交通運輸工程學1概要

交通運輸工程學1概要第一頁，共72頁。1.1交通運輸?shù)臉?gòu)成1.1.1交通運輸?shù)囊貥?gòu)成交通運輸系統(tǒng)是指一定空間范圍（國家或地區(qū)）內(nèi)由幾種運輸方式、技術(shù)設備，按照一定歷史條件下的政治、經(jīng)濟和國防等社會運輸要求組成的運輸線路和運輸樞紐的綜合體。2023/4/272第二頁，共72頁。1.載運工具包括汽車、火車、船舶、飛機、管道等作為旅客和貨物的運送載體2.站場包括客運站、貨運站、機場、港口等作為運輸?shù)钠瘘c、中轉(zhuǎn)點或終點，以供旅客和貨物從載運工具上下和裝卸2023/4/273第三頁，共72頁。東直門綜合交通樞紐設想圖

2023/4/274第四頁，共72頁。城市統(tǒng)一規(guī)劃的立體車庫設計效果圖2023/4/275第五頁，共72頁。2023/4/276第六頁，共72頁。大型PCS（塔庫）立體停車庫2023/4/277第七頁，共72頁。3.線路包括有形的鐵路、公路、管道、河道和無形的航路等作為運輸?shù)耐ǖ?，供載運工具實現(xiàn)不同站場點之間的行駛轉(zhuǎn)移。4.交通控制和管理系統(tǒng)包括交通信號、交通標志、交通規(guī)則等保證載運工具在線路上和站場內(nèi)安全、有效地運行2023/4/278第八頁，共72頁。2023/4/279第九頁，共72頁。5.設施管理系統(tǒng)保證各項交通運輸設施處于完好或良好的使用或服務狀況而設置的設施狀況監(jiān)測和維護（維修）管理系統(tǒng)6.信息管理系統(tǒng)應用通信、電子信息等高新技術(shù)建立一套完善的數(shù)據(jù)采集、處理與共享機制，構(gòu)筑交通信息平臺。2023/4/2710第十頁，共72頁。信息技術(shù)在交通運輸系統(tǒng)中的具體應用：1）電子化的裝備設施：電子付費交通監(jiān)控管理實時化車船裝備自動化2）數(shù)字化的行業(yè)管理各級交通管理部門內(nèi)部主要業(yè)務管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡化行業(yè)內(nèi)外相關(guān)管理系統(tǒng)無縫銜接、協(xié)同辦理符合國際水準2023/4/2711第十一頁，共72頁。2023/4/2712第十二頁，共72頁。3）人性化的公眾信息服務全天24小時、全年365天、任何地方及時獲取所需的交通信息4）信息化的企業(yè)管理電子商務運輸企業(yè)的生產(chǎn)、管理和營銷5）其他產(chǎn)品與服務智能交通系統(tǒng)(ITS)2023/4/2713第十三頁，共72頁。2023/4/2714第十四頁，共72頁。1.1.2交通運輸方式的構(gòu)成1.鐵路運輸使用鐵路列車運送貨物和旅客適合于長距離運輸大宗貨物，如煤炭、礦石、鋼材以及建筑材料等適宜承擔中長途的旅客運輸2023/4/2715第十五頁，共72頁。2023/4/2716第十六頁，共72頁。2.公路運輸使用汽車在公路上運送貨物和旅客適合于中短途運輸2023/4/2717第十七頁，共72頁。2023/4/2718第十八頁，共72頁。3.水路運輸使用船舶（或其他水運工具）通過各種水道運送貨物和旅客適合于擔負時間要求不太強的大宗、廉價貨物的中長距離的運輸，包括煤、石油、礦石、建材、鋼鐵、化肥、糧食、木材等遠洋運輸、沿海運輸、內(nèi)河運輸2023/4/2719第十九頁，共72頁。5萬噸級貨輪2023/4/2720第二十頁，共72頁。4.航空運輸使用飛機（或其他航空器）運送人員、物資和郵件適合于擔負各大城市之間和國際間的快速客運，以及報刊、郵件等對實效性要求高和昂貴、精密、急需貨物的運輸。民用航空：人員、物資、郵件通用航空：航空攝影、航空遙感、航空探礦、海上服務、空中照相、農(nóng)業(yè)播種、鋤草施肥、防止蟲害、人工降雨、林業(yè)播種、防火護林、飛播牧草、偵察與群、抗災救護等2023/4/2721第二十一頁，共72頁。2023/4/2722第二十二頁，共72頁。5.管道運輸由大型鋼管、泵站和加壓設備等組成流體能源：原油、天然氣、成品油煤漿砂、石2023/4/2723第二十三頁，共72頁。2023/4/2724第二十四頁，共72頁。1.1.3五種運輸方式的綜合評價交通運輸業(yè)的產(chǎn)品-------位移，雖然不具有實物形態(tài)，但它和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品一樣，也有其自然屬性或質(zhì)量特性，同樣可以滿足社會生產(chǎn)和個人消費的需要。2023/4/2725第二十五頁，共72頁。五種運輸方式的產(chǎn)品雖然是同一的，但其技術(shù)性能（速度、質(zhì)量、連續(xù)性、保證貨物的完整和旅客的安全、舒適程度等）以及地理環(huán)境的適應程度和經(jīng)濟指標（如能源和材料消耗、投資多少、運輸費用大小、勞動生產(chǎn)率的高低等）存在很大的差異。2023/4/2726第二十六頁，共72頁。鐵路公路航空水路管道運輸成本中中高低很低運輸速度快快很快慢很慢頻率高很高高有限連續(xù)可靠性很好好好有限很好可用性廣泛有限有限很有限專業(yè)化運輸距離長中短很長很長長運輸規(guī)模大小小大大運輸能力強強弱最強最弱2023/4/2727第二十七頁，共72頁。充分發(fā)揮各種運輸方式的優(yōu)勢，最大限度地節(jié)約運輸建設投資和運輸費用。旅客的始發(fā)地和終到地，貨物的生產(chǎn)地與消費地遍布全國，客、貨運輸?shù)娜^程往往由幾種運輸方式共同完成。2023/4/2728第二十八頁，共72頁。1.2交通運輸?shù)陌l(fā)展史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1世界交通運輸?shù)陌l(fā)展史人類社會在解決人和貨物位移的問題上，主要集中于陸路運輸和水上運輸?shù)陌l(fā)展。人力---------畜力---------車輛筏------------船在鐵路出現(xiàn)之前，水運對人類進步的貢獻較陸路要大2023/4/2729第二十九頁，共72頁。1.水路運輸階段水上運輸是一種歷史悠久的古老的運輸方式，同時又是一種現(xiàn)代化的運輸方式。1785年，蒸汽機發(fā)明1807年，蒸汽機作為船舶動力，起名輪船運河的開鑿法國、巴本1690年-英國.塞維利1698年-1774瓦特2023/4/2730第三十頁，共72頁。2.鐵路運輸階段1804年，英國.特里維西克，出現(xiàn)了牽引著貨車在鐵軌上行駛的機車1825年，英國，斯托克頓和達林頓之間鋪設了世界上第一條客貨兩用的公共鐵路19世紀，鐵路建設的高潮時期20世紀20年代，鐵路運輸在陸地運輸中占據(jù)壟斷地位2023/4/2731第三十一頁，共72頁。3.汽車、航空、管道運輸階段1892年，汽車出現(xiàn)，道路交通工具進入新的歷史階段；1903年，美國、萊特兄弟-飛機發(fā)明1914年，美國，坦帕到圣彼得堡的定期航線1959年，噴氣式客機1865年，美國，賓夕法尼亞，第一條原油管道2004年，中國，“西氣東輸”工程2023/4/2732第三十二頁，共72頁。4.集裝箱運輸階段采用集裝箱運輸設備裝載集裝箱貨物20世紀50年代中葉，開始在海、陸出現(xiàn)并發(fā)展20世紀80年代后，迅速發(fā)展20世紀末，國際集裝箱運輸量占貨物運輸總量的65%2023/4/2733第三十三頁，共72頁。5.綜合運輸階段20世紀50年代以來，鐵路、水運、公路、航空和管道運輸應相互協(xié)調(diào)、競爭和制約調(diào)整交通運輸?shù)牟季趾吞岣呓煌ㄟ\輸?shù)馁|(zhì)量已成為綜合發(fā)展階段的主要趨勢2023/4/2734第三十四頁，共72頁。1.2.2中國交通運輸?shù)陌l(fā)展史及現(xiàn)狀古代中國：驛道、運河“絲綢之路”鄭和下西洋2023/4/2735第三十五頁，共72頁。舊中國時期：運輸線路少，技術(shù)標準低，設備不配套，門類不齊全，布局不合理1876年，上海吳淞鐵路，中國境內(nèi)第一條鐵路1901年，廣西友誼關(guān)和龍州，第一條公路修建，并引進了第一批汽車1929年，民航業(yè)開始起步2023/4/2736第三十六頁，共72頁。1958年，新疆，全長147km，管徑150mm的克拉瑪依----獨山子的輸油管道。1963年，第一條輸氣管道2004年，“西氣東輸”管道，全程約4200km。2023/4/2737第三十七頁，共72頁。解放前我國運輸線路布局極不合理：鐵路、公路大多集中在東南沿海和東北地區(qū)，西南與西北地區(qū)鐵路里程占全國的5.5%，公路只占24.3%。汽車集中在少數(shù)大城市，廣大農(nóng)村交通閉塞，交通方式以人力和畜力為主。2023/4/2738第三十八頁，共72頁。新中國成立以后：運輸站場的發(fā)展初具規(guī)模運輸網(wǎng)的布局大為改觀：西北、西南地區(qū)鐵路路程比重占全國鐵路的比重上升到25%，公路里程占全國公路總里程的比重已上升到32%。運輸技術(shù)設備不斷改善：電力和內(nèi)燃機車比重不斷增加，沿海專業(yè)化碼頭等2023/4/2739第三十九頁，共72頁。鐵路系統(tǒng)形成的主要運輸通道為“八縱八橫”。八縱1、京哈通道；2、沿海通道；3、京滬通道；4、京廣通道；5、京九通道；6、大湛通道；7、包柳通道；8、蘭昆通道。八橫1、京蘭通道；2、煤運北通道；3、煤運南通道；4、陸橋通道；5、寧西通道；6、沿江通道；7、滬昆通道；8、西南出海通道2023/4/2740第四十頁，共72頁。2023/4/2741第四十一頁，共72頁。公路系統(tǒng)國道主干線布局為“五縱七橫”共12條，總長約3．5萬公里，預計于2010年建成。中國正在擬建更為龐大的號稱7918高速公路網(wǎng)計劃。我國將用30年時間完成“7918”國家高速公路網(wǎng)。這個8.5萬公里的高速公路網(wǎng)可覆蓋10多億人口，把我國人口超過20萬的城市全部連接起來，加上地方的高速公路，屆時我國高速公路總里程將達到12萬公里左右，與其時的美國高速公路總里程相當。這項計劃將決定中國未來較長一段時期國民經(jīng)濟交通干線的建設和發(fā)展方向?？偼顿Y規(guī)模達2.1萬億元，工程規(guī)?？膳c三峽、南水北調(diào)等國家工程媲美。

2023/4/2742第四十二頁，共72頁。由7條首都放射線、9條南北縱線和18條東西橫線組成，1、首都放射線

7條：北京－上海、北京－臺北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉薩、北京－烏魯木齊、北京－哈爾濱

2、南北縱線

9條：鶴崗－大連、沈陽－海口、長春－深圳、濟南－廣州、大慶－廣州、二連浩特－廣州、包頭－茂名、蘭州－海口、重慶－昆明

3、東西橫線

18條：綏芬河－滿洲里、琿春－烏蘭浩特、丹東－錫林浩特、榮成－烏海、青島－銀川、青島－蘭州、連云港－霍爾果斯、南京－洛陽、上海－西安、上海－成都、上海－重慶、杭州－瑞麗、上海－昆明、福州－銀川、泉州－南寧、廈門－成都、汕頭－昆明、廣州－昆明

2023/4/2743第四十三頁，共72頁。2023/4/2744第四十四頁，共72頁。水路交通運輸系統(tǒng)“三江兩河”三江-長江水系；珠江水系；黑龍江水系兩河-淮河水系；京杭運河航空交通運輸體系民用航空共開辟航線1165條，機場143個管道運輸體系原油管道主要集中在東部地區(qū)，天然氣管道主要集中在西部地區(qū)2023/4/2745第四十五頁，共72頁。1.2.3交通運輸?shù)陌l(fā)展趨勢自20世紀60年代以來，各國運輸業(yè)的發(fā)展紛紛步入“漸變期”，運輸業(yè)的質(zhì)變不及前150年，但一直在努力探尋用更短的時間、更低的費用、更少的環(huán)境破壞去獲取人類發(fā)展對空間位移的需要。2023/4/2746第四十六頁，共72頁。1.專門化一、運輸工具專門化體現(xiàn)在運輸對象的專門化上，早期表現(xiàn)為客貨混載到客貨分運，即旅客運輸工具與貨物運輸工具的專門化近期表現(xiàn)為專用載貨工具的發(fā)展，出現(xiàn)專門運輸某一類貨物的運輸工具2023/4/2747第四十七頁，共72頁。二、運輸方式專門化海運幾乎在全世界放棄了客運，而專門從事貨運鐵路貨運與鐵路客運的兼容性越來越差一般的趨勢是國土遼闊的大陸性國家鐵路以貨運為己任，正在放棄客運，如美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等國；國土較小或多島嶼國家的鐵路則以客運為己任，逐漸放棄貨運，如英國、日本等。2023/4/2748第四十八頁，共72頁。2.大型化大型化是規(guī)模經(jīng)濟在交通運輸業(yè)的具體體現(xiàn)。鐵路貨運中，大型化表現(xiàn)為重載化。通常一列貨物列車的質(zhì)量為3000t/列，最高紀錄為75000t/列海運中，油輪的載質(zhì)量最大達56.3萬t，礦石船的載質(zhì)量最大達30萬t，液化氣船的載質(zhì)量最大在13萬立方米，集裝箱船的載質(zhì)量目前已達到6790標準箱（TEU）管道中，輸油管道的最大口徑為1220mm，年輸油量高達1.4億t。載客400人的客機已十分普及，1000人以上的客機正在醞釀中2023/4/2749第四十九頁，共72頁。從絕對量上，它們將永遠無法與輪船相比大型化是手段，不是目的一般運輸對象價值較低，對運輸服務的質(zhì)量要求較少，大型化的程度可以很高；反之，大型化將受到較大限制。2023/4/2750第五十頁，共72頁。3.高速化鐵路運輸中，高速的概念是時速200km以上目前，正在發(fā)展的高速鐵路有三種類型：一、傳統(tǒng)型高速鐵路，以日本和法國的技術(shù)最具商業(yè)價值，日本運營中的高速列車最高時速在325~372km，最大商業(yè)時速在270~275km。2023/4/2751第五十一頁，共72頁。最高時速可達250公里，目前運行時速控制在160公里以內(nèi)CRH（中國鐵路高速的標志）2023/4/2752第五十二頁，共72頁。二、傳統(tǒng)型普通鐵路，也稱搖擺式高速鐵路，以瑞典的技術(shù)最為成熟，商業(yè)速度在每小時200~250km。三、磁浮鐵路，日本、德國、美國目前只有中國上海市浦東國際機場有一條商業(yè)運營的磁浮線，其他國家仍處于試驗和試運行階段。1998年，日本，實驗速度達到539km/h。2023/4/2753第五十三頁，共72頁。2023/4/2754第五十四頁，共72頁。公路運輸中，高速一般指高速公路航空運輸中，高速指超音速，目前正在設想研制雙音速的民用飛機水路運輸中，高速小型客輪，水翼船時速可達70km，氣墊船時速更高，飛翔船時速每小時可達160km以上。管道運輸中，高速體現(xiàn)在高壓力，美國阿拉斯加原油管道的最大工作壓力達到8.2MPa。2023/4/2755第五十五頁，共72頁。4.環(huán)?；?0世紀50年代開始，電力機車和內(nèi)燃機車取代蒸汽機車的牽引動力現(xiàn)代化，到70年代，發(fā)達國家基本完成現(xiàn)代化改造我國20世紀末基本完成牽引力動力現(xiàn)代化的本意是提高牽引動力，更有效利用能源。2023/4/2756第五十六頁，共72頁。5.智能化解決交通擁擠問題，除了修建新的道路和控制行駛車輛以外，另一個主要的途徑就是發(fā)展智能運輸系統(tǒng)（ITS）。目前世界各國的智能運輸系統(tǒng)主要集中在城市交通和高速公路的研究，國外ITS的發(fā)展軌跡是公路交通-------城市交通------綜合交通。運輸工具的駕駛更多地轉(zhuǎn)向依靠儀表、信號和輔助駕駛系統(tǒng)2023/4/2757第五十七頁，共72頁。1.3.1交通運輸在國民經(jīng)濟中的地位和作用1.交通運輸在國民經(jīng)濟中的地位為社會提供初級產(chǎn)品、滿足人類最基本的食品需要的農(nóng)業(yè)為第一產(chǎn)業(yè)；為社會提供加工產(chǎn)品和建筑物，滿足人類更進一步生活需要的工業(yè)、采掘業(yè)、水電業(yè)、建筑業(yè)等為第二產(chǎn)業(yè)；為人類提供滿足物質(zhì)需要以外更高級需要的其他行業(yè)和部門為第三產(chǎn)業(yè)。1.3交通運輸在國民經(jīng)濟中的地位和作用2023/4/2758第五十八頁，共72頁。第三產(chǎn)業(yè)劃分為流通部門和服務部門兩大部分，并將運輸業(yè)列入第三產(chǎn)業(yè)的流通部門。2023/4/2759第五十九頁，共72頁。運輸業(yè)和各個國民經(jīng)濟部門有著緊密聯(lián)系，兩者相互促進、相互制約。生產(chǎn)的規(guī)模、配置以及交換的性質(zhì)，很大程度上取決于運輸條件，甚至有的企業(yè)是“以運定產(chǎn)”。通過交通運輸，國家才能把中央和地方、沿海和內(nèi)地、工業(yè)和農(nóng)業(yè)、城市和鄉(xiāng)村、生產(chǎn)和消費，聯(lián)結(jié)成一個嚴密的有機整體。2023/4/2760第六十頁，共72頁。2.交通運輸在國民經(jīng)濟中的作用1）交通運輸是實現(xiàn)流通的物質(zhì)手段。對國家來說，交通運輸可以保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和內(nèi)外貿(mào)易渠道的暢通，保證市場供需的平衡；對企業(yè)來說，縮短流通時間可以加速流動資金的周轉(zhuǎn)、節(jié)省流動資金。運輸費用在生產(chǎn)費用中占有相當大的比重2023/4/2761第六十一頁，共72頁。2）交通運輸是開發(fā)資源、優(yōu)化資源配置、實現(xiàn)生產(chǎn)力合理布局和調(diào)整國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的紐帶。交通運輸是國土資源開發(fā)的先鋒。2023/4/2762第六十二頁，共72頁。3）交通是國民經(jīng)濟的重要生產(chǎn)部門，又是工業(yè)生產(chǎn)的巨大市場，是帶動一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)。就業(yè)旅游業(yè)物流為建筑、采礦、冶金等部門提供了巨大的市場2023/4/2763第六十三頁，共72頁。4）交通運輸業(yè)在國防建設與防務方面有著不可低估的作用平時為經(jīng)濟建設服務戰(zhàn)時為軍事服務2023/4/2764第六十四