交通工程總論第1章

1、交通工程總論第1章第一頁，共47頁。交通工程學(xué)總論Fundamentals Traffic Engineering授課教師: 梁國鳳聯(lián)系電話：186-0321-7245教 研 室: 1-508第二頁，共47頁。教學(xué)安排 總 學(xué) 時(shí)： 48學(xué)時(shí)，3學(xué)分。 使用教材：交通工程總論，徐吉謙主編，人民交通出版社。 參考書目：交通工程學(xué)，王煒主編，東南大學(xué)出版社。 考 核： 課堂考勤、作業(yè)（20%） 考試成績（80%）一、教學(xué)及實(shí)驗(yàn)第三頁，共47頁。二、教學(xué)內(nèi)容 第1章 緒論 第2章 交通特性分析 第3章 交通調(diào)查與分析 第4章 交通流理論 第5章 道路通行能力分析 第6章 交通規(guī)劃 第8章 交通管理與

2、控制 第9章 道路交通安全第四頁，共47頁。第一章 緒論1.1 交通工程學(xué)的定義1.2 交通工程學(xué)科的研究范圍與特點(diǎn)1.3 交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展1.4 我國的交通工程學(xué)的發(fā)展第五頁，共47頁。1.1 交通工程學(xué)的定義 一、什么是交通、交通運(yùn)輸工程學(xué)和交通運(yùn)輸系統(tǒng)？ 二、交通工程學(xué)的定義第六頁，共47頁。是什么？辭海：交通是各種運(yùn)輸和郵電通信的總稱。 人和物的運(yùn)轉(zhuǎn)與輸送； 語言、文字、符號、圖象等的傳遞播送交通與信息通信本來同源（交通及其信息化關(guān)聯(lián)）； 交通的要素是： 需求-人、物的運(yùn)轉(zhuǎn)（以人為本、公交優(yōu)先的依據(jù)） 供給-傳輸交通的效率：人、物的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)與傳輸(運(yùn)行與運(yùn)營的效率)； 城市交

3、通的基本功能（交通是城市的命脈,沒有交通便沒有城市） 必要客流、物流的移動(dòng); 不只是交通工具的移動(dòng)交通第七頁，共47頁。 把現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)原理應(yīng)用于各種運(yùn)輸方式中運(yùn)輸設(shè)施的規(guī)劃、功能設(shè)計(jì)、運(yùn)營和管理，以實(shí)現(xiàn)安全、迅速、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)和與環(huán)境相協(xié)調(diào)地運(yùn)送旅客和貨物。交通運(yùn)輸工程學(xué) 鐵路、公路、水路、航空和管道交通運(yùn)輸系統(tǒng)的組成： 路線、載運(yùn)工具、樞紐站交通運(yùn)輸任務(wù)的構(gòu)成要素：第八頁，共47頁。交通工程學(xué)20世紀(jì)30年代美國交通工程師學(xué)會(huì)的定義： 交通工程學(xué)是工程學(xué)的一個(gè)分支,它研究道路規(guī)劃、幾何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、車站及與它們相鄰接的土地與各種交通方式的關(guān)系,以便使客貨運(yùn)輸安全、有效、經(jīng)濟(jì)

4、和方便。1983年，美國交通工程師協(xié)會(huì)會(huì)員指南的定義： 交通工程學(xué)是運(yùn)輸工程學(xué)的一個(gè)分支，它涉及到規(guī)劃、幾何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)站毗連用地與其他運(yùn)輸方式的關(guān)系。第九頁，共47頁。交通工程學(xué)澳大利亞著名交通工程學(xué)教授布倫敦的定義： 交通工程學(xué)是關(guān)于交通和出行的計(jì)測科學(xué)，是研究交通流和交通發(fā)生的基本規(guī)律的科學(xué)，為了使人、物安全而有效的移動(dòng)，將此學(xué)科的只是用于交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)營。前蘇聯(lián)學(xué)者的定義： 交通工程學(xué)是研究交通運(yùn)行的規(guī)律及其對道路結(jié)構(gòu)、人工構(gòu)造物的影響的科學(xué)。第十頁，共47頁。交通工程學(xué)日本學(xué)者的定義： 交通工程學(xué)是指以汽車、自行車、行人為中心的道路交通工程學(xué)，它是以道路上的

5、交通現(xiàn)象為對象，通過交通管理、交通安全措施、道路設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)交通流安全、順暢、舒適的工程學(xué)。其研究的范圍已擴(kuò)展到包括人、車、路、環(huán)境、景觀之間的最佳關(guān)系。我國交通工程手冊給出的定義: 交通工程學(xué)是研究道路交通中人、車、路、環(huán)境之間的關(guān)系,探討道路交通的規(guī)律,建立交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、控制和管理的理論方法,以及有關(guān)設(shè)施、裝備、法律和法規(guī)等,使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適的一門技術(shù)科學(xué)。第十一頁，共47頁。 交通工程學(xué)是以人（駕駛?cè)撕托腥说龋橹黧w，以交通流為中心，以道路為基礎(chǔ)，將這三方面有關(guān)內(nèi)容統(tǒng)一在道路交通系統(tǒng)中進(jìn)行研究，綜合處理道路交通中人、車、路、環(huán)境之間的時(shí)間與空間關(guān)系的學(xué)科。交通事故最

6、少道路通行能力最大能源機(jī)件損耗與公害程度最低運(yùn)輸效率最高、運(yùn)輸費(fèi)用最省第十二頁，共47頁。1.2 交通工程學(xué)科的研究范圍與特點(diǎn)關(guān)于交通問題的思考第十三頁，共47頁。交通問題存在的原因基本成因主要成因交通問題具有 隱 性第十四頁，共47頁。交通需求：取決于社會(huì)發(fā)展、社會(huì)活動(dòng)與管理；交通供給：取決于交通方式、設(shè)施與管理；交通問題具有 隱 性交通需求(Demand）交通供給(Capacity）飽和度增加服務(wù)能力或降低交通需求，可改善交通?；境梢颍航煌ㄐ枨笈c供給間的矛盾第十五頁，共47頁。主要成因 城市總體規(guī)劃不當(dāng)：土地使用性質(zhì)、人口的分布不當(dāng)； 交通規(guī)劃不當(dāng)：交通設(shè)施規(guī)模、設(shè)施分布（空間分布）、設(shè)

7、施結(jié)構(gòu)（不同規(guī)格的設(shè)施）、交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（公共交通和個(gè)體交通、大容量交通和小容量交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）不當(dāng)； 交通設(shè)施設(shè)計(jì)不合理：不重視交通功能的交通設(shè)施設(shè)計(jì)，多考慮土木工程為主的設(shè)施設(shè)計(jì)； 交通管理跟不上：城市管理和交通管理的技術(shù)滯后； 交通政策的不當(dāng)：不當(dāng)?shù)臎Q策過程和建設(shè)與投資政策，影響上述工作的合理化，影響投資與運(yùn)營效益的發(fā)揮。第十六頁，共47頁。一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容車輛交通特性駕駛員和行人的交通特性道路交通特性交通流特性 1.交通特性 研究系統(tǒng)各個(gè)組成部分的個(gè)體特性和交通流的整體特性第十七頁，共47頁。交通量、車速、密度調(diào)查行程時(shí)間、延誤調(diào)查停車調(diào)查公共交通客流調(diào)查公路客、貨源調(diào)查道路通行能

8、力調(diào)查交通環(huán)境、事故調(diào)查居民出行調(diào)查 2.交通調(diào)查 獲取交通數(shù)據(jù) 的基本手段一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第十八頁，共47頁。概率統(tǒng)計(jì)方法排隊(duì)論流體力學(xué)理論跟馳理論 3.交通流理論 研究交通流特性及 其表達(dá)參數(shù)之間關(guān) 系，尋求擬合交通 流參數(shù)的最優(yōu)模型一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第十九頁，共47頁。 區(qū)域綜合交通規(guī)劃 城市綜合交通規(guī)劃 公路網(wǎng)規(guī)劃 公共交通系統(tǒng)規(guī)劃 交通樞紐規(guī)劃 停車規(guī)劃 具體交通設(shè)施的發(fā)展、改善和更新規(guī)劃 交通環(huán)境規(guī)劃 4.交通規(guī)劃 研究在一定的土地使用條件下，交通供給和交通需求平衡的關(guān)系 一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第二十頁，共47頁。 交通法規(guī)和執(zhí)法管理 組織車流在路網(wǎng)上合理分布，在路

9、線上有序行進(jìn) 研究標(biāo)志、標(biāo)線及其他輔助設(shè)施 交通控制系統(tǒng) 道路交通專用的通訊和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 停車規(guī)劃 道路交通事故快速救助系統(tǒng) 5.交通組織管理與控制 研究組織、管理、 控制交通的設(shè)施 和裝備 一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第二十一頁，共47頁。 6.交通安全 交通領(lǐng)域永恒的研究課題 7.通行能力研究 城市道路、一般公路、高速公路基本路段、交叉口等通行能力的分析方法一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第二十二頁，共47頁。 8.公共交通 各種公共交通工具的特點(diǎn)、適用條件以及各種交通方式的配合 9.停車場及服務(wù)設(shè)施（靜態(tài)交通） 停車需求預(yù)測、 停車場規(guī)劃與設(shè) 計(jì)、停車管理一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第二十三頁，共47

10、頁。 10.交通環(huán)境 保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展大氣、噪聲、震動(dòng) 11.能源節(jié)約 一 交通工程學(xué)的研究內(nèi)容第二十四頁，共47頁。二 交通工程學(xué)的特點(diǎn)系統(tǒng)性綜合性交叉性運(yùn)用系統(tǒng)工程原理和方法，認(rèn)識和解決交通問題工程（Engineering）教育（Education）法規(guī)（Enforcement）能源（Energy）環(huán)境（Environment）交通工程學(xué)電子工程學(xué)通信工程學(xué)自動(dòng)控制汽車工程學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)第二十五頁，共47頁。二 交通工程學(xué)的特點(diǎn)社會(huì)性超前性動(dòng)態(tài)性涉及到社會(huì)生活中的各個(gè)方面經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，交通要先行要想富，先修路交通流具有動(dòng)態(tài)性，對其規(guī)律的描述需要?jiǎng)討B(tài)方法。規(guī)劃建設(shè)的動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)第二十六頁，共47頁

11、。1.3 交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展基礎(chǔ)理論形成階段（20世紀(jì)30年代初40年代末）交通規(guī)劃理論形成階段（20世紀(jì)50年代初70年代初）交通管理技術(shù)形成階段（20世紀(jì)70年代初90年代初）智能化交通系統(tǒng)研究階段（20世紀(jì)年代中期開始）第二十七頁，共47頁。1.4 我國的交通工程學(xué)的發(fā)展一. 我國的交通現(xiàn)狀1.綜合運(yùn)輸?shù)诙隧?，?7頁。20082012年全國公路、水路貨運(yùn)量 第二十九頁，共47頁。第三十頁，共47頁。20082012年全國公路、水路客運(yùn)量 第三十一頁，共47頁。存在問題：運(yùn)輸能力仍嚴(yán)重不足各運(yùn)輸方式缺乏協(xié)調(diào)，效率低下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局不合理，西部運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)密度低運(yùn)輸結(jié)構(gòu)不合理，水運(yùn)萎縮

12、、鐵路貨運(yùn)比重下降運(yùn)輸設(shè)施技術(shù)水平較低，管理體制、規(guī)章制度、經(jīng)營手段落后第三十二頁，共47頁。2.公路交通20082012年全國公路總里程及公路密度 第三十三頁，共47頁。2012年全國各技術(shù)等級公路里程構(gòu)成 第三十四頁，共47頁。20082012年全國高速公路里程 存在問題：低等級公路比重大高速公路尚未形成網(wǎng)絡(luò)對已建高速公路的交通管理技術(shù)跟不上第三十五頁，共47頁。存在問題：城市交通結(jié)構(gòu)不合理，公交出行比重低道路建設(shè)速度仍跟不上需求速度交通管理薄弱，交通系統(tǒng)運(yùn)行效率低市民的現(xiàn)代交通意識淡薄，交通違紀(jì)現(xiàn)象嚴(yán)重3.城市交通2012年城市客運(yùn)系統(tǒng)完成客運(yùn)量構(gòu)成 第三十六頁，共47頁。1.我國交通工

13、程學(xué)科的產(chǎn)生1978年以來，以美籍華人張秋先生為代表的美、日、英、加拿大等國的交通工程專家,先后在上海、北京、西安、南京、哈爾濱、長沙、成都等城市進(jìn)行講學(xué)1980年上海市成立交通工程學(xué)會(huì)1981年中國交通工程學(xué)會(huì)成立交通工程學(xué)科部分較為出名的學(xué)校與學(xué)者 東南大學(xué) 王煒、徐吉謙、過秀成 同濟(jì)大學(xué) 楊曉光、楊佩昆 吉林大學(xué) 楊兆升 清華大學(xué) 陸化普、楊新苗 北京工業(yè)大學(xué) 任福田、劉小明 長安大學(xué) 嚴(yán)寶杰、周偉二.我國交通工程學(xué)科的產(chǎn)生第三十七頁，共47頁。1 . 城市交通規(guī)劃理論與方法研究 城市交通規(guī)劃中規(guī)劃化的交通調(diào)查內(nèi)容、方法研究； 城市交通需求預(yù)測理論與方法規(guī)范化的研究； 城市交通網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

14、模擬技術(shù)的研究； 城市交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論與方法的研究； 城市交通規(guī)劃方案評價(jià)技術(shù)的研究； 城市公共交通系統(tǒng)優(yōu)化理論與技術(shù)的研究； 城市交通規(guī)劃快速反應(yīng)系統(tǒng)的理論與方法的研究； 現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)方法在城市交通規(guī)劃中應(yīng)用的研究。三.我國交通工程學(xué)科近期的研究任務(wù)第三十八頁，共47頁。 2. 區(qū)域綜合交通運(yùn)輸規(guī)劃理論與方法研究 區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集、處理和建模技術(shù)的研究； 區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)客、貨需求預(yù)測理論與方法的研究； 區(qū)域交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化理論與方法的研究； 區(qū)域交通運(yùn)輸樞紐和通道布局理論與方法的研究； 區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)評價(jià)理論與方法的研究； 區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)決策理論與方法的研究。第三十九頁，

15、共47頁。 3. 適應(yīng)我國交通特點(diǎn)的交通控制理論與方法研究區(qū)域交通控制軟件系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施的研究；區(qū)域交通控制系統(tǒng)設(shè)備與配套技術(shù)的研究；高等級公路情報(bào)采集與信息傳輸、監(jiān)控技術(shù)的研究；高等級公路與城市道路的交通管理體制、理論方法與設(shè)施的研究；高等級公路立交規(guī)劃設(shè)計(jì)與評價(jià)理論與方法的研究。第四十頁，共47頁。 4. 交通流理論方面基礎(chǔ)研究交通流三參數(shù)關(guān)系模型與車輛運(yùn)行特性的研究；各類交叉口規(guī)劃、設(shè)計(jì)與評價(jià)的理論及方法的研究；復(fù)雜交通條件下交通流模擬仿真系統(tǒng)的研究；不同交通組成、不同道路車頭時(shí)距的分布特性與可接受間隙的研究；道路網(wǎng)絡(luò)總體通行能力的理論與計(jì)算方法的研究；混合交通條件下的交通流理論、運(yùn)行與

16、管理的研究。 第四十一頁，共47頁。 5. 交通綜合治理方面的理論、方法與措施適應(yīng)現(xiàn)代交通要求的城市形態(tài)與規(guī)模的研究；減少客、貨出行與運(yùn)輸距離的土地利用合理布局研究；城市交通網(wǎng)絡(luò)形態(tài)與性能的優(yōu)化與評價(jià)的研究；城市交通方式的合理結(jié)構(gòu)研究；城市交通治理的理論模式、規(guī)范化方法及程序的研究；城市交通管理體制理論模式與方法的研究；自行車交通特征、適用條件及其路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則與評價(jià)方法的研究；停車場需求(機(jī)動(dòng)車與自行車)預(yù)測規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法的研究。第四十二頁，共47頁。 6. 可持續(xù)發(fā)展的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)研究可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)模式研究；高度信息化社會(huì)條件下的城市交通需求預(yù)測技術(shù)研究；城市交通的資

17、源(能源、土地)消耗預(yù)測及評價(jià)技術(shù)研究；城市交通系統(tǒng)的環(huán)境(氣環(huán)境、聲環(huán)境)影響預(yù)測及評價(jià)技術(shù)研究；可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)規(guī)劃理論與方法研究；城市公共交通(公交、地鐵、輕軌)優(yōu)先發(fā)展保障體系研究；城市交通系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展保障體系研究。第四十三頁，共47頁。 7. 智能交通系統(tǒng)(ITS)基礎(chǔ)理論研究 在我國，全面開展ITS研究的條件尚不成熟，可針對我國的實(shí)際情況，開展以下幾個(gè)方面的研究工作： 城市公共交通系統(tǒng)信息化管理技術(shù)研究； 城市交通車輛線路誘導(dǎo)技術(shù)研究； 城市交通出行信息管理與服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)； 城市交通區(qū)域信號控制技術(shù)的改進(jìn)； 高速公路電子收費(fèi)(不停車收費(fèi))技術(shù)開發(fā)； 高等級公路交通管理技術(shù)的開發(fā)。第四十四頁，共47頁。掌握： 1、交通工程學(xué)的定義； 2、交通工程學(xué)的特點(diǎn)第四十五頁，共47頁。1-5 交通工程學(xué)科的外延(相關(guān)學(xué)科)1.社會(huì)科學(xué)方面社會(huì)學(xué)、法學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)