交通运输规划与路线设计作业指导书

交通运输规划与路线设计作业指导书TOC\o"1-2"\h\u30452第1章绪论 3176771.1交通运输规划概述 3211261.2路线设计基本原理 4111381.3交通运输规划与路线设计的关系 48771第2章交通运输系统分析 4263842.1交通运输系统的构成 4212282.2交通需求分析 5612.3交通供给分析 51680第3章交通网络规划 5261023.1交通网络规划的基本理论 6228053.1.1交通网络构成 6211073.1.2交通网络规划目标 666813.1.3交通网络规划原则 6256203.2交通网络规划的方法 6119833.2.1定性方法 6292603.2.2定量方法 691503.3交通网络规划的实践应用 799483.3.1城市公共交通网络规划 7300993.3.2道路交通网络规划 7260903.3.3铁路网络规划 744513.3.4水运网络规划 791373.3.5航空网络规划 720491第4章路线设计原理 7319714.1路线设计的基本要求 734784.1.1合理布局 7202174.1.2安全优先 7176174.1.3经济合理 7143254.1.4环保节能 762574.1.5适应发展 8249474.2路线设计的主要内容 8159944.2.1路线走向 8227734.2.2路线纵断面 8101784.2.3路线横断面 819944.2.4交叉口设计 8196674.2.5辅助设施设计 8120414.3路线设计的技术指标 847144.3.1设计速度 8123954.3.2设计交通量 829224.3.3道路等级 8294634.3.4纵断面指标 9192034.3.5横断面指标 9275404.3.6交叉口设计指标 920816第5章路线几何设计 9185575.1线形设计基本原理 9117185.1.1设计目标 945265.1.2设计原则 936145.1.3设计内容 9138275.2线形设计方法 10260275.2.1平面设计方法 1091815.2.2纵断面设计方法 10307745.2.3横断面设计方法 10110215.3线形设计实例分析 1011473第6章路面结构设计 1168696.1路面结构设计基本理论 11287476.1.1路面结构概述 11258786.1.2路面结构的组成 11276816.1.3路面结构设计原则 1161276.2路面结构设计方法 11159086.2.1经验法 11187776.2.2解析法 11323036.2.3数值法 11113886.2.4综合法 1227166.3路面结构设计实践 1217456.3.1交通荷载分析 1264966.3.2结构层材料选择 12110976.3.3结构层厚度确定 12150866.3.4结构组合设计 1252206.3.5路面结构功能评价 129554第7章交通组织与信号设计 12145327.1交通组织设计原理 1243997.1.1交通组织设计目标 12244127.1.2交通组织设计原则 12326327.1.3交通组织设计方法 1331817.2交通信号设计 13138527.2.1交通信号设计目标 13158947.2.2交通信号设计原则 13294457.2.3交通信号设计方法 1366087.3交通组织与信号设计的实践应用 1341187.3.1城市快速路交通组织设计 13314867.3.2城市主干道交通组织设计 14266367.3.3交叉口信号设计 144803第8章交通安全与环境保护 1429238.1交通安全设计原理 1430038.1.1交通安全概述 1435578.1.2交通安全影响因素 14307958.1.3交通安全设计原则 14142958.2交通安全设施设计 14185988.2.1道路安全设施 1412348.2.2交叉口安全设施 15117008.2.3隧道及桥梁安全设施 15243958.3环境保护与绿色交通 15144658.3.1环境保护概述 15191708.3.2绿色交通发展策略 15168658.3.3环境保护措施 15312128.3.4生态保护与景观设计 1517510第9章交通运输规划与路线设计的经济评价 16286949.1经济评价方法 16253129.1.1投资回收期法 1690559.1.2净现值法 16266219.1.3内部收益率法 16219559.1.4成本效益分析法 16122259.2投融资分析 16300209.2.1投资估算 16127869.2.2融资方案 16320559.2.3资金筹措 16237219.2.4财务分析 17273929.3敏感性分析与风险评价 17104069.3.1敏感性分析 17106559.3.2风险评价 17238429.3.3风险应对措施 1712992第10章案例分析与实践 172640510.1案例分析概述 172282510.2案例一：城市快速路规划与设计 17222910.3案例二：城乡公交路线优化设计 17402710.4案例三：物流园区交通规划与设计实践 18第1章绪论1.1交通运输规划概述交通运输规划是指通过对交通运输系统的发展目标、策略、布局和实施步骤等方面进行系统研究和综合设计，以提高交通运输系统的整体效能，满足社会经济发展需求的过程。它涉及到道路、铁路、航空、水运等多种交通方式的规划，旨在实现运输资源的高效配置，促进区域经济协调发展，降低运输成本，提高运输服务质量。1.2路线设计基本原理路线设计是交通运输规划的核心环节之一，其主要任务是在充分考虑地形、地貌、地质、气候、环境、社会经济发展等多种因素的基础上，合理确定线路走向、技术标准、建设规模等。路线设计基本原理包括：（1）最短路径原理：在保证运输安全、舒适、快速、经济的条件下，寻求两地之间的最短路径。（2）网络优化原理：通过优化交通运输网络结构，提高网络整体运输效能，降低网络运输成本。（3）系统集成原理：将各种交通方式、设施和技术有机地结合起来，形成一个高效、协调、可持续发展的交通运输体系。（4）环境保护与资源节约原理：在路线设计过程中，充分考虑环境保护和资源节约，降低对生态环境的影响。1.3交通运输规划与路线设计的关系交通运输规划与路线设计是相互联系、相互制约的两个方面。，交通运输规划为路线设计提供了目标和依据，明确了路线设计的方向和重点；另，路线设计是实现交通运输规划目标的关键环节，直接影响到规划的实施效果。在交通运输规划过程中，路线设计要遵循规划提出的总体要求，结合实际情况，制定合理的线路方案。同时路线设计的结果也会对交通运输规划的调整和优化产生重要影响。因此，两者之间需要密切配合，形成一个有机整体，以实现交通运输系统的优化和发展。第2章交通运输系统分析2.1交通运输系统的构成交通运输系统是由多个相互关联、相互作用的组成部分构成的复杂系统。其主要构成包括：（1）交通基础设施：包括道路、桥梁、隧道、铁路、机场、港口等固定设施，是交通运输系统的物理基础。（2）交通工具：包括汽车、火车、飞机、船舶等运输设备，是实现人员与货物运输的载体。（3）交通网络：由交通基础设施和交通工具组成，负责连接各个交通节点，实现运输功能的网络体系。（4）交通组织与管理：包括交通规划、交通控制、交通信息服务、交通安全管理等，是保障交通运输系统高效、安全运行的关键。（5）交通参与者：包括企业、居民等，是交通运输系统的服务对象和需求来源。2.2交通需求分析交通需求分析是研究交通运输系统运行状况的基础，主要内容包括以下几个方面：（1）交通需求量：分析不同区域、不同时间段的交通需求量，为交通运输规划和路线设计提供依据。（2）交通需求分布：研究交通需求在空间上的分布特征，为交通网络布局和资源配置提供参考。（3）交通需求结构：分析不同类型交通需求的比例关系，如客运与货运、长途与短途等，为交通运输政策制定和设施建设提供依据。（4）交通需求弹性：研究交通需求对价格、收入、时间等因素的敏感程度，为制定合理的交通价格政策和调控措施提供理论依据。2.3交通供给分析交通供给分析是研究交通运输系统供给能力的过程，主要包括以下方面：（1）交通基础设施供给：分析交通基础设施的建设规模、质量、布局等，评价其满足交通需求的能力。（2）交通工具供给：研究交通工具的技术功能、数量、结构等，评估其适应交通需求的能力。（3）交通服务质量：分析交通运输服务的可靠性、便捷性、舒适性、安全性等方面，评价其满足用户需求的情况。（4）交通供给弹性：研究交通供给对需求变化的适应能力，为交通运输系统调整和优化提供依据。（5）交通供给与需求的匹配程度：通过分析交通供给与需求的关系，为交通运输系统改进和提升提供方向。第3章交通网络规划3.1交通网络规划的基本理论交通网络规划是交通运输规划与路线设计的重要组成部分，其核心目标是优化交通资源配置，提高交通运输效率，降低运输成本，缓解交通拥堵，减少环境污染，促进区域经济和社会的可持续发展。本节主要介绍交通网络规划的基本理论。3.1.1交通网络构成交通网络主要由节点、线路和交通流量组成。节点代表交通线路的起点、终点和换乘点，线路是连接节点的道路或铁路，交通流量表示在一定时间内通过线路的运输需求。3.1.2交通网络规划目标交通网络规划的目标主要包括：满足运输需求，提高运输效率，降低运输成本，保障交通安全，促进环境保护，实现交通与经济的协调发展。3.1.3交通网络规划原则交通网络规划应遵循以下原则：系统性原则、前瞻性原则、科学性原则、实用性原则和可持续性原则。3.2交通网络规划的方法交通网络规划的方法包括定性和定量两大类。以下分别介绍这两种方法。3.2.1定性方法（1）专家咨询法：通过组织专家进行讨论，对交通网络规划方案进行评价和优化。（2）政策导向法：根据国家政策、地区规划和交通发展战略，确定交通网络规划的方向和重点。（3）供需分析法：分析交通供需关系，提出交通网络规划的建议。3.2.2定量方法（1）最短路算法：如Dijkstra算法、Floyd算法等，用于求解网络中的最短路径问题。（2）最大流算法：如FordFulkerson算法，用于求解网络中的最大流问题。（3）网络优化方法：如线性规划、整数规划等，用于求解交通网络规划中的优化问题。3.3交通网络规划的实践应用以下介绍几种典型的交通网络规划实践应用。3.3.1城市公共交通网络规划根据城市规模、人口密度、用地布局等因素，合理规划公共交通线路和站点，提高公共交通服务水平。3.3.2道路交通网络规划结合城市地形地貌、土地利用、交通需求等因素，优化道路网络布局，提高道路通行能力。3.3.3铁路网络规划根据国家铁路发展战略，结合区域经济布局和运输需求，规划铁路线路、站点和运输组织方式。3.3.4水运网络规划充分考虑河流、湖泊、海洋等水域条件，规划港口、航道和船舶航线，提高水运效益。3.3.5航空网络规划根据航空公司战略和市场需求，规划航线、机场布局和航班时刻，提高航空运输效率。第4章路线设计原理4.1路线设计的基本要求4.1.1合理布局路线设计应遵循合理布局的原则，充分考虑区域经济发展、土地利用、环境保护和交通安全等方面的要求，保证路线布局的科学性和合理性。4.1.2安全优先路线设计应将安全放在首位，充分考虑地形、气候、交通流量等因素，降低交通风险，保障人民群众的生命财产安全。4.1.3经济合理路线设计应在满足技术标准的前提下，力求经济合理，降低工程成本，提高投资效益。4.1.4环保节能路线设计应充分考虑环境保护和资源节约，尽量减少对生态环境的破坏，提高能源利用效率。4.1.5适应发展路线设计应具有前瞻性，适应未来交通发展和区域经济发展的需求，为可持续发展创造条件。4.2路线设计的主要内容4.2.1路线走向确定路线的大致走向，包括直线、曲线、缓和曲线等，以满足地形、地物、交通流量等要求。4.2.2路线纵断面设计路线的纵断面，包括坡度、坡长、曲线半径等，以满足道路通行能力和安全要求。4.2.3路线横断面设计路线的横断面，包括车道宽度、路肩宽度、排水设施等，以满足道路通行、排水和景观要求。4.2.4交叉口设计设计路线与其他道路、铁路、河流等交叉的部位，包括交叉口类型、通行能力、交通组织等。4.2.5辅助设施设计设计路线沿线的辅助设施，如服务区、停车场、监控设施等，以提高道路的服务水平和安全功能。4.3路线设计的技术指标4.3.1设计速度根据路线功能、交通流量、地形等因素，合理确定设计速度，保证道路通行效率和安全性。4.3.2设计交通量预测并分析路线设计寿命周期内的交通流量，为路线设计提供依据。4.3.3道路等级根据路线功能、交通流量、地形等因素，合理确定道路等级，满足道路通行能力和安全要求。4.3.4纵断面指标包括最大坡度、最小坡长、曲线半径等，保证道路通行舒适性和安全性。4.3.5横断面指标包括车道宽度、路肩宽度、排水设施等，满足道路通行、排水和景观要求。4.3.6交叉口设计指标包括交叉口类型、通行能力、交通组织等，保证交叉口的安全、畅通和高效。第5章路线几何设计5.1线形设计基本原理路线几何设计是交通运输规划与路线设计的重要组成部分，其目的在于保证车辆在道路上安全、快速、舒适地行驶。本节主要介绍路线几何设计的基本原理。5.1.1设计目标路线几何设计应满足以下目标：（1）保证行车安全，减少交通的发生；（2）提高道路通行能力，降低交通拥堵；（3）降低建设及维护成本；（4）符合地形、地貌特点，保护生态环境；（5）满足美观、舒适等要求。5.1.2设计原则路线几何设计应遵循以下原则：（1）符合规范要求，保证道路设计标准；（2）充分利用地形、地貌，降低工程难度；（3）保持线形连续、均匀，避免突变；（4）合理设置超高、加宽、视距等要素；（5）考虑道路与周围环境的协调。5.1.3设计内容路线几何设计主要包括以下内容：（1）平面设计：包括路线平面布置、曲线半径、缓和曲线长度等；（2）纵断面设计：包括纵坡、竖曲线半径、坡长等；（3）横断面设计：包括路基宽度、车道宽度、排水设施等。5.2线形设计方法5.2.1平面设计方法平面设计方法主要包括以下步骤：（1）根据道路等级、设计速度等要求，确定曲线半径；（2）根据地形、地貌特点，选用适当的曲线类型；（3）根据曲线半径、设计速度等，计算缓和曲线长度；（4）结合实际地形，调整曲线位置、长度等。5.2.2纵断面设计方法纵断面设计方法主要包括以下步骤：（1）根据地形、地貌，确定纵坡坡度；（2）根据设计速度、道路等级等，确定竖曲线半径；（3）根据纵坡、竖曲线半径等，计算坡长；（4）结合实际地形，调整纵坡、竖曲线位置、长度等。5.2.3横断面设计方法横断面设计方法主要包括以下步骤：（1）根据道路等级、设计速度等，确定路基宽度；（2）根据车道数量、宽度要求，确定车道布局；（3）根据排水、照明等需求，设置排水设施及附属设施；（4）结合实际地形，调整横断面各部分尺寸。5.3线形设计实例分析以下为一个具体的路线几何设计实例分析：某城市新建一条二级公路，设计速度为80km/h，双向四车道。根据地形、地貌特点，采用以下设计参数：（1）平面设计：曲线半径为600m，缓和曲线长度为60m，采用对称缓和曲线；（2）纵断面设计：最大纵坡为4%，最小竖曲线半径为1000m，坡长为200m；（3）横断面设计：路基宽度为24.5m，车道宽度为3.75m，设置2条紧急停车带。通过以上设计参数，对该路线进行几何设计，保证道路满足安全、快速、舒适等要求。在实际施工过程中，根据地形、地貌等实际情况，对设计参数进行调整，以实现最优路线几何设计。第6章路面结构设计6.1路面结构设计基本理论6.1.1路面结构概述路面结构是公路、城市道路等交通工程的重要组成部分，其功能直接影响着道路的使用寿命、舒适性和安全性。本章主要介绍路面结构设计的基本理论，为实际工程提供设计依据。6.1.2路面结构的组成路面结构通常由面层、基层和底基层组成。面层承受车辆荷载和自然环境的直接作用，基层和底基层主要起分散荷载、传递应力的作用。6.1.3路面结构设计原则路面结构设计应遵循以下原则：（1）保证路面结构的整体强度和稳定性；（2）满足预期的使用寿命和舒适度要求；（3）考虑经济效益和施工条件，合理选择结构层材料和厚度；（4）根据交通荷载、气候条件和地理环境，进行针对性设计。6.2路面结构设计方法6.2.1经验法经验法是根据历史数据和工程经验进行路面结构设计的方法。该方法简单、实用，适用于交通荷载较小、地理环境相似的工程。6.2.2解析法解析法是基于弹性理论、弹塑性理论和断裂力学等理论，对路面结构进行应力、应变分析，从而确定各结构层的厚度和材料。该方法适用于复杂地质条件、特殊荷载作用的工程。6.2.3数值法数值法利用有限元、有限差分等数值分析方法，对路面结构进行三维应力、应变分析。该方法计算精度高，适用于复杂结构的分析。6.2.4综合法综合法是将经验法、解析法和数值法相结合，充分发挥各自优点，对路面结构进行设计。该方法适用于各类工程，具有较高的设计精度和可靠性。6.3路面结构设计实践6.3.1交通荷载分析根据道路等级、交通量和轴载等效原理，计算路面结构在设计寿命期内所承受的累计标准轴载作用次数。6.3.2结构层材料选择结合当地材料资源、工程性质和施工条件，选择合适的结构层材料。6.3.3结构层厚度确定根据交通荷载、材料功能、气候条件和设计原则，确定各结构层的合理厚度。6.3.4结构组合设计根据路面结构设计方法，对各种结构组合方案进行比选，确定最佳结构组合。6.3.5路面结构功能评价对设计完成的路面结构进行功能评价，包括强度、稳定性和耐久性等方面，以保证满足设计要求。第7章交通组织与信号设计7.1交通组织设计原理交通组织设计是保证交通运输系统高效、安全运行的关键环节。本节主要阐述交通组织设计的基本原理和方法。7.1.1交通组织设计目标交通组织设计的核心目标是提高道路通行能力、降低交通拥堵、减少交通、提高运输效率、减轻环境污染，并充分考虑行人和非机动车交通需求。7.1.2交通组织设计原则（1）系统性原则：交通组织设计应从整体出发，充分考虑各种交通方式的相互关系和协调。（2）安全性原则：保证交通组织方案符合交通安全要求，降低风险。（3）实用性原则：交通组织设计应充分考虑实际情况，保证方案可行、经济、有效。（4）动态调整原则：根据交通需求、交通状况的变化，及时调整交通组织方案。7.1.3交通组织设计方法（1）道路分类与功能定位：根据道路在路网中的地位和作用，合理确定道路的分类和功能定位。（2）交通流组织：合理划分车道、设置交通标志、标线，引导交通流有序运行。（3）交叉口组织设计：优化交叉口布局、信号配时、渠化设计等，提高交叉口通行能力。7.2交通信号设计交通信号设计是交通组织设计的重要组成部分，本节主要介绍交通信号设计的相关内容。7.2.1交通信号设计目标交通信号设计的核心目标是提高交叉口通行能力、降低交通拥堵、减少交通。7.2.2交通信号设计原则（1）安全性原则：保证信号设计符合交通安全要求。（2）效率性原则：提高交叉口通行能力，减少交通延误。（3）适应性原则：根据交通流量的变化，调整信号配时策略。7.2.3交通信号设计方法（1）信号相位设计：根据交叉口交通流量、流向，合理设置信号相位。（2）信号配时设计：采用优化算法，如Webster法、GreenWave法等，确定最佳信号周期和绿信比。（3）特殊交叉口信号设计：针对特殊交叉口（如环形交叉口、立体交叉口等）进行专门设计。7.3交通组织与信号设计的实践应用本节通过实际案例，介绍交通组织与信号设计在实际工程中的应用。7.3.1城市快速路交通组织设计以某城市快速路为例，介绍快速路交通组织设计的方法和措施，如车道划分、入口匝道控制、出口匝道设计等。7.3.2城市主干道交通组织设计以某城市主干道为例，分析交通组织设计在提高主干道通行能力、缓解交通拥堵方面的作用。7.3.3交叉口信号设计以某交叉口为例，介绍交叉口信号设计的方法和步骤，以及优化后的信号配时方案。通过以上案例分析，本章节对交通组织与信号设计的基本原理、方法和实践应用进行了详细阐述，为交通运输规划与路线设计提供了有力支持。第8章交通安全与环境保护8.1交通安全设计原理8.1.1交通安全概述交通安全是交通运输规划与路线设计的重要环节，关乎人民生命财产安全。本章主要阐述交通安全设计原理，包括交通安全的基本概念、影响因素和设计原则。8.1.2交通安全影响因素交通安全受多种因素影响，主要包括道路条件、交通环境、车辆功能、驾驶员行为等。在设计过程中，需充分考虑这些因素，保证交通安全。8.1.3交通安全设计原则交通安全设计原则主要包括以下方面：（1）以人为本，关注驾驶员、乘客和行人的安全；（2）预防为主，采取主动和被动措施相结合，降低发生率；（3）科学合理，依据交通工程学、心理学等原理，提高交通安全水平；（4）系统优化，整合各类资源，实现交通安全效益最大化。8.2交通安全设施设计8.2.1道路安全设施道路安全设施主要包括标志、标线、信号灯、护栏等。设计时应充分考虑以下因素：（1）设施的设置位置、类型和数量，应符合相关规范和标准；（2）设施的颜色、形状、尺寸等，应满足视觉识别和引导需求；（3）设施的维护和更新，保证其功能正常。8.2.2交叉口安全设施交叉口是交通的高发区域，安全设施设计应重点关注以下方面：（1）交通组织设计，合理划分车道、设置信号灯和导向标志；（2）人行横道、非机动车道设置，保障行人和非机动车安全；（3）交叉口拓宽、渠化设计，提高交叉口通行能力。8.2.3隧道及桥梁安全设施隧道和桥梁安全设施设计应考虑以下因素：（1）设施的结构安全，保证在恶劣天气和自然灾害下的稳定性；（2）照明和通风设施，保障驾驶员视线和舒适度；（3）紧急疏散设施，提高发生时的逃生效率。8.3环境保护与绿色交通8.3.1环境保护概述环境保护是交通运输规划与路线设计的重要内容，关乎可持续发展。本章主要阐述环境保护与绿色交通的理念、目标和方法。8.3.2绿色交通发展策略绿色交通发展策略包括：（1）优化交通结构，提高公共交通和非机动出行比例；（2）推广清洁能源和节能技术，降低交通运输能耗；（3）实施交通需求管理，减少机动车出行总量。8.3.3环境保护措施环境保护措施主要包括以下方面：（1）道路绿化，提高道路景观质量和生态功能；（2）噪声防治，采用隔声、吸声等技术降低交通噪声；（3）大气污染防治，加强尾气排放控制和提高燃油品质；（4）水土保持，实施道路排水和生态护坡设计。8.3.4生态保护与景观设计生态保护与景观设计应遵循以下原则：（1）尊重自然，保护原有生态环境和景观特色；（2）合理布局，实现人与自然的和谐共生；（3）创新发展，运用现代技术手段提升生态景观品质。第9章交通运输规划与路线设计的经济评价9.1经济评价方法经济评价是交通运输规划与路线设计过程中的重要环节，其主要目的是对项目投资的经济效益进行评估，为项目决策提供依据。本章主要介绍以下几种经济评价方法：9.1.1投资回收期法投资回收期法是指从项目开始实施到投资成本全部收回所需的时间。该方法简单易行，适用于评估项目投资的短期收益。9.1.2净现值法净现值法是指将项目未来现金流入和现金流出的现值进行对比，计算项目净现值。净现值大于零，说明项目具有经济效益；反之，则不具有经济效益。9.1.3内部收益率法内部收益率法是指使项目净现值等于零的贴现率。内部收益率越高，项目投资收益越可观。9.1.4成本效益分析法成本效益分析法是通过比较项目成本与收益，计算成本效益比，从而评估项目的经济效益。成本效益比小于1，说明项目具有经济效益。9.2投融资分析投融资分析是交通运输规划与路线设计经济