交通工程學(xué)第1章緒論課件

交通工程學(xué)

TrafficEngineering授課教師：呂秋霞聯(lián)系電話：3299673E－mail:內(nèi)容安排第一章緒論第二章交通特性第三章交通調(diào)查與分析第四章道路交通流理論第五章道路通行能力第七章交通安全（自學(xué)）第十一章計(jì)算機(jī)交通仿真技術(shù)第十二章智能運(yùn)輸系統(tǒng)（專題）

其他課程：交通規(guī)劃交通管理與控制停車場交通環(huán)境保護(hù)主要教學(xué)參考書(1)交通工程學(xué)（第2版），王煒，過秀成，東南大學(xué)出版社，2011；(2)交通工程學(xué)，任福田，人民交通出版社，2008；(3)交通工程學(xué)，佐佐木綱、飯?zhí)锕Ь淳幹鄞焊５茸g，人民交通出版社；(4)交通流理論，王殿海，人民交通出版社；(5)道路通行能力分析，陳寬民，人民交通出版社；

(6)城市交通規(guī)劃論，徐慰慈，同濟(jì)大學(xué)出版社；(7)城市交通規(guī)劃理論及其應(yīng)用，王煒，徐吉謙等，東南大學(xué)出版社；(8)現(xiàn)代交通規(guī)劃學(xué)，劉燦齊，人民交通出版社；(9)交通規(guī)劃理論與方法，陸化普等，清華大學(xué)出版社；(10)交通管理與控制（第二版），楊佩昆、吳兵，人民交通出版社；(11)道路交通組織與優(yōu)化，翟忠民，人民交通出版社；(12)城市停車設(shè)施規(guī)劃方法與信息誘導(dǎo)技術(shù)，陳峻等，東南大學(xué)出版社；(13)城市公共交通系統(tǒng)規(guī)劃方法與管理技術(shù)，王煒，楊新苗，科學(xué)出版社；《交通工程學(xué)》的體系結(jié)構(gòu)交通管理、交通標(biāo)志標(biāo)線高速公路控制交通信號(hào)控制交通運(yùn)行組織交通規(guī)劃城市道路交通規(guī)劃公共交通系統(tǒng)規(guī)劃公路網(wǎng)規(guī)劃停車場(庫)規(guī)劃交通工程專業(yè)建設(shè)美籍華人張秋先生，1980年～回國講學(xué)交通工程同濟(jì)大學(xué)（楊佩昆、徐慰慈、楊曉光、楊東援）；東南大學(xué)（徐吉謙、王煒、過秀成、李旭宏、黃衛(wèi)）；長安大學(xué)（趙恩棠、張樹聲、嚴(yán)寶杰、周偉）；北京工業(yè)大學(xué)（肖秋生、任福田、劉小明）；吉林大學(xué)（楊兆升、李江、王殿海）；清華大學(xué)（陸化普、楊新苗、繆立新）。定期學(xué)術(shù)期刊

《土木工程學(xué)報(bào)》,中國土木工程學(xué)會(huì),1954年創(chuàng)刊；《中國公路學(xué)報(bào)》，中國公路學(xué)會(huì)（長安大學(xué)）,1988年；《公路交通科技》,交通部公路科學(xué)研究所；《交通運(yùn)輸工程》，中國交通運(yùn)輸學(xué)會(huì)。著名學(xué)術(shù)研究人員

J.G.Wardrop,M.Beckman,G.F.Newell,R.Herman,BenAkiva,B.D.Greensheilds,C.F.Daganzo,Y.Sheffi,F.V.Webster,Lezuko,R.Allsop,M.G.H.Bell,A.D.May,H.Mahmassani,C.F.Yager,T.Sasaki(佐佐木綱),M.Koshi（越正毅）,Y.Iida（飯?zhí)锕Ь矗?…...第一章緒論1-1交通工程學(xué)的定義1-2交通工程學(xué)科的研究范圍與特點(diǎn)1-3交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展1-4我國的交通工程學(xué)的發(fā)展1-1交通工程學(xué)的定義一、交通的概念二、交通工程學(xué)的定義三、相關(guān)術(shù)語什么是交通系統(tǒng)？實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)和生活中人流、物流的經(jīng)濟(jì)有序的流動(dòng)；促進(jìn)人類的活動(dòng)空間和經(jīng)濟(jì)空間的形成和拓展?；顒?dòng)空間：住宅、寫字樓、購物中心、公園、度假村，公共讀書館等；經(jīng)濟(jì)空間：物資移動(dòng)的贏利范圍，出行過程中可承受的時(shí)間與費(fèi)用范圍，等；交通運(yùn)輸系統(tǒng)的功能

航空、軌道、水運(yùn)、道路運(yùn)輸交通工程學(xué)的基本概念運(yùn)輸工程

交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理理論、方法和技術(shù)

交通設(shè)施

交通參與者

交通工具

安全性/效率性/舒適性提高，環(huán)境明顯改善

調(diào)整交通需求

提高服務(wù)能力

什么是交通工程學(xué)？

美國交通工程師學(xué)會(huì)下的定義是：交通工程學(xué)是道路工程學(xué)的一個(gè)分支，它研究道路規(guī)劃、幾何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)站、毗鄰區(qū)域用地與各種交通方式的關(guān)系，以便使客貨運(yùn)輸安全、有效和方便。

澳大利亞著名交通工程學(xué)家認(rèn)為：交通工程學(xué)是關(guān)于交通和出行的計(jì)測科學(xué)，是研究交通流和交通發(fā)生的基本規(guī)律的科學(xué)，為了使人、物安全而有效地移動(dòng)，將此學(xué)科的知識(shí)用于交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)營。

1983年，世界交通工程師協(xié)會(huì)《會(huì)員指南》提出：交通工程學(xué)是運(yùn)輸工程學(xué)的一個(gè)分支，它涉及到規(guī)劃、幾何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)站毗連用地與其他運(yùn)輸方式的關(guān)系。

前蘇聯(lián)學(xué)者把交通工程學(xué)定義為：研究交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)劃和對(duì)交通、道路結(jié)構(gòu)、人工構(gòu)造物影響的科學(xué)。英國學(xué)者則認(rèn)為，道路工程中研究交通用途與控制、交通規(guī)劃、線形設(shè)計(jì)的那一部分稱為交通工程學(xué)。研究交通發(fā)生(過去及現(xiàn)在)、發(fā)展(將來)，時(shí)空分布規(guī)律，道路交通調(diào)查、路網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、營運(yùn)、管理控制、安全的理論與方法以及與道路相關(guān)的法規(guī)(Enforcement)、工程(Engineering)、教育(Education)、能源(Energy)、環(huán)境(Environment)等問題的綜合性學(xué)科。綜上所述：工程：將自然科學(xué)原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中而形成的各學(xué)科的總稱。

自然科學(xué)：數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)；工程：土建工程，水利工程，交通工程，生物工程，化學(xué)工程，海洋工程等?？茖W(xué)：揭示、描述自然規(guī)律的學(xué)問。交通科學(xué)：強(qiáng)調(diào)機(jī)理交通工程：強(qiáng)調(diào)應(yīng)用交通工程與交通科學(xué)三、交通工程相關(guān)術(shù)語交通工程，可以指一個(gè)工程領(lǐng)域；也可指一個(gè)學(xué)科——一種專門的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。交通工程是一個(gè)人為的專業(yè)/學(xué)科分類。術(shù)語：

Traffic、Transport與Transportation

TrafficFlow/TransportationNetwork

公路(Highway)與道路(Road)

道路(Road)與公路(Highway)從功能上講，城市道路是供城市各地區(qū)間交通用的，而公路則是聯(lián)系各城市或各個(gè)大型城市組團(tuán)間的主要供汽車行駛的道路。從交通流上分析，城市道路的交通構(gòu)成比較復(fù)雜，但是基本不會(huì)出現(xiàn)重載交通，公路則與之相反。從服務(wù)對(duì)象上看，城市道路服務(wù)的是人和車，所以在細(xì)部的設(shè)計(jì)中應(yīng)該體現(xiàn)出更多的人文關(guān)懷，而公路服務(wù)的主要是車，主要強(qiáng)調(diào)駕乘感受。交通工程是一門工程科學(xué)要樹立五個(gè)方面的工程意識(shí)：

改善的觀點(diǎn)更好一些!

可操作的觀點(diǎn)可以實(shí)施！

定量的觀點(diǎn)與社會(huì)學(xué)家的區(qū)別！

全局的觀點(diǎn)系統(tǒng)的而非單部門的！

可持續(xù)的觀點(diǎn)考慮未來!技術(shù)構(gòu)成：

人機(jī)工程學(xué)人的心理感受、行為反應(yīng)土木建筑工程線路、車站與建筑結(jié)構(gòu)機(jī)械工程與動(dòng)力工程車輛工程電氣工程、通信與控制工程車輛控制、通信信號(hào)信息工程、安全工程信息服務(wù)、可靠性設(shè)計(jì)環(huán)境工程環(huán)境保護(hù)運(yùn)輸規(guī)劃與管理工程局部與全局管理，計(jì)劃優(yōu)化

交通工程人才要能夠統(tǒng)管運(yùn)輸系統(tǒng)全局，熟悉設(shè)備原理與應(yīng)用技術(shù)，精通人員管理與調(diào)度策略，做到統(tǒng)籌優(yōu)化，確保實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)?，F(xiàn)代交通涉及多學(xué)科知識(shí)8交通標(biāo)志與標(biāo)線9交通信號(hào)10道路照明11交通管制12交通管理13高速公路監(jiān)測與控制14公眾關(guān)系、實(shí)施方法、交通行政管理、法規(guī)與立法15智能車路系統(tǒng)1道路交通的歷史2道路交通調(diào)查3道路交通線路設(shè)計(jì)及需求預(yù)測4道路交通流與道路交通能力5道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6道路交通管理日本的“交通工學(xué)”分12章：7道路交通運(yùn)用（TDM，管制，信號(hào)控制）8交通安全9道路環(huán)境10道路交通經(jīng)濟(jì)11地域交通(綜合交通、交通防災(zāi))12公共交通(含軌道交通)我國交通工程學(xué)的主要內(nèi)容1人車路特性2交通流特性（交通量、速度、流率、密度、車頭時(shí)距與空距、連續(xù)流與間斷流等概念）3交通調(diào)查（交通量、速度、密度、延誤）4交通流理論（參數(shù)統(tǒng)計(jì)與標(biāo)定、參數(shù)計(jì)算方法、跟馳理論、交通波理論、沖突及疏解理論）5道路通行能力（城市道路、公交線路、路段、高速公路）6交通信號(hào)控制（單點(diǎn)、主干路線控、區(qū)域信號(hào)控制）7道路交通規(guī)劃（需求預(yù)測、規(guī)劃方案、評(píng)價(jià)）8交通安全（事故處理與管理、事故統(tǒng)計(jì)與分析、事故預(yù)測與預(yù)防、安全評(píng)價(jià)）9城市公共交通系統(tǒng)（公交規(guī)劃、客運(yùn)能力、軌道交通、公交評(píng)價(jià)、智能公交）10停車場規(guī)劃與設(shè)計(jì)（停放特征與停車調(diào)查、停車場規(guī)劃、停車場設(shè)計(jì)（機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車））11道路交通環(huán)境保護(hù)（大氣、噪聲、振動(dòng)）12智能運(yùn)輸系統(tǒng)（信息、誘導(dǎo)及服務(wù)）1-3交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展交通工具的變革與工程的發(fā)展交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展

步行交通時(shí)代

馬車交通時(shí)代

汽車交通時(shí)代（19世紀(jì)末）

智能交通時(shí)代一、交通工具的變革與工程的發(fā)展基礎(chǔ)理論形成階段（20世紀(jì)30年代初-40年代末）交通規(guī)劃理論形成階段（20世紀(jì)50年代初-70年代初）交通管理技術(shù)形成階段（20世紀(jì)70年代初-90年代初）智能化交通系統(tǒng)研究階段（20世紀(jì)年代中期開始）二、交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展1-4我國的交通工程學(xué)的發(fā)展交通的重要性交通運(yùn)輸業(yè)的地位我國交通工程學(xué)的發(fā)展一、交通的重要性正、反兩方面

(1)交通擁擠研究表明，城區(qū)交通流的速度每10年降低5%，擁擠的嚴(yán)重性隨城市規(guī)模增加而增加。擁擠--延誤--速度降低(2)空氣污染在許多城市超過了世界健康組織(WHO)推薦的標(biāo)準(zhǔn)。(3)交通噪聲據(jù)OECD估計(jì)，發(fā)達(dá)國家有15%的人口生活在65分貝以上的高噪聲環(huán)境下，這些噪聲主要來自交通；還有重型貨車及夜間裝卸引起的震動(dòng)。交通的重要性：正、反兩方面

(4)道路安全目前每年有25萬人死亡，1000萬人受傷，歐盟15國道路交通事故每年死亡人數(shù)為4.4萬人；其中，以葡萄牙、希臘的萬車事故率為最高。中國1999年交通事故死亡人數(shù)83529人，其中貢獻(xiàn)最大的三省為山東、廣東、江蘇。(5)城市景觀新增交通設(shè)施的建設(shè)，對(duì)歷史建筑的損壞以及空地的減少均會(huì)破壞城市景觀。(6)土地利用機(jī)動(dòng)車停車場的建設(shè)方便了機(jī)動(dòng)車使用者，但對(duì)其他行人、非機(jī)動(dòng)車用戶來說則是障礙。(7)全球變暖主要是燃料(固體及液體)燃燒所致。目前，交通排放的CO2占全部排放量的25%，且其數(shù)量在逐年增加。交通的重要性：正、反兩方面交通運(yùn)輸業(yè)26%商業(yè)及其他6制造業(yè)及建筑業(yè)19能源生產(chǎn)41%居民生活81998年世界CO2排放源統(tǒng)計(jì)(8)能源消耗運(yùn)輸部門所用的能耗占?xì)W盟國家總能耗的約30%。液體燃料比例更大。(9)城市分散化機(jī)動(dòng)車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展導(dǎo)致了居民出行距離與出行時(shí)間的增加，從而使出行時(shí)間和空間更為分散；它反過來增加了人們對(duì)轎車的依賴；減少了公共交通發(fā)展的可能性。因此，交通不僅成為工程專家研究的重點(diǎn)，也已經(jīng)成為政府工作的重要內(nèi)容。交通的重要性：正、反兩方面交通問題狀態(tài)表現(xiàn)成因中國特征交通阻塞設(shè)施間交通排隊(duì)、交通方式間阻塞物理瓶頸、虛擬（秩序）瓶頸、供需矛盾、事故秩序混亂型交通阻塞、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)不當(dāng)型阻塞交通事故碰撞、拋錨、落物當(dāng)事者控制力失常、車輛故障、運(yùn)輸管理不當(dāng)人為事故、質(zhì)量事故居多特殊交通超長、超重、超高車輛及特種物品運(yùn)輸特殊需要、違章運(yùn)輸超長、超重、超高現(xiàn)象嚴(yán)重交通環(huán)境廢氣、噪音、振動(dòng)、土地資源占用等阻塞、設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)阻塞型環(huán)境污染、振動(dòng)交通不便目的地、交通線路、?？空尽Q乘點(diǎn)尋找與利用不便無信息服務(wù)、或信息不能共享信息化程度低、不重視系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)缺乏整合據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐盟國家，運(yùn)輸業(yè)之產(chǎn)值占GDP的7%，運(yùn)輸相關(guān)員工占就業(yè)的7%，運(yùn)輸投資占公共投資的40%，運(yùn)輸能耗占總能耗的25%以上。運(yùn)輸設(shè)備工業(yè)是歐盟工業(yè)的重要組成部分，僅次于食品工業(yè)。在美國，運(yùn)輸活動(dòng)(包括車輛制造)占美國全國GNP的約20%；平均來看，美國居民家庭的交通開銷占全部收入的12.5%左右。二、交通運(yùn)輸業(yè)的地位總?cè)丝诔鞘腥丝?0億7530萬6050萬1950-2030年世界人口年增量80億25億1950-2030世界人口變化聯(lián)合國(2001)發(fā)展中國家城市人口發(fā)展中國家農(nóng)村人口發(fā)達(dá)國家城市人口發(fā)達(dá)國家農(nóng)村人口81.1億25.2億1967-1995年間美國車輛銷售量變化：中小排量車成為主流累計(jì)增長曲線三、我國交通工程學(xué)的發(fā)展1、我國的交通現(xiàn)狀（自己查閱）綜合運(yùn)輸公路交通城市交通2、我國交通工程學(xué)科的產(chǎn)生及面臨的任務(wù)我國交通工程學(xué)科的產(chǎn)生我國交通工程學(xué)科面臨的任務(wù)

1.建立學(xué)術(shù)和研究機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)專業(yè)人才

2.開展了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查

3.城市交通規(guī)劃與公路網(wǎng)規(guī)劃

4.制定交通法規(guī)

5.交通管理與交通控制

6.交通安全設(shè)施與交通檢測儀器的研制

7.交通工程學(xué)基本原理在道路交通實(shí)踐中的應(yīng)用

8.計(jì)算機(jī)技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用

9.新理論、新技術(shù)的研究交通工程在我國目前的發(fā)展?fàn)顩r，主要有：①城市交通規(guī)劃中規(guī)劃化的交通調(diào)查內(nèi)容、方法研究；②城市交通需求預(yù)測理論與方法規(guī)范化的研究；③城市交通網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的研究；④城市交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論與方法的研究；⑤城市交通規(guī)劃方案評(píng)價(jià)技術(shù)的研究；⑥城市公共交通系統(tǒng)優(yōu)化理論與技術(shù)的研究；⑦城市交通規(guī)劃快速反應(yīng)系統(tǒng)的理論與方法的研究；⑧現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)方法在城市交通規(guī)劃中應(yīng)用的研究。城市交通規(guī)劃理論與方法研究①區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集、處理和建模技術(shù)的研究；②區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)客、貨需求預(yù)測理論與方法的研究；③區(qū)域交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化理論與方法的研究；④區(qū)域交通運(yùn)輸樞紐和通道布局理論與方法的研究；⑤區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論與方法的研究；⑥區(qū)域交通運(yùn)輸系統(tǒng)決策理論與方法的研究。區(qū)域綜合交通運(yùn)輸規(guī)劃理論與方法研究①區(qū)域交通控制軟件系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施的研究；②區(qū)域交通控制系統(tǒng)設(shè)備與配套技術(shù)的研究；③高等級(jí)公路情報(bào)采集與信息傳輸、監(jiān)控技術(shù)的研究；④高等級(jí)公路與城市道路的交通管理體制、理論方法與設(shè)施的研究；⑤高等級(jí)公路立交規(guī)劃設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)理論與方法的研究。適應(yīng)我國交通特點(diǎn)的交通控制理論與方法研究①交通流三參數(shù)關(guān)系模型與車輛運(yùn)行特性的研究；②各類交叉口規(guī)劃、設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的理論及方法的研究；③復(fù)雜交通條件下交通流