《BB交通工程》課件

《BB交通工程》課程介紹課程介紹：交通工程的重要性社會發(fā)展交通工程是現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐。高效的交通系統(tǒng)能夠促進(jìn)物資流通、人員往來，降低運輸成本，提高生產(chǎn)效率，為經(jīng)濟(jì)的繁榮提供保障。交通工程通過優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)、提高通行效率，為城市和區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。生活品質(zhì)交通工程的定義與范疇1定義交通工程是應(yīng)用科學(xué)技術(shù)和管理理論，研究道路交通系統(tǒng)中人、車、路、環(huán)境相互作用規(guī)律，以規(guī)劃、設(shè)計、控制與管理，實現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的交通運輸系統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域。2范疇交通工程涵蓋交通調(diào)查與分析、交通規(guī)劃、道路設(shè)計、交通控制、智能交通系統(tǒng)、公共交通、停車管理、行人與非機(jī)動車交通、交通安全、交通環(huán)境等多個方面。核心目標(biāo)交通工程與其他學(xué)科的關(guān)系數(shù)學(xué)交通工程需要運用數(shù)學(xué)建模、優(yōu)化算法等工具，對交通流、交通需求等進(jìn)行分析和預(yù)測，為交通規(guī)劃、設(shè)計與控制提供科學(xué)依據(jù)。計算機(jī)科學(xué)智能交通系統(tǒng)（ITS）的建設(shè)離不開計算機(jī)科學(xué)的支持。數(shù)據(jù)采集、處理、分析、傳輸以及控制系統(tǒng)的開發(fā)都需要計算機(jī)技術(shù)的支撐。經(jīng)濟(jì)學(xué)交通工程的決策需要考慮經(jīng)濟(jì)效益。交通項目的投資、運營以及交通政策的制定都需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估，以實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。交通工程的發(fā)展歷程1早期階段主要集中在道路建設(shè)和簡單的交通管理，以滿足日益增長的交通需求。例如，道路的鋪設(shè)、交通規(guī)則的制定等。2中期階段隨著汽車的普及，交通擁堵問題日益突出，交通信號控制、交通規(guī)劃等技術(shù)開始應(yīng)用，以提高道路通行能力和交通效率。3現(xiàn)代階段智能交通系統(tǒng)（ITS）的出現(xiàn)，利用先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，實現(xiàn)交通運輸系統(tǒng)的智能化、信息化和自動化。交通調(diào)查：目的與方法目的了解交通現(xiàn)狀，為交通規(guī)劃、設(shè)計、控制與管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。例如，交通流量、速度、密度、起訖點（O-D）等信息。方法人工調(diào)查：通過人工計數(shù)、問卷調(diào)查等方式采集數(shù)據(jù)。儀器調(diào)查：利用交通流量計數(shù)器、雷達(dá)測速儀、GPS等儀器設(shè)備采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，提取有價值的信息，為交通決策提供支持。交通流量調(diào)查定義單位時間內(nèi)通過道路某一斷面的車輛數(shù)，通常以輛/小時或輛/天為單位。1方法人工計數(shù)法、交通流量計數(shù)器法、視頻檢測法等。2應(yīng)用交通規(guī)劃、道路設(shè)計、交通控制等。3交通速度調(diào)查1地點車速2行程車速3平均車速交通速度調(diào)查的目的是了解車輛在道路上的行駛速度，為評估道路服務(wù)水平、制定交通控制策略提供依據(jù)。常用的調(diào)查方法包括人工測速法、雷達(dá)測速法、GPS測速法等。調(diào)查結(jié)果可以用于計算平均車速、車速分布等指標(biāo)，為交通規(guī)劃和管理提供參考。交通密度調(diào)查1定義2方法3應(yīng)用交通密度是指單位長度道路上車輛的數(shù)量，是衡量交通擁堵程度的重要指標(biāo)。常用的調(diào)查方法包括人工計數(shù)法、視頻檢測法等。調(diào)查結(jié)果可以用于評估道路服務(wù)水平、制定交通控制策略，例如，根據(jù)交通密度調(diào)整信號配時，以緩解交通擁堵。起訖點（O-D）調(diào)查上班上學(xué)購物娛樂其他起訖點（O-D）調(diào)查是指調(diào)查出行者的出發(fā)地（Origin）和目的地（Destination），以及出行方式、出行目的等信息。O-D調(diào)查是交通規(guī)劃的基礎(chǔ)，可以用于了解交通需求分布、分析交通流向，為交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、公共交通線路規(guī)劃等提供依據(jù)。常用的調(diào)查方法包括問卷調(diào)查、路邊攔截調(diào)查、手機(jī)信令數(shù)據(jù)分析等。交通規(guī)劃：流程與內(nèi)容交通需求預(yù)測預(yù)測未來交通需求，為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供依據(jù)。交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃規(guī)劃道路、軌道交通等交通網(wǎng)絡(luò)，滿足未來交通需求。交通方式選擇分析出行者選擇不同交通方式的因素，制定交通政策。交通需求預(yù)測四階段法經(jīng)典的交通需求預(yù)測方法，包括出行生成、出行分布、方式劃分、交通分配四個階段。每個階段都有相應(yīng)的模型和算法，用于預(yù)測不同區(qū)域之間的出行量、出行方式選擇以及交通流量分布?；诨顒拥哪Ｐ涂紤]出行者的日?；顒影才?，更加精細(xì)地預(yù)測交通需求。這種模型能夠捕捉出行者行為的復(fù)雜性，例如，考慮出行鏈、時間約束等因素，提高預(yù)測精度。交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃1道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃道路的等級、密度和布局，滿足不同區(qū)域之間的交通需求，提高道路通行能力和可達(dá)性。道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要綜合考慮交通需求、土地利用、環(huán)境保護(hù)等因素。2軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃地鐵、輕軌等軌道交通線路，緩解城市交通擁堵，提高公共交通服務(wù)水平。軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要與城市發(fā)展戰(zhàn)略、人口分布、土地利用等因素相協(xié)調(diào)。3綜合交通樞紐規(guī)劃鐵路、公路、航空等多種交通方式的銜接，實現(xiàn)不同交通方式之間的無縫換乘，提高交通運輸效率和服務(wù)質(zhì)量。交通方式選擇私家車：便捷、舒適，但易造成交通擁堵和環(huán)境污染。公共交通：經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，但舒適性和便捷性相對較差。自行車：健康、環(huán)保，但受距離和天氣條件限制。交通分配1用戶均衡分配所有出行者都選擇使自己出行時間最短的路徑，最終達(dá)到均衡狀態(tài)。2系統(tǒng)最優(yōu)分配使整個交通網(wǎng)絡(luò)的總出行時間最短的分配方案，可能需要限制部分出行者的路徑選擇。3隨機(jī)用戶均衡分配考慮出行者對路徑出行時間的感知誤差，更加符合實際情況。道路設(shè)計：基本原則安全性保障行車安全，減少交通事故發(fā)生。適用性滿足不同類型車輛的通行需求。經(jīng)濟(jì)性降低建設(shè)和維護(hù)成本。道路橫斷面設(shè)計車道供車輛行駛的部分，寬度應(yīng)滿足車輛通行需求。1人行道供行人行走的部分，寬度應(yīng)滿足行人通行需求。2綠化帶用于綠化和隔離交通，改善道路環(huán)境。3道路平面設(shè)計1線形2轉(zhuǎn)彎半徑3超高道路平面設(shè)計需要合理選擇道路線形、轉(zhuǎn)彎半徑和超高等參數(shù)，以保障行車安全和舒適性。線形應(yīng)順暢自然，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足車輛轉(zhuǎn)彎需求，超高應(yīng)根據(jù)車輛速度和轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行設(shè)置，以平衡離心力。道路縱斷面設(shè)計1坡度2豎曲線3視距道路縱斷面設(shè)計需要合理選擇道路坡度、豎曲線和視距等參數(shù)，以保障行車安全和舒適性。坡度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，豎曲線應(yīng)平緩過渡，視距應(yīng)滿足車輛制動需求。交叉口設(shè)計平面交叉口立交橋交叉口設(shè)計需要根據(jù)交通流量、道路等級和地形條件等因素，選擇合適的交叉口類型，例如，平面交叉口、立交橋等。平面交叉口設(shè)計需要合理設(shè)置交通信號、渠化交通流線，提高通行效率和安全性。立交橋設(shè)計需要考慮橋梁結(jié)構(gòu)、交通組織和景觀協(xié)調(diào)等因素。交通控制：目標(biāo)與手段目標(biāo)提高道路通行能力、保障交通安全、減少交通延誤。手段交通信號控制、交通標(biāo)志標(biāo)線、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通管理措施等。交通信號控制定時控制預(yù)先設(shè)定信號配時方案，適用于交通流量穩(wěn)定的情況。感應(yīng)控制根據(jù)交通流量實時調(diào)整信號配時方案，適用于交通流量變化較大的情況。交通標(biāo)志標(biāo)線1指示標(biāo)志指示車輛和行人行駛方向、地點等信息。2警告標(biāo)志警告車輛和行人注意前方危險。3禁令標(biāo)志禁止車輛和行人進(jìn)行某種行為。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)實時路況信息最佳路徑規(guī)劃停車位信息交通管理措施1單行道限制車輛只能沿一個方向行駛，提高道路通行能力。2禁左禁止車輛左轉(zhuǎn)，減少交叉口沖突點，提高通行效率。3可變車道根據(jù)交通流量變化調(diào)整車道行駛方向，提高道路利用率。智能交通系統(tǒng)（ITS）：概念與應(yīng)用概念利用先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，實現(xiàn)交通運輸系統(tǒng)的智能化、信息化和自動化。應(yīng)用先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（ATMS）、先進(jìn)交通信息系統(tǒng)（ATIS）、先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)（AVCS）等。ITS的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集層利用傳感器、攝像頭等設(shè)備采集交通數(shù)據(jù)。1數(shù)據(jù)傳輸層利用通信網(wǎng)絡(luò)將交通數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行摹?數(shù)據(jù)處理層利用計算機(jī)對交通數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。3先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（ATMS）1交通信號控制2交通流量監(jiān)控3事件檢測先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（ATMS）利用先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù)，對交通流量進(jìn)行實時監(jiān)控和控制，提高道路通行能力和安全性。ATMS可以根據(jù)交通流量變化自動調(diào)整信號配時方案，及時檢測交通事故和擁堵事件，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。先進(jìn)交通信息系統(tǒng)（ATIS）1實時路況信息2出行路徑規(guī)劃3公共交通信息先進(jìn)交通信息系統(tǒng)（ATIS）為出行者提供實時交通信息，幫助出行者選擇最佳出行路徑和出行方式，減少交通延誤。ATIS可以通過手機(jī)APP、車載導(dǎo)航等方式發(fā)布實時路況信息、出行路徑規(guī)劃、公共交通信息等。先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)（AVCS）自適應(yīng)巡航車道保持自動泊車防碰撞先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)（AVCS）利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和控制技術(shù)，實現(xiàn)車輛的智能化控制，提高行車安全性和舒適性。AVCS包括自適應(yīng)巡航、車道保持、自動泊車、防碰撞等功能。公共交通：規(guī)劃與運營規(guī)劃線路規(guī)劃、場站設(shè)計等。運營運營調(diào)度、安全管理等。公共交通線路規(guī)劃客流需求根據(jù)客流需求確定線路走向和站點位置。道路條件考慮道路寬度、坡度等因素，選擇合適的線路。公共交通運營調(diào)度1發(fā)車間隔根據(jù)客流需求確定發(fā)車間隔，避免車輛擁擠或空駛。2車輛調(diào)度根據(jù)客流變化實時調(diào)整車輛調(diào)度方案。3應(yīng)急處理制定應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)對突發(fā)事件。公共交通場站設(shè)計候車設(shè)施無障礙設(shè)施信息顯示軌道交通1地鐵在地下隧道中運行，運量大，速度快，適用于大型城市。2輕軌在地面或高架橋上運行，運量較小，速度較慢，適用于中小型城市。3市郊鐵路連接城市中心區(qū)和郊區(qū)，運量大，速度快，適用于長距離出行。停車管理：策略與技術(shù)策略停車需求預(yù)測、停車設(shè)施規(guī)劃、停車收費管理等。技術(shù)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能停車管理系統(tǒng)等。停車需求預(yù)測土地利用不同土地利用類型的停車需求不同。1交通流量交通流量越大，停車需求越高。2出行方式不同出行方式的停車需求不同。3停車設(shè)施規(guī)劃1路內(nèi)停車2路外停車3立體停車停車設(shè)施規(guī)劃需要根據(jù)停車需求預(yù)測結(jié)果，合理規(guī)劃路內(nèi)停車、路外停車和立體停車等設(shè)施，滿足停車需求，提高土地利用率。停車收費管理1價格杠桿2收費方式3差異化收費停車收費管理可以通過價格杠桿調(diào)節(jié)停車需求，引導(dǎo)車輛合理停放?？梢圆捎糜嫊r收費、計次收費等方式，并實行差異化收費，例如，高峰時段提高收費標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵使用公共交通。停車誘導(dǎo)系統(tǒng)車位信息路徑導(dǎo)航預(yù)訂服務(wù)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)為駕駛員提供停車位信息，引導(dǎo)駕駛員快速找到空余停車位，減少巡游時間和交通擁堵。停車誘導(dǎo)系統(tǒng)可以通過電子顯示屏、手機(jī)APP等方式發(fā)布停車位信息、路徑導(dǎo)航等。行人與非機(jī)動車交通：安全與設(shè)施安全保障行人與非機(jī)動車交通安全。設(shè)施提供行人過街設(shè)施、自行車道等。行人過街設(shè)施人行橫道在道路上劃定人行橫道線，指示行人過街位置。過街天橋在道路上方修建天橋，供行人過街，避免與車輛沖突。自行車道設(shè)計1獨立式自行車道與機(jī)動車道完全隔離，安全性高。2半獨立式自行車道與機(jī)動車道部分隔離，安全性較高。3混合式自行車道與機(jī)動車道混合行駛，安全性較低。無障礙設(shè)計坡道盲道無障礙廁所交通安全：事故分析與預(yù)防事故分析統(tǒng)計分析、原因分析等。事故預(yù)防安全改善措施、交通安全宣傳等。交通事故統(tǒng)計分析事故類型統(tǒng)計不同類型的交通事故數(shù)量和比例。1事故地點統(tǒng)計交通事故高發(fā)地點。2事故時間統(tǒng)計交通事故高發(fā)時間段。3交通事故原因分析1人為因素2道路因素3車輛因素交通事故原因分析需要從人為因素、道路因素和車輛因素等方面進(jìn)行分析，找出事故發(fā)生的根本原因，為制定交通安全改善措施提供依據(jù)。人為因素包括駕駛員疲勞駕駛、酒后駕駛、超速行駛等，道路因素包括道路設(shè)計缺陷、交通標(biāo)志標(biāo)線不清晰等，車輛因素包括車輛安全性能差、車輛維護(hù)保養(yǎng)不到位等。交通安全改善措施1交通安全宣傳2道路安全改善3車輛安全管理交通安全改善措施包括交通安全宣傳、道路安全改善和車輛安全管理等方面。交通安全宣傳旨在提高公眾的交通安全意識，道路安全改善包括優(yōu)化道路設(shè)計、完善交通標(biāo)志標(biāo)線等，車輛安全管理包括加強(qiáng)車輛安全性能檢測、定期進(jìn)行車輛維護(hù)保養(yǎng)等。交通環(huán)境：影響與治理噪聲污染空氣污染景觀破壞交通環(huán)境問題包括交通噪聲污染、交通空氣污染和交通景觀破壞等。交通噪聲污染影響居民生活質(zhì)量，交通空氣污染危害人體健康，交通景觀破壞影響城市形象。需要采取相應(yīng)的治理措施，減少交通對環(huán)境的影響。交通噪聲污染控制措施設(shè)置隔音屏障、限制車輛鳴笛、優(yōu)化道路設(shè)計等。監(jiān)測定期監(jiān)測交通噪聲水平，評估噪聲污染程度。交通空氣污染尾氣排放減少汽車尾氣排放，推廣新能源汽車，提高燃油效率。揚塵污染加強(qiáng)道路清掃保潔，控制施工揚塵，綠化道路兩側(cè)。交通景觀設(shè)計1綠化在道路兩側(cè)種植綠化，美化道路環(huán)境，改善空氣質(zhì)量。2照明合理設(shè)置道路照明，保障夜間行車安全，營造良好的夜景效果。3設(shè)施精心設(shè)計交通設(shè)施，如候車亭、交通標(biāo)志等，使其與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。可持續(xù)交通：理念與實踐綠色交通集約交通公交優(yōu)先綠色交通1新能源汽車推廣電動汽車、燃料電池汽車等新能源汽車，減少尾氣排放。2自行車鼓勵自行車出行，建設(shè)自行車道網(wǎng)絡(luò)，提供自行車租賃服務(wù)。3步行改善步行環(huán)境，建設(shè)步行街區(qū)，鼓勵步行出行。集約交通高密度開發(fā)在城市中心區(qū)進(jìn)行高密度開發(fā)，減