交通運輸概論-第一講.ppt

1、第一講 交通運輸系統(tǒng)概述交通運輸?shù)母拍钆c特點交通運輸發(fā)展史系統(tǒng)的概念交通運輸系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用現(xiàn)代化交通運輸?shù)奶卣?一、交通運輸?shù)母拍钆c特點運輸?shù)母拍钷o海對運輸?shù)慕忉專喝撕臀锏妮d運和輸送。運輸是一定范圍內(nèi)的人和物的空間位移。2一、交通運輸?shù)母拍钆c特點運輸?shù)母拍?運輸是指物品借助于運力在空間上所發(fā)生的位置移動。具體地講，運輸就是通過各種運輸手段使貨物在物流節(jié)點之間的流動，以改變“物”的空 間位置為目的的活動，其中包括集貨、分配、搬運、中轉(zhuǎn)、裝入、卸下、分散等一系列操作。雖然運輸過程不產(chǎn)生新的物質(zhì)產(chǎn)品，但它可實現(xiàn)物流的空間效用。運輸?shù)奶攸c 運輸不生產(chǎn)有形的產(chǎn)品 運輸對自然條件的依賴性很大 運輸

2、是具有一定的壟斷性的資本密集型產(chǎn)業(yè) 運輸是物流的主要要素之一 運輸可以創(chuàng)造“場所效應(yīng)” 運輸是“第三個利潤源”的主要源3一、交通運輸?shù)母拍钆c特點交通的概念 交通是運輸工具在運輸網(wǎng)絡(luò)上的流動。交通與運輸:交通強調(diào)的是運輸工具在運輸網(wǎng)絡(luò)上的流動運輸強調(diào)的是運輸工具上載運人員與物資的多少，位移的距離，不強調(diào)使用何種交通工具和運輸方式。交通量、運輸量交通是手段，運輸是目的4一、交通運輸?shù)母拍钆c特點交通運輸?shù)奶攸c 交通運輸業(yè)不能生產(chǎn)出任何新的物質(zhì)產(chǎn)品交通運輸業(yè)的生產(chǎn)是在流通過程中完成的交通運輸業(yè)的勞動對象十分龐雜，所有權(quán)不屬于加工部門交通運輸業(yè)的產(chǎn)品不能儲存，能力不能調(diào)撥屬于服務(wù)行業(yè)生產(chǎn)點多，線長 5一

3、、交通運輸?shù)母拍钆c特點交通運輸方式的分類： 公路運輸 鐵路運輸 水路運輸 航空運輸 管道運輸6一、交通運輸?shù)母拍钆c特點交通運輸系統(tǒng) 各種運輸方式在社會化的運輸范圍內(nèi)和統(tǒng)一的運輸過程中，按其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點，組成分工協(xié)作，有機結(jié)合、連接貫通、布局合理的交通運輸綜合體。 7二、交通運輸發(fā)展史交通運輸系統(tǒng)發(fā)展4個階段：水運階段鐵路運輸階段公路綜合運輸系統(tǒng)公路、航空和管道運輸8二、交通運輸發(fā)展史1水運階段特點：優(yōu)點：載量大、耗能少、投資省，以及勞動生產(chǎn)率高缺點：周轉(zhuǎn)速度慢，受自然條件影響較大。9二、交通運輸發(fā)展史2鐵路運輸階段1825年：英國修建了斯托克頓至達(dá)靈頓世界第一條客貨運輸鐵路，標(biāo)志著運輸業(yè)進(jìn)入

4、以鐵路為主導(dǎo)的新階段。上世紀(jì)20年代，全世界鐵路總里程達(dá)到127萬km，其中美國40.8萬km。特點：優(yōu)點：運量大、運輸速度快、受自然條件制約小、運輸成本較低等缺點：投資大，爬坡能力差等10二、交通運輸發(fā)展史3公路、航空和管道運輸階段 公路：上世紀(jì)30年代至50年代公路運輸迅速發(fā)展，成為主導(dǎo)運輸方式。特點：優(yōu)點：機動靈活、深入性和方便性好、能實現(xiàn)門到門直達(dá)運輸、避免中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)、減少貨損貨差、運輸周轉(zhuǎn)速度快等缺點：單位運輸成本較高、運行的持續(xù)性較差、交通事故率比其它運輸方式高、耗油量大、噪音、廢氣污染嚴(yán)重、客運的舒適性較差等。11二、交通運輸發(fā)展史到了50年代以后，航空運輸和管道運輸相繼得到較大發(fā)

5、展。航空運輸特點： 優(yōu)點：運輸速度快，機動性大；建設(shè)周期短，投資省，回收快，占地少，乘坐舒適 ； 安全。 缺點：航空運輸?shù)某杀竞瓦\價較高；在一定程度上受氣候條件的限制，從而影響準(zhǔn)時性；運營技術(shù)和設(shè)備要求復(fù)雜。運輸管道特點： 優(yōu)點：運輸運量大、占地少，受氣候條件的制約小，運輸?shù)倪B續(xù)性好，整體性高， 便于自動控制，耗能省，運費低，沿程無噪音，漏失污染少，安全性好 缺點：管道運輸?shù)倪m運對象單一，運輸?shù)臋C動性差，當(dāng)輸送量降低較大，并超出合理的運營范圍時，運輸成本明顯上升，故管道運輸僅適用于單向、定點、量大的特定貨物運輸。12二、交通運輸發(fā)展史4綜合運輸系統(tǒng)階段 綜合考慮環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，通過科

6、學(xué)規(guī)劃，合理地進(jìn)行水運、鐵路、公路、航空和管道運輸之間的分工，充分發(fā)揮各種運輸方式的優(yōu)勢，建立綜合運輸系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)工業(yè)革命后工業(yè)化社會后工業(yè)化社會公路、航空管道運輸鐵路運輸自然力為動力綜合運輸13二、交通運輸發(fā)展史 最早的道路：公元前3000年 運輸建造金字塔的材料而修建的大道公元前2000年 修建了巴比倫街道和歐洲琥珀道路公元前500年 修建的用以連接?xùn)|西方通商用的絲綢之路公元前700年至公元前300年 修建了通往神殿的道路在古代道路中羅馬帝國道路 羅馬帝國為其統(tǒng)治而修建的。1892年 發(fā)明了用汽油的汽車，標(biāo)志著道路交通運輸進(jìn)入了以汽車為運輸工具的公路運輸階段。14二、交通運輸發(fā)展史公路交

7、通運輸發(fā)展過程：初期（1892年1920年） 汽車不僅故障多，性能也差，汽車擁有量也少；公路由原來的馬車路改建而成的，技術(shù)等級低，也未形成網(wǎng)絡(luò)中期（1921年1945年） 車輛性能提高，降低了運輸費，加快了運行速度，汽車擁有量大增（已超過6000萬輛）。現(xiàn)代的瀝青路面、混凝土路面的開始。陸地長途運輸仍舊由鐵路承擔(dān)，公路運輸主要是起與鐵路聯(lián)運的作用。近期（1946年） 以大力建設(shè)高速公路和發(fā)展長途運輸為主要特征。至1984年，全世界已有55個國家和地區(qū)（不包括前蘇聯(lián)）擁有高速公路，總里程在13.5萬km以上。高速公路承擔(dān)著城市間的長途運輸任務(wù)，在一定程度上替代了鐵路的長途運輸功能。 15二、交通

8、運輸發(fā)展史我國公路交通運輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀3個階段：1）發(fā)展初期(本世紀(jì)初至40年代末) 1901年 進(jìn)口第一輛汽車 1903年 修建廣西鎮(zhèn)南至龍州第一條公路 1950年，汽車擁有量5.01萬輛，通車公路里程8.09萬km（分別只占世界總量的0.05%和0.8%）2）低速增長期(50年代初至80年代末) 1990年底，全國公路里程已達(dá)102萬km，90的鄉(xiāng)和23的村鎮(zhèn)通了公路，民用汽車擁有量550萬輛，公路客運周轉(zhuǎn)量2662億人km，貨運周轉(zhuǎn)量3375億噸km。3）快速增長期(90年代以后) 1988年10月31日 上海嘉定18.5km的高速公路建成通車（標(biāo)志著我國公路建設(shè)已跨入新的歷史階

9、段） 16二、交通運輸發(fā)展史 2007年底，全國公路總里程達(dá)357萬km，其中高速公路達(dá)5.3萬km，全國公路密度達(dá)到1.77公里百平方公里，除喜馬拉雅山東段的墨脫縣沒有通公路外，全國全部縣通公路、99.3的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和91.8的行政村實現(xiàn)了通公路。 17二、交通運輸發(fā)展史現(xiàn)狀存在不足1）公路網(wǎng)的數(shù)量不足 公路網(wǎng)密度僅為0.1km/km2，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家0.84 km/km2 (1995年)的平均水平2）公路網(wǎng)的質(zhì)量差 2001年底，等級公路里程占總里程的78.7。高速公路占1.11%。絕大部分為簡易黑色路面或碎石路，其中60以上已超過使用期限，有待修復(fù)3）公路網(wǎng)布局不合理 原有公路建設(shè)缺少整體

10、規(guī)劃和優(yōu)化，公路網(wǎng)密度分布不均4）公路抵御自然災(zāi)害的能力低 沒有很好解決防自然災(zāi)害的問題，各種路毀現(xiàn)象頻繁發(fā)生 5）汽車噸位構(gòu)成不合理 缺重少輕，中型車比重明顯過大。近期目標(biāo)是重型產(chǎn)量將占15%，輕型車占50%，中型車占35%）運輸組織形式和管理技術(shù)落后 社會車輛過多，占全國民用汽車的90%以上，車輛保養(yǎng)條件差，經(jīng)營管理水平低，車輛使用效率低，運輸成本高，造成極大的運力浪費18二、交通運輸發(fā)展史運輸?shù)陌l(fā)展趨勢1） 專業(yè)化 體現(xiàn)在兩個方面：一是運輸工具專用化；二是運輸企業(yè)專業(yè)化2）高速化 高速化的兩大條件：高速公路；性能優(yōu)良的汽車 高速公路目前在發(fā)展中兩個重要特征：第一是城市高速公路發(fā)展異常迅速

11、；第二是國際高速公路網(wǎng)正在逐步形成3）大型化 大型化是規(guī)模經(jīng)濟(jì)在運輸業(yè)的具體體現(xiàn)，表現(xiàn)在公路運輸企業(yè)的大型化和運輸車輛的大型化4）環(huán)?；?兩個趨勢性的認(rèn)識：一是環(huán)保型交通工具，二是在新建和擴(kuò)建工程中注意環(huán)境保護(hù)工程（德國的環(huán)境保護(hù)工程投資費用占總投資額的5.20，日本重視山地道路邊坡的綠化，減少土壤侵蝕現(xiàn)象）。19二、交通運輸發(fā)展史5）智能化 智能汽車：依靠儀表、運輸工具的操縱變得越來越輕便、遠(yuǎn)距離之外通過自動控制臺操縱、自動巡航系統(tǒng)指示最佳的行車路線。 智能公路：一種環(huán)狀通電線圈構(gòu)成的監(jiān)測器設(shè)在高速公路的兩旁，每當(dāng)汽車通過時，它即把信息輸入中心電腦。6）系統(tǒng)化 智能運輸系統(tǒng)（ITS）：按照系

12、統(tǒng)原則，將先進(jìn)的信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動控制理論、運籌學(xué)、人工智能等有效地綜合應(yīng)用于運輸、服務(wù)控制和車輛制造，加強了車輛、道路、使用者三者之間的聯(lián)系，從而形成一種實時、準(zhǔn)確、高效的綜合運輸系統(tǒng)，系統(tǒng)化是公路交通運輸業(yè)重要發(fā)展趨勢。20三、系統(tǒng)的概念1系統(tǒng)的基本特征與定義例1. 生態(tài)系統(tǒng)組成 非生物的物質(zhì)和能量 陽光、水、空氣、溶解在水中的養(yǎng)料、沉積在水底的有機物和無機鹽等。 生產(chǎn)者 硅藻、柵藻、團(tuán)藻等大量藻類植物，香蒲、蓮、浮萍等綠色植物，它們的光合作用把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，把無機物轉(zhuǎn)變成有機物，為生物體直接或間接地提供營養(yǎng)物質(zhì)。 消費者 水蚤、水生昆蟲

13、、魚類等動物靠吃現(xiàn)成的有機物，依賴于綠色植物。 分解者 肉眼看不見的細(xì)菌和真菌等，分解動植物的遺體、遺物、殘留物所含的有機物，歸還自然以利循環(huán)利用。21三、系統(tǒng)的概念22三、系統(tǒng)的概念交通運輸系統(tǒng)水路運輸系統(tǒng)公路運輸系統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)航空運輸系統(tǒng)綜合運輸系統(tǒng)管道運輸系統(tǒng)23三、系統(tǒng)的概念公路交通運輸系統(tǒng)汽 車公 路配套設(shè)施人客 車普通公路等外公路管理控制設(shè)施駕乘人員維修人員管理人員汽車專用公路服務(wù)設(shè)施貨 車24三、系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的具有一定功能的有機整體。 系統(tǒng)基本特征： （1）集合性系統(tǒng)是由若干個（起碼兩個）相互區(qū)別的元素（單元或子系統(tǒng)）所組成。 （

14、2）相關(guān)性組成系統(tǒng)的各元素是相互作用、相互依存和相互制約。 （3）目的性人工系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)都具有一定的目的性，否則，也就失去了這個系統(tǒng)存在的價值和意義。 (4) 環(huán)境適應(yīng)性任何一個系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境（更大的系統(tǒng)）之中，環(huán)境的變化對系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。25三、系統(tǒng)的概念2系統(tǒng)分類 (1) 自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng) 從系統(tǒng)的起源分為自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng) (2)實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng) 從形成系統(tǒng)的元素是有形的還是無形分為實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng) (3)靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng) 從系統(tǒng)狀態(tài)和時間關(guān)系來分為靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng) (4)封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng) 從系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分為封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)26生物圈二號:是一個巨大的封閉

15、的生態(tài)系統(tǒng)，位于美國亞利桑拿州，大約有兩個足球場大小。這個封閉生態(tài)系統(tǒng)盡可能模擬自然的生態(tài)體系，有土壤、水、空氣與動植物，甚至還有森林、湖泊河流和海洋。1991年，8個人被送進(jìn)“生物圈二號”，可以靠吃自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，飲用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但18個月之后，“生物圈二號”系統(tǒng)嚴(yán)重失去平衡：氧氣濃度從21%降至14%，不足以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補救也無濟(jì)于事；原有的25種小動物，19種滅絕；為植物傳播花粉的昆蟲全部死亡，植物也無法繁殖。事后的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌在分解土壤中大量有機質(zhì)的過程中，耗費了大量的氧氣；而細(xì)菌所釋放出的二氧化碳經(jīng)過化學(xué)作用，被“生物圈二號”的混

16、凝土墻所吸收，又打破了循環(huán)。 27三、系統(tǒng)的概念系統(tǒng)工程 它以系統(tǒng)為對象，把要研究的事與物用概率、統(tǒng)計、運籌學(xué)、模擬、及其它方法，經(jīng)分析、判斷、推理等程序建立某種系統(tǒng)模型，進(jìn)而以計算機為工具求得系統(tǒng)的最佳結(jié)果，使系統(tǒng)的各組成部分相互協(xié)調(diào)、互相配合，以獲得技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行可靠、時間節(jié)約的良好系統(tǒng)28三、系統(tǒng)的概念1.系統(tǒng)工程的發(fā)展 1911年 泰勒提出了系統(tǒng)工程的概念1940年 貝爾電話公司實驗室正式使用“系統(tǒng)工程”這個名詞1945年 美國空軍成立了蘭德（RAND）公司，創(chuàng)造了許多數(shù)學(xué)方法來分析復(fù)雜大系統(tǒng)，并借助于計算機取得了不少顯著的成果，也為現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)奠定了基礎(chǔ)1957年 美國密

17、執(zhí)安大學(xué)的兩位教授古德（H.H.GooD）和馬克爾（R.E.Macheol）的專著系統(tǒng)工程學(xué)出版1965年 A.D.Hall在系統(tǒng)工程方法論一書中進(jìn)一步確定了系統(tǒng)工程的內(nèi)容、方法和應(yīng)用途徑、范圍等問題70年代以來系統(tǒng)工程進(jìn)入到解決各種復(fù)雜的社會一技術(shù)、社會一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)管理階段。我國于1956年成立了中科院數(shù)學(xué)所運籌學(xué)研究室；1979年10月，成立了中國系統(tǒng)工程學(xué)會；1980年2月成立了中科院系統(tǒng)科學(xué)研究所。隨后，一些高等院校陸續(xù)設(shè)立了系統(tǒng)工程教研室或研究室，有的院校還招收了系統(tǒng)工程專業(yè)的本科生和研究生 29三、系統(tǒng)的概念2系統(tǒng)工程的工作程序(1)明確問題 按照系統(tǒng)的觀點，弄清問題

18、的實質(zhì)，要解決的是什么問題，希望達(dá)到什么樣的要求。(2)系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計 設(shè)計出具體的評價系統(tǒng)功能的指標(biāo)，并定出是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，用于評價和優(yōu)選方案的依據(jù)。(3)系統(tǒng)綜合 按照問題的性質(zhì)及系統(tǒng)總的功能要求，提出若干可供選擇的方案，明確各個方案所對應(yīng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的參數(shù)。(4)系統(tǒng)分析 對系統(tǒng)的目的、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、費用、效益等進(jìn)行充分的論證與分析。為系統(tǒng)方案的選擇提供科學(xué)、可靠的依據(jù)。(5)系統(tǒng)最優(yōu)化 通過對系統(tǒng)模型的求解，找出最優(yōu)方案。(6)方案決策 由決策者選擇一個或多個方案實施試行。(7) 實施計劃 對試行計劃不斷地修改、完善，并把它們確定下來，以保證順利地進(jìn)入系統(tǒng)工程的下一個階段。30三、系統(tǒng)的概念 3系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容系統(tǒng)工程涉及的學(xué)科內(nèi)容極為廣泛，其主要技術(shù)內(nèi)容為： (1) 運籌學(xué) (2) 概率論與數(shù)理統(tǒng)計 (3) 數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué) (4) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué) (5) 計算機科學(xué) (6) 管理科學(xué) 關(guān)系：運籌學(xué)、數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、計算機科學(xué)、管理科學(xué)是為科學(xué)地大規(guī)模改造世界提供一般的最優(yōu)化方法、科學(xué)的管理工具，而系統(tǒng)工程，則是從宏觀的角度為科學(xué)地大規(guī)模改造世界提供組織管理技術(shù)和方法。31三、系統(tǒng)的概念公路交通運輸系統(tǒng)工程概念：以整個公路交通運輸活動為對象，以汽車運用工程、道路網(wǎng)規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)為基本理論，運用系統(tǒng)工程的觀點和方法