下，本发明中机动车道路上的隔音棚或盖板以及双层慢行道路所需的投资，大约只相当于以上诸项节约总和的四分之一左右。

本发明中采用的建筑结构和道路结构的元素都是最经济、最可靠的，这些结构元素是：地面机动车道路、分离式立交桥、地面停车库、屋顶平台、盖板上布置的人行道与地面花园。采用本发明的城市系统，不但经济可行，而且成熟可靠。

实施本发明的地域范围可以是几个街区，也可以是面积不小于3平方公里的较大范围，本发明的突出特点是适于在整个城区范围内采用，在部分街区或在整个城区形成空间有序化的节地节能畅通宁静生态城市系统。

附图说明

图1节地节能畅通宁静生态城市系统街区断面示意图；

图2机动车道路快速路网实施例示意图；

图3机动车道路快速路网实施例示意图；

图4机动车道路快速路网单元结构实施例示意图；

图5机动车道路快速路网单元结构实施例示意图；

图6一条道路上允许直行通过的平面交叉路口示意图；

图7一条道路上允许直行通过的平面交叉路口示意图；

图8只允许右(沿行驶侧)转弯的平面交叉路口示意图；

图9下穿式的分离式立交桥示意图；

图10人车双重分离道路系统实施例示意图。

图中：1.机动车道路，2.停车库，3.慢行道路，4.平台花园，5.绿地花园，6.机动车道路上方的隔音棚，7.城市道路，8.街区内道路，9.立交桥，10.无街区内道路的街区，11.下穿式的分离式立交桥的上层道路，12.下穿式的分离式立交桥的下层道路，13.棚盖，14.双层慢行道路的上层道路，15.双层慢行道路的下层道路，16.上位公交车站台，17.下位公交车站台，18.下层的楼梯或自动扶梯，19.上层的楼梯或自动扶梯，20.盖板，21.建筑物。

具体实施方式

实施例参见图1，在实施所述城市系统的地域范围以内的地面以上三维空间中划分出机动车道路1、停车库2、慢行道路3和无机动车户外活动空间等四个分别只承担机动车行驶、机动车停放、人与非机动车通行、无机动车户外活动等单一功能的独立空间，所述停车库2为在机动车道路旁建设的地面停车库或设在建筑物中的地面停车库，所述慢行道路3设置在机动车道路上方和地面停车库屋顶上，实行人(含非机动车)与机动车的通行在空间上的全面分离，慢行道路可设置为单层或双层，双层慢行道路中的一层可设置为人行道，另一层可设置为非机动车道，实行人与非机动车的通行在空间上的分离。

在图2所示的实施例中，城市道路7为方格式路网，机动车可以直行通过立交桥9，机动车可以不停顿地右(沿行驶侧)转弯，机动车左转弯时需先直行通过立交桥9，再经过连续右转弯后直行通过立交桥9。

在图3所示的实施例中，街区内道路8相交处设置为环行路，环形路围合的地面为绿地花园5，图中的环形路为圆形，实施中也可以根据审美需要设计成其它形状。

在图4所示的实施例中，为“日”字型的城市道路路网结构单元，图中A为设立交桥的路口，图中B为不设立交桥的路口，在路口B处可采用图6所示的平面交叉路口，实现机动车不停顿地通过路口B。由这种“日”字型路网结构单元所构成的城市机动车道路网，只需在50％的路口设置立交桥(另外50％的路口为平面交叉路口)，就能实现全面的快速交通，可以取消机动车道路的信号灯，实现机动车连续不停顿地行驶。

在图5所示的实施例中，为“田”字型的城市道路路网结构单元，图中A为设立交桥的路口，图中B为不设立交桥的路口，在路口B处可采用图6所示的平面交叉路口，实现机动车不停顿地通过路口B；图中C为不设立交桥的路口，在路口C处可采用图7所示的平面交叉路口，实现机动车不停顿地通过路口C；图中D为不设立交桥的路口，在路口D处可采用图8或图6、图7所示的平面交叉路口，实现机动车不停顿地通过路口D。由这种“田”字型路网结构单元所构成的城市机动车道路网，只需在25％的路口设置立交桥(另外75％的路口为平面交叉路口)，就能实现全面的快速交通，可以取消机动车道路的信号灯，实现机动车连续不停顿地行驶。

图4和图5实施例的机动车快速路网，其优点是只需在部分交叉路口设立交桥，其缺点是路网的机动车通行能力低于图2实施例的机动车快速路网，立交桥路口的数量占全部交叉路口数量的比例越高，路网的通行能力越大。

在图10所示的实施例中，机动车道路交叉路口采用下穿式的分离式立交桥，实现机动车不停顿地通过交叉路口的快速交通。

在图10所示的实施例中，在立交桥的上层机动车道路11中央设上位公交车站台16，在立交桥的下层机动车道路12中央设下位公交车站台17，在上位公交车站台16与下位公交车站台17之间设下层的楼梯或自动扶梯18，在上位公交车站台16与双层慢行道路的上、下层道路14、15之间设上层的楼梯或自动扶梯19，实现公交车零换乘系统。

在图10所示的实施例中，在慢行道路中，将双层慢行道路的上层道路14设置为步行道路，双层慢行道路的下层道路15设置为非机动车道路，实现人与非机动车的通行在空间上的分离。

在图10所示的实施例中，在机动车道路上方设置盖板20，实现机动车交通噪音的隔离，并实现机动车道路的全天候交通。

在图10所示的实施例中，在慢行道路的上层设置棚盖13，实现慢行道路中上层和下层道路均为全天候交通。

在图10所示的实施例中，在地面停车库屋顶上和机动车道路的盖板20上设置慢行道路3，使慢行道路进入每一个街区或其它城市设施，图中慢行道路3可为单层或双层结构。

在图10所示的实施例中，在地面停车库屋顶上和机动车道路上方的盖板20上布置平台花园4，平台花园4与图1中的绿地花园5，共同构成大面积的城市绿地和无机动车户外活动空间。