交通工程学课件

交通工程学主讲卢国胜E_mail:lu_guosheng@163.com西南科技大学网络教育系列课程关于交通的思考辞海：交通是各种运输和邮电通信的总称。

人和物的运转与输送；

语言、文字、符号、图象等的传递播送。

交通与信息通信本来同源（交通及其信息化关联）；

交通的要素是：需求-人、物的运转（以人为本、公交优先的依据）；供给-传输；

交通的效率：人、物的高效率运转与传输(运行与运营的效率)；

城市交通的基本功能（交通是城市的命脉,没有交通便没有城市）。

必要客流、物流的移动;

移动方式：空运、海运、铁路运输、公路运输、管道运输。

本课程主要学习公路运输工程学第一章绪论本来没有路，走的人多了就成了路；远古时代的交通：行走是人类文明的第一步；船的使用、马与马车的使用、轿子的使用；火车、汽车、飞机、火箭的出现与使用等。1.绪论一、交通与城市衣食住行：已成世界性难题城市是由建筑与交通及生态环境(决不只是绿化)组成：建筑是凝固的艺术、交通是连接静态建筑的动态风景线；交通设施建设用地占城市用地10%-40%；交通设施投资成为城市建设投资的主体；交通需求非刚体，具有可压缩性.1.绪论二、交通问题、交通设施规划、建设与利用1.基本交通问题交通事故交通阻塞交通污染

交通问题及其改善措施归纳交通问题状态表现成因中国特征ITS型对策交通阻塞设施间交通排队、交通方式间阻塞物理瓶颈、虚拟（秩序）瓶颈、供需矛盾、事故秩序混乱型交通阻塞、交通规划设计不当型阻塞交通诱导与控制整合系统，紧急救援系统,APTS交通事故碰撞、抛锚、落物当事者控制力失常、车辆故障、运输管理不当人为事故、质量事故居多安全驾驶辅助系统、自动驾驶系统特殊交通问题超长、超重、超高车辆及特种物品运输特殊需要、违章运输超长、超重、超高现象严重检测及管理系统交通环境废气、噪音、振动、土地资源占用等阻塞、设施规划/设计与建设阻塞型环境污染、振动降低交通阻塞，改善公共交通和运载工具等交通不便目的地、交通线路、停靠站、换乘点寻找与利用不便无信息服务，或信息不能共享信息化程度低、不重视系统功能的实现、系统缺乏整合提供信息服务，加强信息共享1.绪论交通问题是世界性的问题1.绪论2.关于交通基础设施规划、建设与利用

城市交通基础设施的建设规模与基本功能（交通规划）；交通设施的功能及其建设位置与形式（设计交通-交通设施的“建筑师”）；设施建设与有效利用的关系（交通管理）问题等。1.绪论交通问题的主要成因城市规划的不当：土地使用性质、人口的分布不当；交通规划不当：交通设施规模、设施分布（空间分布）、设施结构（不同规格的设施）、交通系统结构（公共交通和个体交通、大容量交通和小容量交通系统结构）不当；交通设施的设计不当：不重视交通功能的交通设施设计，土木工程为主的设施设计；交通设施的使用不当：城市管理和交通管理的技术和手段滞后；交通政策的不当：不当的决策过程和建设与投资政策，影响上述工作的合理化，影响投资与运营效益的发挥。交通问题、基本成因及ITS对策归纳交通问题状态表现成

因中国特征ITS型对策交通阻塞设施间交通排队、交通方式间阻塞物理瓶颈、虚拟（秩序）瓶颈、供需矛盾、事故秩序混乱型交通阻塞、交通规划设计不当型阻塞交通诱导及其与控制整合，紧急交通救援系统交通事故碰撞、抛锚、落物当事者控制力失常、车辆故障、运输管理不当人为事故、质量事故居多安全驾驶辅助系统、自动驾驶系统特殊交通超长、超重、超高车辆及特种物品运输特殊需要、违章运输超长、超重、超高现象严重检测及管理系统交通环境废气、噪音、振动、土地资源占用等阻塞、设施规划/设计与建设阻塞型环境污染、振动降低交通阻塞，改善公共交通和运载工具等交通不便目的地、交通线路、停靠站、换乘点寻找与利用不便无信息服务，或信息不能共享信息化程度低、不重视系统功能的实现、系统缺乏整合提供信息服务，加强信息共享1-1交通工程的定义、产生与发展一、交通工程学的定义

20世纪40年代交通工程学科作为一门独立的学科刚建立时，美国交通工程师学会下的定义是：交通工程学是道路工程学的一个分支，它研究道路规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站、毗邻区域用地与各种交通方式的关系，以便使客货运输安全、有效和方便。

澳大利亚著名交通工程学家布伦敦教授则认为：交通工程学是关于交通和出行的计测科学，是研究交通流和交通发生的基本规律的科学，为了使人、物安全而有效地移动，将此学科的知识用于交通系统的规划、设计和运营。1-1交通工程的定义、产生与发展1983年，世界交通工程师协会《会员指南》提出：交通工程学是运输工程学的一个分支，它涉及到规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站毗连用地与其他运输方式的关系。前苏联学者把交通工程学定义为：研究交通运输的规划和对交通、道路结构、人工构造物影响的科学。英国学者则认为，道路工程中研究交通用途与控制、交通规划、线形设计的那一部分称为交通工程学。1-1交通工程的定义、产生与发展我国《交通工程手册》给出的定义：交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系，探讨道路交通规律，建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法，以及有关设施、装备、法律和法规等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。我国著名的交通工程学者给出的定义：交通工程学是研究交通发生、发展、分布、运行及其规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、营运、管理、安全的理论、方法以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术科学。1-1交通工程的定义、产生与发展1-1交通工程的定义、产生与发展二、交通工程学的作用三、交通工具的变革与交通工程的发展

1.步行交通时代

2.马车交通时代

3.汽车交通时代：19世纪末

4.高速公路时代：20世纪30年代

5.智能交通时代：20世纪60年代1-1交通工程的定义、产生与发展四、交通工程学科的建立与发展1939年形成于美国；1940年后欧洲也发展起来；1950年以后澳洲（新南威尔士大学）；1960年代日本的发展（京都大学）；1978年中国的发展。1.基础理论形成阶段（20世纪30年代初-40年代末）2.交通规划理论形成阶段（20世纪50年代初-70年代初）3.交通管理技术形成阶段（20世纪70年代初-90年代初）4.智能化交通系统研究阶段（20世纪年代中期开始）1-2交通工程学科的内涵、外延、性质与特点一、交通工程学科的内涵（范围）交通特性：人、车辆、道路时空分布规律与交通流的特性；交通调查：交通流量，交通速度，交通密度，客、货流OD量，交通延误，交通的时间与空间的分布，居民出行，通行能力，客、货运流量，停车，交通环境，交通安全和事故等的调查；城市公共交通系统：公共交通的方式、公交交通车辆、公交线路规划理论、方法及交通信号配时优化等；交通流理论：不同运行状态的运行规律、流量、流速与密度等基本交通特性与主要参数之间的关系，目前使用的主要方法有：概率方法、流体力学方法、排队论、跟驰理论和交通动力学等诸多方法，及宏观与微观的理论的表达模型与方法等；1-2交通工程学科的内涵、外延、性质与特点交通规划的理论与方法：交通预测、分配、规划理论与模型、城市道路与公路网络规划及线形设计理论与方法等；交通组织管理与监控、诱导理论、技术与方法；交通事故的预测、预防，交通安全的评价、对策与违法处理；停车需求与停车设施的规划、设计、管理；交通环境保护、道路景观规划设计研究；自行车交通的特性、通行能力、使用条件以及线路的规划设计；道路交通立法、条例等；新交通体系以及各种交通设施。1-2交通工程学科的内涵、外延、性质与特点二、交通工程学的外延（相关学科）社会科学方面：社会学、管理学、心理学、经济学、法学、行为科学。自然科学方面：数学、系统工程学、统计学、物理学、动力学、预测学、汽车学、电子学、运输学、控制理论。工程方面：道路工程、土木工程、城市规划、轨道工程、环境工程、运输工程、功效学、隧道工程、岩土工程、电子计算机技术等。从内容性质方面来分，既有基本理论与方法，又有技术基础与计测技术，还有专业理论与仿真。交通工程学自然科学工程技术社会科学1-2交通工程学科的内涵、外延、性质与特点

三、交通工程学的性质交通工程学科是一门发展中的综合性学科，它从交通运输的角度，把人、车、路、环境与能源作为统一的有机整体进行研究和应用。

就学科性质而言，它既从自然科学方面研究交通的发生、发展、时空分布、分配、车辆运行、停驻的客观规律，并作定量的分析计算、预测、规划、设计与营运等，又从社会科学方面研究交通有关法规、教育、心理、政策、体制与管理等。因此，交通工程学是一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科。1-2交通工程学科的内涵、外延、性质与特点四、交通工程学科的特点

1.系统性

2.综合性

3.交叉性

4.社会性

5.超前性

6.动态性学科特点综合性交叉性社会性超前性动态性系统性1-3我国交通工程学科的发展一、古代道路交通工程简况二、近、现代交通工程的发展1-3我国交通工程学科的发展

三、我国交通工程学科的进展及公路发展现状

1.交通调查:1979年全国第一次设立交通量观测站,进行交通量与速度的观测调查.2.交通规划的理论与方法研究:东南大学,北京工业大学;1980年国家计委、国家经委、交通部联合颁布了国道网规划,确定首都放射线12条、北南纵线28条、东西横线30条共70条国道。

3.道路线形设计理论北京工业大学提出了道路线形新理论;4.高速公路及其监控系统等:第一条高速公路—台湾省纵贯南北的高速公路。

5.城市交通自动控制系统:1972年交通部公路科学研究所研制的单点定周期红绿灯信号控制机.6.交通管理:7.交通评价理论与评价方法:8.实施GBM工程:1-3我国交通工程学科的发展我国公路发展状况:公路网规模不断扩大。2010年底，全国公路总里程达400.82万公里，全国公路密度为41.75公里/百平方公里;高速公路网络更加完善。全国高速公路达7.41万公里，居世界第二位，其中，国家高速公路5.77万公里，全国高速公路车道里程为32.86万公里。“五纵七横”12条国道主干线提前13年全部建成。11个省份的高速公路里程超过3000公里。等级公路所占比重明显提高。全国等级公路里程330.47万公里，等级公路占公路总里程的82.4%，二级及以上公路里程44.73万公里，占公路总里程的11.2%；路面状况显著改善。全国有铺装路面和简易铺装路面公路里程244.22万公里，占总里程的60.9%，各类型路面里程分别为：有铺装路面191.80万公里，其中沥青混凝土路面54.25万公里，水泥混凝土路面137.55万公里，简易铺装路面52.42万公里，未铺装路面156.60万公里；1-3我国交通工程学科的发展各行政等级公路里程分别为：国道16.40万公里、省道26.98万公里、县道55.40万公里、乡道105.48万公里、专用公路6.77万公里、村道189.77万公里；农村交通条件进一步改善，通硬化路面的乡（镇）占全国乡（镇）总数的96.64%，通硬化路面的建制村占全国建制村总数的81.70%，全国通公路的乡（镇）占全国乡（镇）总数的99.97%，通公路的建制村占全国建制村总数的99.21%;公路桥梁、隧道总量持续增加。全国公路桥梁达65.81万座、3048.31万米，其中，特大桥梁2051座、346.98万米，大桥49489座、1167.04万米。全国公路隧道为7384处、512.26万米，其中，特长隧道265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米；养护、绿化公路里程所占比重继续提高。全国公路养护里程387.59万公里，占公路总里程的96.7%，全国公路绿化里程194.34万公里，占公路总里程的48.5%。1-3我国交通工程学科的发展四、我国交通现状

1.综合运输

2.公路交通

3.城市交通其中问题：

1.总量不足。美国通车里程630万公里，日本通车里程130万公里。

2.基础设施、技术标准偏低、服务水平低、路网结构不完善。

3.地区发展不平衡，东部与发达国家相同，西部达不到平均水平。

4.管理水平不高。1-3我国交通工程学科的发展五、我国交通工程学科近期的研究任务1.交通流理论方面基础研究①交通流三参数关系模型与车辆运行特性的研究；②各类交叉口规划、设计与评价的理论及方法的研究；③复杂交通条件下交通流模拟仿真系统的研究；④不同交通组成、不同道路车头时距的分布特性与可接受间隙的研究；⑤道路网络总体通行能力的理论与计算方法的研究；⑥混合交通条件下的交通流理论、运行与管理的研究。1-3我国交通工程学科的发展2.城市交通规划理论与方法研究

①城市交通规划中规划化的交通调查内容、方法研究；②城市交通需求预测理论与方法规范化的研究；③城市交通网络计算机模拟技术的研究；④城市交通网络规划理论与方法的研究；⑤城市交通规划方案评价技术的研究；⑥城市公共交通系统优化理论与技术的研究；⑦城市交通规划快速反应系统的理论与方法的研究；⑧现代先进科学方法在城市交通规划中应用的研究。1-3我国交通工程学科的发展3.区域综合交通运输规划理论与方法研究①区域交通运输系统数据收集、处理和建模技术的研究；②区域交通运输系统客、货需求预测理论与方法的研究；③区域交通运输网络规划及优化理论与方法的研究；④区域交通运输枢纽和通道布局理论与方法的研究；⑤区域交通运输系统评价理论与方法的研究；⑥区域交通运输系统决策理论与方法的研究。1-3我国交通工程学科的发展4.适应我国交通特点的交通控制理论与方法研究①区域交通控制软件系统开发与实施的研究；②区域交通控制系统设备与配套技术的研究；③高等级公路情报采集与信息传输、监控技术的研究；④高等级公路与城市道路的交通管理体制、理论方法与设施的研究；⑤高等级公路立交规划设计与评价理论与方法的研究。1-3我国交通工程学科的发展5.交通综合治理方面的理论、方法与措施①适应现代交通要求的城市形态与规模的研究；②减少客、货出行与运输距离的土地利用合理布局研究；③城市交通网络形态与性能的优化与评价的研究；④城市交通方式的合理结构研究；⑤城市交通治理的理论模式、规范化方法及程序的研究；⑥城市交通管理体制理论模式与方法的研究；⑦自行车交通特征、适用条件及其路网的规划设计原则与评价方法的研究；⑧停车场需求(机动车与自行车)预测规划设计理论与方法的研究。1-3我国交通工程学科的发展6.可持续发展的城市交通运输系统研究①可持续发展的城市交通系统模式研究；②高度信息化社会条件下的城市交通需求预测技术研究；③城市交通的资源(能源、土地)消耗预测及评价技术研究；④城市交通系统的环境(气环境、声环境)影响预测及评价技术研究；⑤可持续发展的城市交通系统规划理论与方法研究；⑥城市公共交通(公交、地铁、轻轨)优先发展保障体系研究；⑦城市交通系统可持续发展保障体系研究。1-3我国交通工程学科的发展7.智能交通系统(ITS)基础理论研究

在我国，全面开展ITS研究的条件尚不成熟，可针对我国的实际情况，开展以下几个方面的研究工作：①城市公共交通系统信息化管理技术