交通工程1.ppt

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1、交交 通通 工工 程程 学学Traffic EngineeringTraffic EngineeringTraffic EngineeringTraffic Engineering是什么？是什么？辞海辞海：交通交通是各种运输和邮电通信的总称。是各种运输和邮电通信的总称。人和物的运转与输送；人和物的运转与输送；语言、文字、符号、图象等的传递播送语言、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（交通及其信息化关（交通及其信息化关（交通及其信息化关联联）；交通的要素是：需求-人、物的运转（以人（以人（以人（以人为为本、公交本、公交本、公交本、公交优优先的依据）先的依据）先的

2、依据）先的依据）供给-传输交通的效率：人人人人、物物物物的的的的高高高高效效效效率率率率运运运运转转与与与与传传输输(运运运运行行行行与与与与运运运运营营的效率的效率的效率的效率)；城市交通的基本功能（交交交交通通通通是是是是城城城城市市市市的的的的命命命命脉脉脉脉,没没没没有有有有交交交交通通通通便没有城市）便没有城市）便没有城市）便没有城市）必要客流、物流的移动;不只是交通工具的移动交通交通交通工程学交通工程学我国我国交通工程手册交通工程手册给出的定义给出的定义:交通工程学交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系系,探讨道路交通的规律探讨

3、道路交通的规律,建立交通规划、设计、控制和管理的建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法理论方法,以及有关设施、装备、法律和法规等以及有关设施、装备、法律和法规等,使道路交通更使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。2020世纪世纪4040年代美国交通工程师学会的定义：年代美国交通工程师学会的定义：交通工程学交通工程学是工程学的一个分支是工程学的一个分支,它研究道路规划、几何它研究道路规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站、毗连区域用地与各种交通设计、交通管理和道路网、终点站、毗连区域用地与各种交通方式的关系方式的关系,以便使客货运输安全、

4、有效、经济和方便。以便使客货运输安全、有效、经济和方便。19831983年，世界交通工程师协会年，世界交通工程师协会会员指南会员指南的定义：的定义：交通工程学交通工程学是运输工程学的一个分支，它涉及到规划、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。式的关系。为什么学？为什么学？交通需求迅速增加，交通问题日益严重，表现为道路拥挤、交通秩序混乱、交通安全问题严重、交通污染增强等。了解、熟悉、掌握关于公路交通中人-车-路的关系，人-车-路与环境、能源等问题之间的关系，是学生从事专业的必备

5、基础条件。学习交通工程学有助于加强对交通实体特性、交通流理论、交通调查、管理控制和规划等问题的理解程度，为后续专业课程打下良好的专业基础。绪论（熟悉绪论（熟悉绪论（熟悉绪论（熟悉）交通特性（掌握）交通特性（掌握）交通特性（掌握）交通特性（掌握）交通调查（掌握）交通调查（掌握）交通调查（掌握）交通调查（掌握）道路交通流理论（掌握）道路交通流理论（掌握）道路交通流理论（掌握）道路交通流理论（掌握）道路通行能力（熟悉）道路通行能力（熟悉）道路通行能力（熟悉）道路通行能力（熟悉）道路交通规划（道路交通规划（道路交通规划（道路交通规划（熟悉熟悉熟悉熟悉）交通安全（熟悉）交通安全（熟悉）交通安全（熟悉）交

6、通安全（熟悉）城市道路交通管理（掌握）城市道路交通管理（掌握）城市道路交通管理（掌握）城市道路交通管理（掌握）停车场的规划与设计（了解）停车场的规划与设计（了解）停车场的规划与设计（了解）停车场的规划与设计（了解）道路交通与环境保护（了解）道路交通与环境保护（了解）道路交通与环境保护（了解）道路交通与环境保护（了解）学什么？学什么？怎么学？怎么学？培养兴趣广泛接触联系实际两点注意：打好数学基础掌握系统和运筹的思想教科书及主要参考书教科书及主要参考书1.1.教科书教科书 交通工程学，东南大学出版社，王炜、过秀成等编著交通工程学，东南大学出版社，王炜、过秀成等编著2.2.参考书参考书 交通工程导论

7、，中国建筑工业出版社，任福田等编著交通工程导论，中国建筑工业出版社，任福田等编著 交通工程学基础，人民交通出版社，张郃生主编交通工程学基础，人民交通出版社，张郃生主编 交交通通工工程程设设计计理理论论与与方方法法，人人民民交交通通出出版版社社，马马荣荣国国、杨立波编著杨立波编著 Traffic Engineering Traffic Engineering Highway Highway capacity capacity manual,Transportation manual,Transportation research research board,National research

8、council,Washington D.C.board,National research council,Washington D.C.考核方式考核方式 采用采用闭卷考试闭卷考试方式方式 期末考试成绩占总成绩的期末考试成绩占总成绩的70%70%平时作业占总成绩的平时作业占总成绩的15%15%考勤、课堂纪律等占总成绩的考勤、课堂纪律等占总成绩的15%15%第一章第一章 绪绪 论论1-1 1-1 交通工程学的定义与发展交通工程学的定义与发展一一一一.本书对交通工程学的定义本书对交通工程学的定义本书对交通工程学的定义本书对交通工程学的定义交通工程学是交通工程学科研究与发展的基本交通工程学是交通工

9、程学科研究与发展的基本理论，是从道路工程学科派生出来的一门较年理论，是从道路工程学科派生出来的一门较年轻学科，它把人、车、路、环境及能源等与交轻学科，它把人、车、路、环境及能源等与交通有关的几个方面综合在道路交通这个统一体通有关的几个方面综合在道路交通这个统一体中进行研究，以寻求道路通行能力最大、交通中进行研究，以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最省、环事故最少、运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案，从而达到安全、迅速、经济、建设与管理方案，从而达到安全、迅速、经济、方便、舒适、节

10、能及低公害的目的。方便、舒适、节能及低公害的目的。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迟后；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。二二.交通的发展时代交通的发展时代交通的发展时代交通的发展时代1.1.步行交通时代步行交通时代2.2.马车交通

11、时代马车交通时代3.3.汽车交通时代汽车交通时代 4.4.智能交通时代智能交通时代三三三三.交通工程学科的建立与发展交通工程学科的建立与发展交通工程学科的建立与发展交通工程学科的建立与发展 一般以美国交通工程师学会成立（一般以美国交通工程师学会成立（19301930年）作为交通工程年）作为交通工程学科诞生的标志学科诞生的标志1.1.基础理论形成阶段（基础理论形成阶段（2020世纪世纪3030年代初年代初4040年代末）年代末）建立基本理论体系建立基本理论体系 进行交通调查进行交通调查2.2.交通规划理论形成阶段（交通规划理论形成阶段（2020世纪世纪5050年代初年代初7070年代末）年代末）

12、城市交通规划理论与实用技术城市交通规划理论与实用技术 区域公路网规划理论与实用技术区域公路网规划理论与实用技术“四阶段四阶段”模型模型(出行生成出行生成,出行分布出行分布,方式划分方式划分,交通分配交通分配)3.3.交通管理技术形成阶段（交通管理技术形成阶段（2020世纪世纪7070年代初年代初9090年代末）年代末）交通管理与控制技术的开发交通管理与控制技术的开发4.4.智能化交通系统研究阶段（智能化交通系统研究阶段（2020世纪世纪9090年代中期开始）年代中期开始）交通管理最高形式交通管理最高形式 大部分只处于研究阶段，未到实用阶段大部分只处于研究阶段，未到实用阶段1-2 1-2 1-2

13、 1-2 交通工程学科的内涵、外延、性质与特点交通工程学科的内涵、外延、性质与特点交通工程学科的内涵、外延、性质与特点交通工程学科的内涵、外延、性质与特点 一一一一.交通工程学科的内涵交通工程学科的内涵交通工程学科的内涵交通工程学科的内涵(范围范围范围范围)1.1.交通特性分析技术交通特性分析技术2.2.交通调查方法交通调查方法3.3.交通流理论交通流理论4.4.道路通行能力分析技术道路通行能力分析技术5.5.道路交通系统规划理论道路交通系统规划理论6.6.道路交通管理技术道路交通管理技术7.7.交通安全技术交通安全技术8.8.静态交通系统规划静态交通系统规划9.9.交通系统的可持续发展规划交

14、通系统的可持续发展规划10.10.交通工程的新理论、新方法、新技术交通工程的新理论、新方法、新技术二二二二.交通工程学科的外延交通工程学科的外延交通工程学科的外延交通工程学科的外延(相关学科相关学科相关学科相关学科)1.1.社会科学方面社会科学方面社会学、法学、心理学、经济学、管理学、行为科学；社会学、法学、心理学、经济学、管理学、行为科学；2.2.自然科学方面自然科学方面高等数学、统计学、物理学、动力学、预测学、汽车学、高等数学、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、系统工程；电子学、运输学、控制理论、系统工程；3.3.工程设计方面工程设计方面道路工程、土木工程、

15、城市规划、轨道工程、环境工程、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、电子计算机技运输工程、功效学、隧道工程、岩土工程、电子计算机技术等。术等。从内容性质方面来分从内容性质方面来分,既有基本理论与方法既有基本理论与方法,又有技术又有技术基础与计测技术基础与计测技术,还有专业理论与仿真等。还有专业理论与仿真等。交通工程的研究对象、内容、目的与相关学科示意图交通工程的研究对象、内容、目的与相关学科示意图三三三三.交通工程学科的性质交通工程学科的性质交通工程学科的性质交通工程学科的性质1.1.既从自然科学方面研究交通的发生、发展、时空分布、既从自然科学

16、方面研究交通的发生、发展、时空分布、分配、车辆运行、停驻的客观规律分配、车辆运行、停驻的客观规律,并作定量的分析计并作定量的分析计算、预测、规划、设计与营运等等算、预测、规划、设计与营运等等2.2.又从社会科学方面研究交通的有关法规、教育、心理、又从社会科学方面研究交通的有关法规、教育、心理、政策、体制与管理等政策、体制与管理等3.3.是一门是一门兼有自然科学与社会科学双重属性兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科的综合性学科四四四四.交通工程学科的特点交通工程学科的特点交通工程学科的特点交通工程学科的特点1.1.系统性系统性 交通系统是复杂开放的大系统；交通由子系统组成交通系统是复杂开放

17、的大系统；交通由子系统组成2.2.综合性综合性 五五E E学科学科(Engineering,Enforcement,Education,Energy,Environment)(Engineering,Enforcement,Education,Energy,Environment)3.3.交叉性交叉性 智能交通系统智能交通系统(ITS)(ITS)是交通工程学科与电子工程学科、是交通工程学科与电子工程学科、信息工程学科、自动控制学科、计算机技术学科、汽信息工程学科、自动控制学科、计算机技术学科、汽车工程学科等在交通运营管理中相互交叉、相互融合车工程学科等在交通运营管理中相互交叉、相互融合4.4.

18、社会性社会性 交通规划、交通管理、交通法规影响社会的人和组织交通规划、交通管理、交通法规影响社会的人和组织5.5.超前性超前性 经济要发展，交通得先行；服务年限长经济要发展，交通得先行；服务年限长6.6.动态性动态性 交通状况实时变化；交通规划不断调整交通状况实时变化；交通规划不断调整1-1-1-1-3 3 3 3 我国的交通工程现状及发展趋势我国的交通工程现状及发展趋势我国的交通工程现状及发展趋势我国的交通工程现状及发展趋势 一一一一.我国的交通现状我国的交通现状我国的交通现状我国的交通现状1.1.综合运输综合运输 公路、铁路、水运、空运公路、铁路、水运、空运(民航民航)和管道五大运输方式和

19、管道五大运输方式存在问题：存在问题：运输能力仍严重不足运输能力仍严重不足 各运输方式缺乏协调，效率低下各运输方式缺乏协调，效率低下 运输网络布局不合理，西部运输网络密度低运输网络布局不合理，西部运输网络密度低 运输结构不合理，水运萎缩、铁路货运比重下降运输结构不合理，水运萎缩、铁路货运比重下降 运输设施技术水平较低，管理体制、规章制度、经营手段落后运输设施技术水平较低，管理体制、规章制度、经营手段落后2.2.公路交通公路交通 截截至至20022002年年底底，我我国国公公路路通通车车里里程程达达175.8175.8万万公公里里，高高速速公公路路2.52.5万万公公里里，公公路路密密度度达达到到

20、每每百百平平方方公公里里18.318.3公公里。里。到到20022002年年底底，美美国国公公路路通通车车里里程程650650万万公公里里，高高速速公公路路8 8万公里，公路密度每百平方公里万公里，公路密度每百平方公里7070公里。公里。截截至至20042004年年底底，我我国国民民用用汽汽车车保保有有量量达达到到2,7422,742万万辆辆，千人千人汽车保有量汽车保有量不足不足2020辆辆 。美国汽车保有量美国汽车保有量2.32.3亿辆，接近人手亿辆，接近人手1 1辆。辆。公路网规划公路网规划将国家公路网的布局分为三类将国家公路网的布局分为三类 一一类类1212条条由由北北京京向向全全国国放

21、放射射,编编号号为为101112,101112,累累计计全全长长2.352.35万公里万公里 二二类类由由2828条条南南北北向向纵纵线线组组成成,累累计计全全长长3.783.78万万公公里里,编编号号为为201228(201228(后调整为后调整为2727条条,3.71,3.71万公里万公里)三三类类3030条条由由东东西西向向横横线线组组成成,累累计计全全长长4.794.79万万公公里里,编编号号为为301330(301330(后调整为后调整为2929条条,4.62,4.62万公里万公里)共共 计计 规规 划划 干干 线线 7070条条 总总 长长 10.9210.92万万 公公 里里(后

22、后 调调 整整 为为 6868条条,10.60,10.60万公里万公里),),称为国家干线公路网称为国家干线公路网存在问题：存在问题：低等级公路比重大低等级公路比重大 高速公路尚未形成网络高速公路尚未形成网络 对已建高速公路的交通管理技术跟不上对已建高速公路的交通管理技术跟不上3.3.城市交通城市交通城市是由建筑与交通交通及生态环境生态环境(决不只是绿化决不只是绿化)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 至至19981998年底年底,全国有全国有668668个城市个城市,其中其中100100万人口以上的特万人口以上的特大城市有大城市有3737个个,城市人口占全国总人口的城市人

23、口占全国总人口的30.4%30.4%以上以上 交通设施建设用地占城市用地交通设施建设用地占城市用地10%40%10%40%目前，目前，7 7个城市开通地铁，个城市开通地铁，5050多个城市做过城市交通综多个城市做过城市交通综合规划，城市交通状况有很大改观合规划，城市交通状况有很大改观(北京，上海，广州，北京，上海，广州，深圳，南京，天津，香港深圳，南京，天津，香港)存在问题：存在问题：城市交通结构不合理，公交出行比重低城市交通结构不合理，公交出行比重低 道路建设速度仍跟不上需求速度道路建设速度仍跟不上需求速度 交通管理薄弱，交通系统运行效率低交通管理薄弱，交通系统运行效率低 市民的现代交通意识

24、淡薄，交通违纪现象严重市民的现代交通意识淡薄，交通违纪现象严重二二二二.我国交通工程学科的产生和面临任务我国交通工程学科的产生和面临任务我国交通工程学科的产生和面临任务我国交通工程学科的产生和面临任务1.1.我国交通工程学科的产生我国交通工程学科的产生 19781978年以来，以美籍华人张秋先生为代表的美、日、年以来，以美籍华人张秋先生为代表的美、日、英、加拿大等国的交通工程专家英、加拿大等国的交通工程专家,先后在上海、北京、先后在上海、北京、西安、南京、哈尔滨、长沙、成都等城市进行讲学西安、南京、哈尔滨、长沙、成都等城市进行讲学 19801980年上海市成立交通工程学会年上海市成立交通工程学

25、会 19811981年中国交通工程学会成立年中国交通工程学会成立 交通工程学科部分较为出名的学校与学者交通工程学科部分较为出名的学校与学者 东南大学东南大学 王炜王炜 同济大学同济大学 杨晓光杨晓光 吉林大学吉林大学 杨兆升杨兆升 清华大学清华大学 陆陆化普化普 中山大学中山大学 余志余志20042004年公路运输类核心期刊影响排名：年公路运输类核心期刊影响排名：1 1 汽车工程汽车工程2 2 中国公路学报中国公路学报3 3 汽车技术汽车技术 4 4 公路公路5 5 桥梁建设桥梁建设6 6 公路交通科技公路交通科技7 7 现代隧道技术现代隧道技术8 8 西安公路交通大学学报（与西安工程学院学报

26、的一西安公路交通大学学报（与西安工程学院学报的一部分合并为：长安大学学报部分合并为：长安大学学报.自然科学版）自然科学版）9 9 国外桥梁（改名为：世界桥梁）国外桥梁（改名为：世界桥梁）10 10 世界汽车世界汽车11 11 筑路机械与施工机械化筑路机械与施工机械化12 12 中外公路中外公路四四四四.我国交通工程学科近期的研究任务我国交通工程学科近期的研究任务我国交通工程学科近期的研究任务我国交通工程学科近期的研究任务(1)城市交通规划理论与方法研究 城市交通规划中规划化的交通调查内容、方法研究；城市交通需求预测理论与方法规范化的研究；城市交通网络计算机模拟技术的研究；城市交通网络规划理论与

27、方法的研究；城市交通规划方案评价技术的研究；城市公共交通系统优化理论与技术的研究；城市交通规划快速反应系统的理论与方法的研究；现代先进科学方法在城市交通规划中应用的研究。(2)区域综合交通运输规划理论与方法研究 区域交通运输系统数据收集、处理和建模技术的研究；区域交通运输系统客、货需求预测理论与方法的研究；区域交通运输网络规划及优化理论与方法的研究；区域交通运输枢纽和通道布局理论与方法的研究；区域交通运输系统评价理论与方法的研究；区域交通运输系统决策理论与方法的研究。(3)适应我国交通特点的交通控制理论与方法研究区域交通控制软件系统开发与实施的研究；区域交通控制系统设备与配套技术的研究；高等级

28、公路情报采集与信息传输、监控技术的研究；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；高等级公路立交规划设计与评价理论与方法的研究。(4)交通流理论方面基础研究交通流三参数关系模型与车辆运行特性的研究；各类交叉口规划、设计与评价的理论及方法的研究；复杂交通条件下交通流模拟仿真系统的研究；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；道路网络总体通行能力的理论与计算方法的研究；混合交通条件下的交通流理论、运行与管理的研究。(5)交通综合治理方面的理论、方法与措施适应现代交通要求的城市形态与规模的研究；减少客、货出行与运输距离的土地利用合理布局研究；城市交通网络形态与性能

29、的优化与评价的研究；城市交通方式的合理结构研究；城市交通治理的理论模式、规范化方法及程序的研究；城市交通管理体制理论模式与方法的研究；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；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。(6)可持续发展的城市交通运输系统研究可持续发展的城市交通系统模式研究；高度信息化社会条件下的城市交通需求预测技术研究；城市交通的资源(能源、土地)消耗预测及评价技术研究；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；可持续发展的城市交通系统规划理论与方法研究；城市公共交通(公交、地铁、轻轨)优先发展保障体系研究；城市交通系统可持续发展保障体系研究。(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：城市公共交通系统信息化管理技术研究；城市交通车辆线路诱导技术研究；城市交通出行信息管理与服务系统的技术开发；城市交通区域信号控制技术的改进；高速公路电子收费(不停车收费)技术开发；高等级公路交通管理技术的开发。