城市交通工程应用技术研究

应用技术研究一、综述城市交通是城市社会活动、经济活动的纽带和动脉，对城市经济发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。近几年来，随着人口的增长，国民经及城市化进程的推进，在我国许多大、中城市出现了严重的交通拥挤及堵塞现象，严重影响了城市居民生活的提高及城市经济的发展。要从根本上解决城市交通，就必须加快我国道路交通基础设施的现代化建设及现代化管理，而充分利用国工程应用技术，是加快实现我国交通现代化的基本途径。早在五六就已认识到交通对社会经济发展的重要作用，因而对城市交通的规划、建设、管理等进行了大量的研究，提出了综合交通系统与土地利用互相作用的城市交通基础设施建设的决定。从70年代开国家在强化交通基础设施建设的同时，进一步提出了交通需求管理技术，研市交通需求总量，制定限制小汽车出行的政策，兴建大运量交通系统及与之通运输体系，但交通需求的继续增长使得阻塞现象仍很严重，这些国家把主要精力放在现有交通网络的现代化管理上，通过引进高新技术来提高交通网络的运输能力，以缓解交通紧张状况。如目前欧共体、美国、日本正在开发中的车辆线路诱导系导行系统、智能化车路系统等都是利用高新技术提高交通网络运输能力的交出这重点与当时的国民经济发展水平、科技发展阶段与经济发达时期的管理阶段。在经济发处于开发过程中，随着城市的不断开发，经济的不断发展，交通需求急剧上通基础设施远远不能满足交通运输要求。这一阶段的城市交通主要工作是进行大规模的城市交通基础设施建设，相应的研究内容主要为城市交通规划的理论与方达时期，社会经济发展平稳且较慢，城市已基本完成其开发过程，并且已建市交通网络系统，但交通需求量仍有一定程度的增加，交通紧张状况依然存的城市交通工作重点是解决有限的道路交通运输能力与不断膨胀的交通需求猛，交通“改前，我国国民经济发展缓慢，城市交通需求量也很小，尽管当时的城市交通展，交通需求量的增长基本上与国民经济的增长同步，机动车尽管国家在城市交通基础设施建设方面投入了大量的财力、物力，但由于交通度，其他的城市情况类似。交通基础设施建设速度远远落后于交通需求增长速城市交通管理设施落后、管理水平不高，现有道路交通设施的运输能力得不到充分利用而造成交通阻塞我国国内经平衡，沿海城市较内地城市发展要快，北京及部分沿海城市已初步建成了较完通网络。但由于这些城市的交通管理设施落后，管理人员缺乏，管理水平不形成的道路交通网络系统没有发挥其应有的运输效率，加重了城市交通的阻够完门执法不严，市民遵守交通法规的观念淡薄，交通违纪现象很普遍，时常造成面紧张的主要原因是城市交通基础设施建设速度远远跟不上交通度。加快我国城市交通基础设施的建设，尽快形成基本适应交通需求的城市是我国城市交通建设的当务之急。这一方面的理论研究应包括：城市综合交城市交通专项规划的理论与方法，交通需求预测技术，城市交通建设与城市地开发之间的相互作用关系，大运量城市客运系统规划技术，城市交通网络市交通基础设施优化建设方法，城市交通技术经济评价方法，城市交通基础市的开发及管理设施的建设，形成适合我国混合交通特点的现代化城市交通管国城市交通建设的重点之一。这一方面的理论研究应包括：交通流基本特信息系统，交通需求管理技术，城市交通区域控制理论，车辆线路诱导系告国近期城市交通基础设施建设及中远期现代化城市交通管理的基础理论、方用的交通工程应用技术的现状、发展方向与目标及其研究途径与措施。具体交通信息是进行城市交通研究的依据，进行城市交通、建设及城市交通管理的基础。城市交通信息极其丰富，种类繁多，就其时效性可分为实时交通信息及历史交通信息，就其性质可分为动态交通信息(车流的交通(1)用于城市交通规划的交通信息系统城市交通规划在城市的建设及发展过程中起着用，进行城市交通规划需要大量的城市交通信息，其中，最主要的交通信息分布、居住分布、就业分布、土地利用及其分布)。这些交通信息在交行现状交通评价及未来交通预测的直接依据。国外经济发达国家比较重视这收集与积累。早在五六十年代，欧美发达国家当时处于城市交通基础设施建交通设施的规划与建设成为当时交通工程的研究重点，为了配合交通规划工，许多大中城市都相继进行了大规模的交通调查，并建立了标准化交通信息交通信息数据库在当时的大规模交通规划及后来的城市交通规划滚动、调整要的作用。一方面，这些交通信息数据库为交通规划及交通规划滚动中的交预测提供了坚实基础，使规划及规划滚动科学、合理，另一方面，这些规范数据库为没有进行大规模交通调查的城市提供了样板，这些城市可以不进行查而直接从规范化交通信息数据库中调用同类城市的交通信息进行类比，便通规划，不仅大大节省了调查经费，而且大大缩短了城市交通规划工作的周展时期，造成城市交通全面紧张的主要原因是城市交通基础设施的建不上城市交通需求的增长速度，为了改变这一状况，一个大规模的城市交通大规模的综合交通调查，无疑这些交通调查成果对相应城市的交通设施规重要作用。但从交通信息系统的角度来看，存在着许多不足，有待于进一步的深度，还是对一些主要特征指标的定义均无统一的标准，造成城市之间的对居民“出行”的定义，就没有明确的标准，有的城市定义为居民在空间上，如果能形成一个国家级的标准化交通信息数据库，为没有做过交通调查的城市提供类比分析的依据，必将能产生巨大的经济效益。但我国目前不仅没有形成国家连各城市本身也很少形成数据库，不少城市在交通规划结束后，交通调查资待规划滚动时，需重新进行调查。有些城市，虽进行了大规模的综合交通调时，仅少量调查结果被应用，大部分被浪费。总体来说，目前我国的交通调人工方法，自动化程度很低。如交通流量、车速等信息的采集基本上还是用化的交通检测手段没有被普及；居民出行调查常采用家访法；土地利用、人口分布等信息用原始的图上量面积方法，扫瞄仪等现代化设备没有被广泛应用。tem计算机软硬件支持的空间和空间属性数据库的地理信息系统，由于它的综合功能、广泛策中的综合效能，最近十多年得到了迅猛发展。特别是近几十年计算机、编辑、查询、检索、显示和管理，以及对这些信息进行化仪、扫描仪等将图片数字化，或通过实地测量获得的数据以及空间物体构的形式组织、分类、整理、运算，并进行综合管理，为用户相应的操输出全部或选择性的部分数据或图形信息，为用户提供直观的图象和图划。因为城市交通规划所要处理、分析的数据量巨大、数字模型复杂、规划辅助工具，在我国当前大规模的城市交通规划建设时期，在城市交通规划中交通工程问题的能力，如交通需求预测、车流路径选择、道路通行能力分快的是美国，近几年来已有上百个交通工程GIS软件问世，由美国凯力浦(Caliper)公司GIS用的一个成功的例子。市(洛阳、沙市和常州)的城市建设项目建立城市规划管理信息系统，标志着我国城市地理白。(3)用于现代化交通管理的城市交通信息系统城市交通信息系统不仅在城市中起着十分重要的作用，它同样是进行城市交通现代化管理的基础，倍受重视。在这些国家，城市交通工程建设已进入现代化的交通管理阶段，其交通设施的运输能力及运输效率，以缓解交通紧张状况。而进行交通需求管理及交通系统管理的基础，都是城市交通信息(特别是实时、动态交通流信息)的获取与重视城市交通信息系统，投入了大量的财力、物力、人力进行研究与Trafficlnformation)的研制与开发，包括道路交通信息的获取、传送、管理及数据库系管理信息系统、旅行交通信息系统、集成化城市交通管理信息系统、集成化城际信息系统、驾驶员救援与合作驾驶信息系统、货运与车队管理信息系统及公共交于大时期，城市交通基础设施的规划、建设是我国当前的当务之急，但由于经济发展，我国部分沿海城市将率先进入现代化行列，城市现代化交通管理技术的研究与早开展。我国目前对在城市现代化交通管理中起基础作用的交通管理信息系统尚模城市交通基础设施建设的要求，要统一城市交通规划的交通调查标准，建立全通信息系统研究内容(1)规范化城市交通调查内容、调查技术、调查方法研究研划的规范化调查项目、调查内容、调查方法及调查技术；研究不同层次规划(远景城市发展战略规划、中长期城市综合交通规划、近期城市交通治理规划、城市交通滚动规划)的调查内容及调查方法；建立规范化交通调查指南。(2)城市交通规划信息数据库技术开发开发城市交通规划信息数据库技术，收集国内已调查的城市交通信息性质、区域规模、人口规模等建立数据库，研究城市交通规划信息数据库的维护及更新技术。(3)出行特征参数与城市性质、规模相关关系研究广泛收集国内的城市交通调查资料，研究并建立居民出行特征参数(如居民平均日出行次数、各目的出行次数、交通方式比例)、车辆出行特征参数(如车辆平均日出行次数、平均出行距离)、城市规模的相关关系，供同类城市进行交通规划或规划滚动作类比、参GIS开发适合于我国城市交通工GIS所特有的交通数据获取功能，增加交通分析功能(如网交通数据统计功能、交通需求预测功能、道路网络规划功能、公共交通线网规划功能)，建立交通工程标准数据库(如各种图示图例、道路规划标准、交通信号灯标准、交通状况标准等)；研究已有的交通工程标准软件与GIS的接口技术或转换技术。交通信息系统的结构、内容，研究静态交通设施信息、为主要服务对动态交辆与居民出行需求信息、公共交通线路运行信息、交通事故信息等系统的集系统、城市交通控制系统的集成技术。三、包括交通量时空分布规律、道路容量、交通量、车速，交叉口排队、延误，交通事故等们都是进行城市交通规划、建设、管理与控制的基础，前者主要为城市交通展与现状(1)城市交通需求预测技术城市交通需求预测(或城市交通需求分析)是的主体部分，其目标是通过对现状交通需求与现状城市土地利用之间的相关据未来土地利用规划预测未来各类交通需求的发生、分布及其在城市交通基美发美发达国家的大规模城市建设已基本完成，交通工程重点逐步转移到城市交制，除了出行分配预测模型由于在交通管理中得到广泛应用而得到进一步研他预测模型的研究渐渐受到冷落规划及交通需求预测的研究起步较晚，80年代才开始较大规模我国城市交通规划界，研究活动最活跃的有三支研究队伍：东南大学运输工程研究所、中国城市规划设计研究院城市交通研究所及同济大学道路与交通工程研究所。他们在各自承接的城市综合交通规划实践中，已摸索出了一套符合中国国情的城市交通规划方法测技术，在当前我国的大规模城市交通基础设施规划建设中，起了很大型作了很大改进，但在整标定并预测未来的交通需求，这种预测方法对已具规模的城市，已趋于稳定的城市十分有效，因而在国外发达国家的城市交通规划滚动中被广规模及布局与现状相差很大，完全套用“四阶段”模式必然会造成预测的偏差规划为前提，城市规划的各项控制参数及用地指标是城市交通预测及规划的依通规划及城市规划均有不同的层次。城市交通规划一般可分为城市交通发展战市综合交通规划、城市交通近期治理规划及城市交通滚动规划等几个层次，城纲要)、城市总体规划、城市分区规划等。不同层次的一样。目前，我国还没有形成城市规划一交通预测一城市交通规划协调系城市交通规划与城市规划不协调。某些城市在进行详细的城市综合交通规划发展战略规划为依据，尽管进行了相当详细的交通需求预测，但由于预测基预测结果的可信度很低。而有些城市在进行纲要性的城市交通发展战略规划城市分区规划资料作为基础，进行相当复杂的交通需求预测，以此为基础的规划有“头重脚轻”之感。城市交通规划，城市交通需求预测技术及作为基规划之间尚未形成一一对应的协调系统。另一方面，国内多数城市的城市交规划分别进行，很少真正形成城市交通规划对城市规划的反馈作用，有些城市的交通规划只起到了根据城市总体规划(或分区规划)中的土地利用布局规划，进行交通需求预测，对城市规划提出的道路网络进行交通质量评价而已，没有真正起到城市交通的规划作用及对城市规划(特别是土地利用布局、城市发展方向)的反馈作用。3)专项熟。为了吸引外资，加速城市的开发过程．城市政府部门往往在进行城市规土地作为开发区，供外商投资开发，有些城市的开发区达整个城市发展区域面积的10％左右，开发区的土地利用性质在城市规划中往往没有规定，如何科学地预测需求，目前仍未解决。随着“改革、开放”的深入，城市流动人口增长很所占的比例，远远超过此数。但目前尚无科学预测城市流动人口总量、出行分布规律的方法。最近几年，大运量轨道交通(地铁及轻轨)作为缓解城市客运交通紧张状况的有效手但目前尚无公认的大运量轨道交通线路客流预测方法，一些城市在进行地铁可行性论证时，往往根据轨道交通线路的立项要求进行框算．并未真正做到(2)城市交通运行特征预测技术城市交通运行特征指标道路交通量及其时空分布、车速、交叉口排队和延误通设计中设施规模的确定、交通规划中路网方案的评价、交通控制中控制策略的制定、交通管理中管理措施的制定的直接依据，尤其在现代城市交通管理中特别重的交入现代化城市交通管理与控制阶段后，已基本形成了较成熟的预测技术。如叉口流量预测的动态连续式交通分配技术，已经能模拟一天交通需求的变化及交通规划中广泛应用。交叉口排队及延误预测的实变排队模型及同轴转换技术，能模通需求下的排队及延误形成与消散的动态过程，被广泛用于交通控制及线路些国家在通行能力的分析、行驶时间预测(车速与交通负荷相关关系)、交通，通交通预测系统发展目标在已有研究成果及众多城市交通规划实践的基础上，分析、研究我国市场经济条件下城市经济快速增长及城市交通需求发展规律，建立适合我国社会主义市场经济体制的城市交通需求预测理论体系，及城市规划一城市交通规划一交术。开展城市交通特征指标预测的研究，为最终形成现代化城市交通管术研究研究常规的“四阶段”交通需求预测模式在我国的适用范围，研究在我国市场交通需求发生、吸引、分布规律及其预测模型，研究在机非混合交通条络交通分配理论、动态连续式城市交通需求网络分配方法及其在大规模市规划与城市交通规划协调预测技术研究研究与城市土地利用之间的相关关系，不同层次城市交通规划所需的规范化城市其与不同层次城市规划的对应关系。建立使城市交通规划真正能对城市规城市规划一交通需求预测一城市交通规划一城市规划一体化的规范化预测系统。(3)城市交通规划专项预测技术研究研究在“改革、开放”新形势下所出项预测技术。如城市流动人员的总量、出行特征及其分布预测技术，城市预测技术，地铁、轻轨线路的客流吸引范围、线路客流分布预测技术，地(4)城市交通技术经济评价方法研究研究城市交通规划方案或大型城市交通基础设施建设的技术经济评价指标体系及评价方法。(5)城市交通运行特征预测技术研究研究在我国混合交通条件交通规划与城市交通管理的城市交通运行特征指标预测技术，包括城市道能力分析技术，道路交通量、车速及交叉口排队、延误预测技术，道路交通路阻函数、交通事故、交通污染预测技术等的开发。四、城市交通应用软件系统城划、设计、运行、管理均需要进行大量基础数据的统计运算及复杂的网络越大，城市现代化程度越高，交通系统分析的复杂程度也越大。一般来统的规划、设计、运行管理均需要有相应的软件系统支持，否则其结果很统发展及现状(1)城市交通规划系统软件城市交通规划过程中，需对大量的调查数据进行统计分析，需进行高阶矩阵的运算、网络搜索及图象处理，没有计算机作为分析工具是很难进行大中城市的综合交通规划的。国外发达国家非常重视计算机、绘图仪、开发。70年代以来，已有规划软件投入应用，在交通规划中起了重要的作用。代表性的应用软件系统析、矩阵运算、函数计算为三大公用模块，它可以为各种交通模型(如交叉分类出行产生模型、熵模型、重力分布模型、转移曲线或概率出行方式划分模型等)提供支持，并且各市交通规统软件，另一方面，根据我国的交通特点开发适合中国国情的规划软件，并已有较成方式划分、交通分配的可供选择的多种模型、公共交通分析、交通质量分析、交叉口、仪图纸输出等功能。各功能通过控制文件实现，该系统在国内近十个城市的交通规划用。除东南大学外，中国城市规划设计研究院、同济大学、上海机械学院等也开发了少单位开城市交通规划软件，但总体来说，有很多不足。首先，国内城市交通规划软件的开很许多单位在进行的都是相同内容的重复开发工作。其次，国内的规划软件系统不规范没有统一的标准，大部分软件功能不全，深度不够，很难在交通规划实践中推广应用。(2)城市交通管理系统软件欧美发达国家在基本完成了城市交通基础设施的建设，城市交通需求的继续增长，使得交通问题依然存在，这些国家把注意力集中在城市的现代化管理以提高城市交通网络的运输效率上。城市交通的现代化管理包括城市交域控制系统、线路诱导系统、智能化车路系统等，这些系统的行动均以相应的支持软运输研究e