交通運(yùn)輸學(xué)課件

第一章概論第一節(jié)交通運(yùn)輸系統(tǒng)

一、系統(tǒng)與系統(tǒng)工程（一）系統(tǒng)概述

1．系統(tǒng)的基本特征與定義例1.生態(tài)系統(tǒng)組成①非生物的物質(zhì)和能量陽光、水、空氣、溶解在水中的養(yǎng)料、沉積在水底的有機(jī)物和無機(jī)鹽等。②生產(chǎn)者硅藻、柵藻、團(tuán)藻等大量藻類植物，香蒲、蓮、浮萍等綠色植物，它們的光合作用把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，為生物體直接或間接地提供營養(yǎng)物質(zhì)。③消費(fèi)者水蚤、水生昆蟲、魚類等動(dòng)物靠吃現(xiàn)成的有機(jī)物，依賴于綠色植物。④分解者肉眼看不見的細(xì)菌和真菌等，分解動(dòng)植物的遺體、遺物、殘留物所含的有機(jī)物，歸還自然以利循環(huán)利用。例2：城市系統(tǒng)構(gòu)成城市系統(tǒng)資源系統(tǒng)商業(yè)系統(tǒng)市政系統(tǒng)衛(wèi)生系統(tǒng)其他系統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)例：交通運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)成交通運(yùn)輸系統(tǒng)水路運(yùn)輸系統(tǒng)公路運(yùn)輸系統(tǒng)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)航空運(yùn)輸系統(tǒng)綜合運(yùn)輸系統(tǒng)管道運(yùn)輸系統(tǒng)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)汽車公路配套設(shè)施人客車普通公路等外公路管理控制設(shè)施駕乘人員維修人員管理人員汽車專用公路服務(wù)設(shè)施貨車公路交通運(yùn)輸子系統(tǒng)系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的具有一定功能的有機(jī)整體。

系統(tǒng)基本特征：（1）集合性系統(tǒng)是由若干個(gè)（起碼兩個(gè)）相互區(qū)別的元素（單元或子系統(tǒng)）所組成。（2）相關(guān)性組成系統(tǒng)的各元素是相互作用、相互依存和相互制約。（3）目的性人工系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)都具有一定的目的性，否則，也就失去了這個(gè)系統(tǒng)存在的價(jià)值和意義。

(4)環(huán)境適應(yīng)性任何一個(gè)系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境（更大的系統(tǒng)）之中，環(huán)境的變化對系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。2．系統(tǒng)分類

(1)

自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)從系統(tǒng)的起源分為自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)

(2)

實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)從形成系統(tǒng)的元素是有形的還是無形分為實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

(3)

靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)從系統(tǒng)狀態(tài)和時(shí)間關(guān)系來分為靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)

(4)

封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)從系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分為封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)生物圈二號:是一個(gè)巨大的封閉的生態(tài)系統(tǒng)，位于美國亞利桑拿州，大約有兩個(gè)足球場大小。這個(gè)封閉生態(tài)系統(tǒng)盡可能模擬自然的生態(tài)體系，有土壤、水、空氣與動(dòng)植物，甚至還有森林、湖泊河流和海洋。1991年，8個(gè)人被送進(jìn)“生物圈二號”，可以靠吃自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，飲用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但18個(gè)月之后，“生物圈二號”系統(tǒng)嚴(yán)重失去平衡：氧氣濃度從21%降至14%，不足以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補(bǔ)救也無濟(jì)于事；原有的25種小動(dòng)物，19種滅絕；為植物傳播花粉的昆蟲全部死亡，植物也無法繁殖。事后的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌在分解土壤中大量有機(jī)質(zhì)的過程中，耗費(fèi)了大量的氧氣；而細(xì)菌所釋放出的二氧化碳經(jīng)過化學(xué)作用，被“生物圈二號”的混凝土墻所吸收，又打破了循環(huán)。

（二）系統(tǒng)工程它以系統(tǒng)為對象，把要研究的事與物用概率、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、模擬、及其它方法，經(jīng)分析、判斷、推理等程序建立某種系統(tǒng)模型，進(jìn)而以計(jì)算機(jī)為工具求得系統(tǒng)的最佳結(jié)果，使系統(tǒng)的各組成部分相互協(xié)調(diào)、互相配合，以獲得技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、時(shí)間節(jié)約的良好系統(tǒng)1.系統(tǒng)工程的發(fā)展

1911年泰勒提出了系統(tǒng)工程的概念1940年貝爾電話公司實(shí)驗(yàn)室正式使用“系統(tǒng)工程”這個(gè)名詞1945年美國空軍成立了蘭德（RAND）公司，創(chuàng)造了許多數(shù)學(xué)方法來分析復(fù)雜大系統(tǒng)，并借助于計(jì)算機(jī)取得了不少顯著的成果，也為現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)奠定了基礎(chǔ)1957年美國密執(zhí)安大學(xué)的兩位教授古德（H.H.GooD）和馬克爾（R.E.Macheol）的專著《系統(tǒng)工程學(xué)》出版1965年

A.D.Hall在《系統(tǒng)工程方法論》一書中進(jìn)一步確定了系統(tǒng)工程的內(nèi)容、方法和應(yīng)用途徑、范圍等問題70年代以來系統(tǒng)工程進(jìn)入到解決各種復(fù)雜的社會一技術(shù)、社會一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)管理階段。我國于1956年成立了中科院數(shù)學(xué)所運(yùn)籌學(xué)研究室；1979年10月，成立了中國系統(tǒng)工程學(xué)會；1980年2月成立了中科院系統(tǒng)科學(xué)研究所。隨后，一些高等院校陸續(xù)設(shè)立了系統(tǒng)工程教研室或研究室，有的院校還招收了系統(tǒng)工程專業(yè)的本科生和研究生

2．系統(tǒng)工程的工作程序(1)明確問題

按照系統(tǒng)的觀點(diǎn)，弄清問題的實(shí)質(zhì)，要解決的是什么問題，希望達(dá)到什么樣的要求。(2)系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)出具體的評價(jià)系統(tǒng)功能的指標(biāo)，并定出是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，用于評價(jià)和優(yōu)選方案的依據(jù)。(3)系統(tǒng)綜合

按照問題的性質(zhì)及系統(tǒng)總的功能要求，提出若干可供選擇的方案，明確各個(gè)方案所對應(yīng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的參數(shù)。(4)系統(tǒng)分析

對系統(tǒng)的目的、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、費(fèi)用、效益等進(jìn)行充分的論證與分析。為系統(tǒng)方案的選擇提供科學(xué)、可靠的依據(jù)。(5)系統(tǒng)最優(yōu)化

通過對系統(tǒng)模型的求解，找出最優(yōu)方案。(6)方案決策

由決策者選擇一個(gè)或多個(gè)方案實(shí)施試行。(7)實(shí)施計(jì)劃

對試行計(jì)劃不斷地修改、完善，并把它們確定下來，以保證順利地進(jìn)入系統(tǒng)工程的下一個(gè)階段。

3．系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容系統(tǒng)工程涉及的學(xué)科內(nèi)容極為廣泛，其主要技術(shù)內(nèi)容為：

(1)運(yùn)籌學(xué)

(2)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)

(3)數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)

(4)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)

(5)計(jì)算機(jī)科學(xué)

(6)管理科學(xué)

關(guān)系：運(yùn)籌學(xué)、數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)是為科學(xué)地大規(guī)模改造世界提供一般的最優(yōu)化方法、科學(xué)的管理工具，而系統(tǒng)工程，則是從宏觀的角度為科學(xué)地大規(guī)模改造世界提供組織管理技術(shù)和方法。公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程概念：以整個(gè)公路交通運(yùn)輸活動(dòng)為對象，以汽車運(yùn)用工程、道路網(wǎng)規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)為基本理論，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法，對系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)規(guī)劃、計(jì)劃、協(xié)調(diào)和控制，使公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)達(dá)到最佳的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程的主要內(nèi)容包括：(1)交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(2)汽車性能評價(jià)(3)汽車的選型與更新(4)

公路網(wǎng)規(guī)劃(5)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)管理(6)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系二、公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程的內(nèi)容三、公路交通運(yùn)輸?shù)牡匚?、作用與基本特征運(yùn)輸?shù)母拍睿哼\(yùn)輸是人或物的空間位置隨時(shí)間的變化有目的移動(dòng)過程。交通運(yùn)輸業(yè)：在流通領(lǐng)域中從事運(yùn)輸活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)部門，稱之為交通運(yùn)輸業(yè)。地位與作用：①交通運(yùn)輸業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)重要的物質(zhì)生產(chǎn)部門，它是聯(lián)系生產(chǎn)、分配、交換與消費(fèi)各社會經(jīng)濟(jì)活動(dòng)環(huán)節(jié)的紐帶；②交通運(yùn)輸業(yè)是保證經(jīng)濟(jì)分工與協(xié)作順利進(jìn)行的前提條件；③交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展也為其它部門提供巨大的市場；④交通運(yùn)輸業(yè)不僅肩負(fù)著物質(zhì)文明建設(shè)的重任，而且也起到傳播精神文明、保證社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)性作用。交通運(yùn)輸?shù)幕咎卣鳎汗残越煌ㄟ\(yùn)輸?shù)墓残泽w現(xiàn)在社會活動(dòng)的每個(gè)人和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)領(lǐng)域?qū)\(yùn)輸有著普遍的需求。特殊性交通運(yùn)輸?shù)奶厥庑泽w現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一，交通運(yùn)輸生產(chǎn)過程的產(chǎn)品是無形的，其二，產(chǎn)品的計(jì)量單位是復(fù)合的；即時(shí)性交通運(yùn)輸?shù)募磿r(shí)性體現(xiàn)在其運(yùn)輸進(jìn)行過程常常既是生產(chǎn)過程又是消費(fèi)過程；準(zhǔn)公費(fèi)性準(zhǔn)公費(fèi)性服務(wù)是介于純公費(fèi)服務(wù)和純自費(fèi)服務(wù)之間的服務(wù)第二節(jié)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展與展望一、交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展歷史交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展4個(gè)階段：水運(yùn)階段鐵路運(yùn)輸階段公路綜合運(yùn)輸系統(tǒng)公路、航空和管道運(yùn)輸1．水運(yùn)階段特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：載量大、耗能少、投資省，以及勞動(dòng)生產(chǎn)率高缺點(diǎn)：周轉(zhuǎn)速度慢，受自然條件影響較大。2．鐵路運(yùn)輸階段1825年：英國修建了斯托克頓至達(dá)靈頓世界第一條客貨運(yùn)輸鐵路，標(biāo)志著運(yùn)輸業(yè)進(jìn)入以鐵路為主導(dǎo)的新階段。上世紀(jì)20年代，全世界鐵路總里程達(dá)到127萬km，其中美國40.8萬km。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)量大、運(yùn)輸速度快、受自然條件制約小、運(yùn)輸成本較低等缺點(diǎn)：投資大，爬坡能力差等第二節(jié)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展與展望一、交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展歷史3．公路、航空和管道運(yùn)輸階段

公路：上世紀(jì)30年代至50年代公路運(yùn)輸迅速發(fā)展，成為主導(dǎo)運(yùn)輸方式。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)靈活、深入性和方便性好、能實(shí)現(xiàn)門到門直達(dá)運(yùn)輸、避免中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)、減少貨損貨差、運(yùn)輸周轉(zhuǎn)速度快等缺點(diǎn)：單位運(yùn)輸成本較高、運(yùn)行的持續(xù)性較差、交通事故率比其它運(yùn)輸方式高、耗油量大、噪音、廢氣污染嚴(yán)重、客運(yùn)的舒適性較差等。到了50年代以后，航空運(yùn)輸和管道運(yùn)輸相繼得到較大發(fā)展。航空運(yùn)輸特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸速度快，機(jī)動(dòng)性大；建設(shè)周期短，投資省，回收快，占地少，乘坐舒適安全。缺點(diǎn)：航空運(yùn)輸?shù)某杀竞瓦\(yùn)價(jià)較高；在一定程度上受氣候條件的限制，從而影響準(zhǔn)時(shí)性；運(yùn)營技術(shù)和設(shè)備要求復(fù)雜。運(yùn)輸管道特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸運(yùn)量大、占地少，受氣候條件的制約小，運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性好，整體性高，便于自動(dòng)控制，耗能省，運(yùn)費(fèi)低，沿程無噪音，漏失污染少，安全性好缺點(diǎn)：管道運(yùn)輸?shù)倪m運(yùn)對象單一，運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動(dòng)性差，當(dāng)輸送量降低較大，并超出合理的運(yùn)營范圍時(shí)，運(yùn)輸成本明顯上升，故管道運(yùn)輸僅適用于單向、定點(diǎn)、量大的特定貨物運(yùn)輸。第二節(jié)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展與展望一、交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展歷史4．綜合運(yùn)輸系統(tǒng)階段綜合考慮環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，通過科學(xué)規(guī)劃，合理地進(jìn)行水運(yùn)、鐵路、公路、航空和管道運(yùn)輸之間的分工，充分發(fā)揮各種運(yùn)輸方式的優(yōu)勢，建立綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。交通運(yùn)輸系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)工業(yè)革命后工業(yè)化社會后工業(yè)化社會公路、航空管道運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸自然力為動(dòng)力綜合運(yùn)輸思考題2：交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史第二節(jié)公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展與展望一、交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展歷史二、公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1．發(fā)展過程最早的道路：公元前3000年運(yùn)輸建造金字塔的材料而修建的大道公元前2000年修建了巴比倫街道和歐洲琥珀道路公元前500年修建的用以連接?xùn)|西方通商用的絲綢之路公元前700年至公元前300年修建了通往神殿的道路在古代道路中羅馬帝國道路羅馬帝國為其統(tǒng)治而修建的。1892年發(fā)明了用汽油的汽車，標(biāo)志著道路交通運(yùn)輸進(jìn)入了以汽車為運(yùn)輸工具的公路運(yùn)輸階段。二、公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1．發(fā)展過程公路交通運(yùn)輸發(fā)展過程：初期（1892年～1920年）汽車不僅故障多，性能也差，汽車擁有量也少；公路由原來的馬車路改建而成的，技術(shù)等級低，也未形成網(wǎng)絡(luò)中期（1921年～1945年）車輛性能提高，降低了運(yùn)輸費(fèi)，加快了運(yùn)行速度，汽車擁有量大增（已超過6000萬輛）?，F(xiàn)代的瀝青路面、混凝土路面的開始。陸地長途運(yùn)輸仍舊由鐵路承擔(dān)，公路運(yùn)輸主要是起與鐵路聯(lián)運(yùn)的作用。近期（1946年～）以大力建設(shè)高速公路和發(fā)展長途運(yùn)輸為主要特征。至1984年，全世界已有55個(gè)國家和地區(qū)（不包括前蘇聯(lián)）擁有高速公路，總里程在13.5萬km以上。高速公路承擔(dān)著城市間的長途運(yùn)輸任務(wù)，在一定程度上替代了鐵路的長途運(yùn)輸功能。三、我國公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（一）發(fā)展歷史3個(gè)階段：1）發(fā)展初期(本世紀(jì)初至40年代末)1901年進(jìn)口第一輛汽車

1903年修建廣西鎮(zhèn)南至龍州第一條公路

1950年，汽車擁有量5.01萬輛，通車公路里程8.09萬km（分別只占世界總量的0.05%和0.8%）2）低速增長期(50年代初至80年代末)1990年底，全國公路里程已達(dá)102萬km，90％的鄉(xiāng)和2／3的村鎮(zhèn)通了公路，民用汽車擁有量550萬輛，公路客運(yùn)周轉(zhuǎn)量2662億人km，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量3375億噸km。3）快速增長期(90年代以后)1988年10月31日上?！味?8.5km的高速公路建成通車（標(biāo)志著我國公路建設(shè)已跨入新的歷史階段）

三、我國公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（一）發(fā)展歷史2007年底，全國公路總里程達(dá)357萬km，其中高速公路達(dá)5.3萬km，全國公路密度達(dá)到1.77公里／百平方公里，除喜馬拉雅山東段的墨脫縣沒有通公路外，全國全部縣通公路、99.3％的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和91.8％的行政村實(shí)現(xiàn)了通公路。（二）現(xiàn)狀1）公路網(wǎng)的數(shù)量不足

公路網(wǎng)密度僅為0.1km/km2，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家0.84km/km2(1995年)的平均水平2）公路網(wǎng)的質(zhì)量差

2001年底，等級公路里程占總里程的78.7％。高速公路占1.11%。絕大部分為簡易黑色路面或碎石路，其中60％以上已超過使用期限，有待修復(fù)3）公路網(wǎng)布局不合理

原有公路建設(shè)缺少整體規(guī)劃和優(yōu)化，公路網(wǎng)密度分布不均4）公路抵御自然災(zāi)害的能力低

沒有很好解決防自然災(zāi)害的問題，各種路毀現(xiàn)象頻繁發(fā)生

5）汽車噸位構(gòu)成不合理

缺重少輕，中型車比重明顯過大。近期目標(biāo)是重型產(chǎn)量將占15%，輕型車占50%，中型車占35%６）運(yùn)輸組織形式和管理技術(shù)落后

社會車輛過多，占全國民用汽車的90%以上，車輛保養(yǎng)條件差，經(jīng)營管理水平低，車輛使用效率低，運(yùn)輸成本高，造成極大的運(yùn)力浪費(fèi)

表1-1

我國歷年公路里程與密度增長統(tǒng)計(jì)

4.0512.150.133127.8519982.5712.870.121115.7019951.728.590.107102.8319901.185.910.09894.2419851.999.970.09288.3319802.9414.690.08278.3619752.4412.220.06663.6719701.705.100.05451.4519656.3931.940.04846.3519620.984.910.01514.411957——0.0109.501952平均年增長率(%)里程增量(萬km)密度(km/km2)里程(萬km)年份2001169.81.76941.9510.4920051901.9820.25.0520073573.7216743.9表1-3

汽車噸位構(gòu)成比較

30.060.010.0中國73.817.48.8西歐87.95.17.0日本84.92.313.8美國小型車中型車大型車國別注：載量8t以上的汽車為大型車，2t噸以下的為小型車，其余為中型車．四、公路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢1）專業(yè)化

體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是運(yùn)輸工具專用化；二是運(yùn)輸企業(yè)專業(yè)化2）高速化

高速化的兩大條件：高速公路；性能優(yōu)良的汽車高速公路目前在發(fā)展中兩個(gè)重要特征：第一是城市高速公路發(fā)展異常迅速；第二是國際高速公路網(wǎng)正在逐步形成3）大型化

大型化是規(guī)模經(jīng)濟(jì)在運(yùn)輸業(yè)的具體體現(xiàn)，表現(xiàn)在公路運(yùn)輸企業(yè)的大型化和運(yùn)輸車輛的大型化4）環(huán)?；?/p>

兩個(gè)趨勢性的認(rèn)識：一是環(huán)保型交通工具，二是在新建和擴(kuò)建工程中注意環(huán)境保護(hù)工程（德國的環(huán)境保護(hù)工程投資費(fèi)用占總投資額的5.20％，日本重視山地道路邊坡的綠化，減少土壤侵蝕現(xiàn)象）。5）智能化

智能汽車：依靠儀表、運(yùn)輸工具的操縱變得越來越輕便、遠(yuǎn)距離之外通過自動(dòng)控制臺操縱、自動(dòng)巡航系統(tǒng)指示最佳的行車路線。智能公路：一種環(huán)狀通電線圈構(gòu)成的監(jiān)測器設(shè)在高速公路的兩旁，每當(dāng)汽車通過時(shí)，它即把信息輸入中心電腦。6）系統(tǒng)化

智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）：按照系統(tǒng)原則，將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等有效地綜合應(yīng)用于運(yùn)輸、服務(wù)控制和車輛制造，加強(qiáng)了車輛、道路、使用者三者之間的聯(lián)系，從而形成一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，系統(tǒng)化是公路交通運(yùn)輸業(yè)重要發(fā)展趨勢。五、當(dāng)前研究熱點(diǎn)1．宏觀應(yīng)用理論研究交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系研究

研究運(yùn)輸與不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的對等供給關(guān)系、交通運(yùn)輸對經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率、交通運(yùn)輸需求量預(yù)測、交通規(guī)劃理論預(yù)測（四階段預(yù)測）交通運(yùn)輸樞紐與多式聯(lián)運(yùn)的應(yīng)用問題交通混沌理論應(yīng)用研究可持續(xù)交通發(fā)展理論的研究交通安全與交通發(fā)展

交通安全在交通發(fā)展中的作用、交通安全在社會進(jìn)步中的作用、交通安全的價(jià)值度量綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的研究智能綜合運(yùn)輸系統(tǒng)2．技術(shù)研究

現(xiàn)代運(yùn)輸設(shè)備管理載運(yùn)設(shè)備的選型、更新、車型合理配置等公路網(wǎng)規(guī)劃理論研究結(jié)點(diǎn)研究、網(wǎng)絡(luò)研究、線路研究、交叉口研究運(yùn)輸問題數(shù)學(xué)規(guī)劃、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等人工智能算法最佳路徑圖論、GIS分析等中心選址問題中心法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、遺傳算法、GIS分析等現(xiàn)代高新技術(shù)在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子商務(wù)、空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能等補(bǔ)充內(nèi)容物流概述

沃爾瑪“不滅的神話”沃爾瑪(Wal-Mart)公司是全世界零售業(yè)年銷售收入位居第一的巨頭企業(yè)，是著名的“全球500強(qiáng)排行”冠軍。一個(gè)成立于1962年阿肯色州羅杰斯城的小商店，經(jīng)過三四十年，已變成有幾千個(gè)商店，總營業(yè)額超過800億美元的跨國公司，成為世界最大的零售商，投資人在1970年投入1650美元，現(xiàn)在已經(jīng)增長到270億美元了。沃爾瑪“不滅的神話”，是用現(xiàn)代化的物流技術(shù)和高科技戰(zhàn)略創(chuàng)造的。那么，什么是物流？物流是如何在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)揮其巨大的潛能作用的？物流的發(fā)展情況如何？【引導(dǎo)案例】1.1.1物流的定義

物流（Logistics），直觀的理解是物質(zhì)實(shí)體的定向移動(dòng)，既包括物質(zhì)實(shí)體在空間上的改變，也包括其在時(shí)間上的延續(xù)。這一概念源于20世紀(jì)30年代的美國軍事系統(tǒng)，從PhysicalDistribution（簡寫為PD）一詞演變而來，原意為“實(shí)物分配”。物流可用一種稱為7R的定義法：RightProduct、RightQuantity、RightCondition、RightPlace、RightTime、RightCustomer、RightCost，第一節(jié)物流的概念、產(chǎn)生與發(fā)展1998年，美國物流管理協(xié)會(CLM)在對物流的定義中增加了供應(yīng)鏈的概念，并進(jìn)一步完善。2001年給出了如下定義：

物流是供應(yīng)鏈運(yùn)作中，以滿足客戶要求為目的，對貨物、服務(wù)及相關(guān)信息在原產(chǎn)地和銷售地之間實(shí)現(xiàn)高效率和低成本的正向和反向的流動(dòng)和儲存所進(jìn)行的計(jì)劃、執(zhí)行和控制的過程。2001年中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《物流術(shù)語》對物流的定義：

物品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動(dòng)過程。

1.1.2物流概念與理論的產(chǎn)生一般來說，可以將這一個(gè)世紀(jì)的物流發(fā)展人為地劃分為以下幾個(gè)階段： 早期階段(1901-1935)

萌芽階段(1936-1961)

綜合物流階段(1962-80年代)

供應(yīng)鏈管理階段(90年代-)。早期階段

1901年，約翰·F·格魯威爾在《農(nóng)產(chǎn)品流通產(chǎn)業(yè)委員會報(bào)告》中討論了農(nóng)產(chǎn)品流通方面的問題，從理論上開始了對物流的認(rèn)識。1915年，阿奇·蕭在《市場流通中的若干問題》一書中就提到物流一詞。當(dāng)時(shí)西方有些國家已經(jīng)出現(xiàn)生產(chǎn)大量過剩，需求嚴(yán)重不足的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，企業(yè)因此提出了銷售和物流的問題，這時(shí)的物流指的是在銷售過程中的物流。20世紀(jì)20年代，美國著名的營銷專家斐萊德·E·克拉克在《市場營銷的原則》一書中真正把物流活動(dòng)提升到理論高度進(jìn)行討論與研究，PhysicalDistribution一詞也與物流聯(lián)系起來。1935年，美國銷售協(xié)會對物流進(jìn)行了進(jìn)一步的闡述：“物流是包含于銷售之中的物質(zhì)資料和服務(wù)在從生產(chǎn)場所到消費(fèi)場所的流動(dòng)過程中所伴隨的種種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)”。萌芽階段

在二次世界大戰(zhàn)期間，物流對于盟軍的勝利起到了關(guān)鍵的作用，在當(dāng)時(shí)被稱為－－后勤管理（LogisticsManagement）。二戰(zhàn)后，Logistics的運(yùn)作方法及理念在企業(yè)中廣泛采用，又有商業(yè)后勤，流通后勤的提法，這時(shí)的后勤包含了生產(chǎn)過程和流通過程中的物流，因而是一個(gè)包含范圍更廣的物流概念。

綜合物流階段

1962年，著名管理大師彼德·德魯克(PeterDruker)《財(cái)富》雜志上發(fā)表了題為《經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的黑暗大陸》的文章。物流成為了企業(yè)的“第三利潤源”。不久，人們又認(rèn)識到原材料這段物流也同樣存在巨大潛力，并且產(chǎn)品物流與原材料物流可以綜合起來，大大改進(jìn)了對物流系統(tǒng)的管理。供應(yīng)鏈管理階段

1985年美國物流管理協(xié)會正式將名稱由NationalCouncilofPhysicalDistributionManagement更名為CouncilofLogisticsManagement，從而標(biāo)志著現(xiàn)代物流理念的確立。與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、政策的放開、競爭的加劇，現(xiàn)代物流管理思想進(jìn)一步發(fā)展，一體化物流管理的思想逐步形成。直至20世紀(jì)90年代，人們又提出了供應(yīng)鏈管理的概念。自此，物流管理逐漸擴(kuò)大到整個(gè)供應(yīng)鏈范圍。應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)

提高物流技術(shù)水平

物流技術(shù)主要包括運(yùn)輸、裝御、配送、搬運(yùn)、包裝技術(shù)、自動(dòng)化倉儲技術(shù)、庫存控制技術(shù)、管理技術(shù)、信息化技術(shù)等，物流技術(shù)水平的高低是實(shí)現(xiàn)物流效率高低的一個(gè)重要因素。目前國外物流企業(yè)的技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平，并正朝著信息化、自動(dòng)化、智能化、集成化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。第二節(jié)物流的功能與要素

1.2.1物流的增值作用1.2.2物流在經(jīng)濟(jì)中的作用1.2.3物流在組織中的作用1.2.4物流活動(dòng)的要素

1.運(yùn)輸 2.儲存

3.配送 4.包裝

5.裝卸搬運(yùn) 6.流通加工

7.信息處理8.廢舊物品的回收與處理

1.2.1物流的增值作用

空間效用 時(shí)間效用占有效用 形態(tài)效用品種效用 信息效用風(fēng)險(xiǎn)效用空間效用

空間效用是指有效地克服產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)在空間上的差異而創(chuàng)造價(jià)值。經(jīng)濟(jì)的全球化發(fā)展更加突出的體現(xiàn)了這一點(diǎn)。不同的地區(qū)具有不同的生產(chǎn)優(yōu)勢和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，即便是同一產(chǎn)品，因?yàn)楝F(xiàn)代社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和社會分工的存在，在不同地區(qū)其價(jià)值也不同，物流便通過改變產(chǎn)品的地域空間位置實(shí)現(xiàn)了價(jià)值的增值。時(shí)間效用

產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費(fèi)的整個(gè)過程是一個(gè)延續(xù)的過程，物流通過調(diào)整這個(gè)過程中的時(shí)間結(jié)構(gòu)所創(chuàng)造的價(jià)值稱為物流的“時(shí)間效用”。在市場中，抓住需求信息的提前量也同樣產(chǎn)生時(shí)間效用，一些時(shí)令性或集中性消費(fèi)產(chǎn)品，其生產(chǎn)又是長期連續(xù)的，通過倉儲、運(yùn)輸?shù)任锪骰顒?dòng)不僅解決生產(chǎn)和消費(fèi)在時(shí)間上的矛盾，還增加了產(chǎn)品的時(shí)間效用。占有效用

通過營銷手段、技術(shù)支持、客戶服務(wù)等手段，直接或間接地增加客戶或消費(fèi)者想擁有產(chǎn)品或服務(wù)的愿望，并幫助客戶或消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)這種愿望，這時(shí)占有效用也就實(shí)現(xiàn)了。占有效用與時(shí)間、空間效用是互相依存的。時(shí)間與空間效用只有通過占用效用的產(chǎn)生才能夠?qū)崿F(xiàn)，而反過來，如果沒有時(shí)間與空間效用的實(shí)現(xiàn)，消費(fèi)者便實(shí)現(xiàn)不了想擁有產(chǎn)品或服務(wù)的愿望，或者根本就沒有這種愿望，占有效用的實(shí)現(xiàn)也就無從談起了。形態(tài)效用

在創(chuàng)造產(chǎn)品或服務(wù)的過程中，通過加工、包裝等手段使產(chǎn)品或服務(wù)以其適當(dāng)?shù)男问教峁┙o用戶，這便產(chǎn)生了形態(tài)效用。如將各種電子元部件組裝成整機(jī)出售、將現(xiàn)在產(chǎn)品進(jìn)行外形的包裝后再行出售等等，都產(chǎn)生了產(chǎn)品的形態(tài)效用。品種效用

目前，無論生產(chǎn)資料還是生活資料消費(fèi)者所需的都是多種多樣的產(chǎn)品，而專業(yè)化生產(chǎn)并不能使生產(chǎn)廠商滿足這一需求，物流則解決了這一問題。它可以集中不同的產(chǎn)品提供給消費(fèi)者，這便創(chuàng)造了品種效用。信息效用

二十一世紀(jì)是一個(gè)信息大爆炸的時(shí)代，信息在商業(yè)運(yùn)作及經(jīng)濟(jì)管理中起著舉足輕重的作用，如產(chǎn)品供求信息、產(chǎn)品說明和使用情況、行業(yè)發(fā)展情況、用戶的意見、技術(shù)發(fā)展趨勢等等各種信息都活躍在整個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程中，對這些信息進(jìn)行過濾、篩選、整理、分析，并總結(jié)出規(guī)律用以指導(dǎo)自己的工作。在這期間所獲得的價(jià)值是無形的，也是不可估量的。風(fēng)險(xiǎn)效用

在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中存在和隱藏著許多風(fēng)險(xiǎn)，如質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、信貸風(fēng)險(xiǎn)、匯率風(fēng)險(xiǎn)、政策風(fēng)險(xiǎn)等等。誰來承擔(dān)這些風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任常常會引發(fā)各方的爭論不休，不僅浪費(fèi)了物流運(yùn)作的時(shí)間，還會極大地增加交易成本。而由專業(yè)的流通企業(yè)來承擔(dān)這些風(fēng)險(xiǎn)無疑會極大地增強(qiáng)供求雙方的信心，同時(shí)加快物資流通的速度和再生產(chǎn)的過程，也節(jié)省了物流成本。1.2.2物流在經(jīng)濟(jì)中的作用

物流是保證生產(chǎn)過程順利、有效進(jìn)行的前提條件。物流作為國民經(jīng)濟(jì)的循環(huán)系統(tǒng)，將社會經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合起來。物流保證了商流的順暢進(jìn)行，是實(shí)現(xiàn)商品價(jià)值和使用價(jià)值的物流基礎(chǔ)。物流是影響商品生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要因素?，F(xiàn)代物流的改進(jìn)是提高微觀經(jīng)濟(jì)效益和宏觀經(jīng)濟(jì)效益的“第三利潤源”。1.2.3物流活動(dòng)的要素

1.運(yùn)輸2.儲存3.配送 4.包裝5.裝卸搬運(yùn) 6.流通加工 7.信息處理8.廢舊物品的回收與處理1、運(yùn)輸

運(yùn)輸是物流的核心業(yè)務(wù)之一，在物流活動(dòng)中處于中心地位，也是物流系統(tǒng)的一個(gè)重要功能。它解決了物質(zhì)實(shí)體從供應(yīng)地點(diǎn)到需求地點(diǎn)之間的空間差異，創(chuàng)造了物品的空間效用，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)資料的使用價(jià)值。2、儲存

儲存是物流中的又一極為重要的職能，與運(yùn)輸構(gòu)成物流的兩大支柱，同處于中心位置。儲存作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：存儲與保管物資調(diào)節(jié)供需的功能調(diào)節(jié)物資運(yùn)輸能力的功能3、包裝

包裝具有保護(hù)物品、便于運(yùn)輸、美化商品、促進(jìn)銷售等功能，它可以保護(hù)貨物在運(yùn)輸、存儲過程中免遭因冷熱、干濕、碰撞和擠壓等損害所造成的損失，使貨物完好地運(yùn)送到用戶手中，還可以通過包裝裝飾形式取悅于消費(fèi)者，達(dá)到促銷的目的。4、流通加工

流通加工是在流通領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中，對商品所作的進(jìn)一步的輔助性加工。它可以更有效地滿足客戶的需要、促進(jìn)銷售、彌補(bǔ)生產(chǎn)過程加工不足、更好的銜接供需雙方、更合理的利用資源。5、裝卸搬運(yùn)

裝卸搬運(yùn)是伴隨著運(yùn)輸和存儲而產(chǎn)生的必要的物流活動(dòng)，是對運(yùn)輸、儲存、包裝、流通加工等物流活動(dòng)進(jìn)行銜接的中間環(huán)節(jié)。6、配送

物流配送就是對整個(gè)物流過程實(shí)行統(tǒng)一的信息管理和調(diào)度，按照訂貨要求，在物流基地進(jìn)行理貨工作，并將配好的貨物送交收貨人的一種先進(jìn)物流方式。

配送是物流體系中的一種綜合的、特殊的形式。其內(nèi)容主要包括：進(jìn)貨、搬運(yùn)、儲存、盤點(diǎn)、訂單處理、揀貨、補(bǔ)貨、出貨等等。7、信息處理

現(xiàn)代物流也是需要依靠信息技術(shù)才能保證物流體系正常運(yùn)作的。信息是連接運(yùn)輸、儲存、裝卸、包裝等各功能要素的紐帶，同時(shí)一些諸如物價(jià)、市場、交易等商業(yè)信息也為物流的運(yùn)作提供了依據(jù)。信息功能是物流活動(dòng)順暢進(jìn)行的保障，是物流活動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、高效益的前提，也是進(jìn)行企業(yè)管理與經(jīng)營決策的重要依據(jù)。8、廢舊物品的回收與處理

廢舊物品的回收與處理是為了恢復(fù)物品價(jià)值或合理處置廢舊物品、包裝材料等。它不僅包括對生產(chǎn)和消費(fèi)過程中的廢棄物進(jìn)行的收集、分類、加工和處理，還包括對不合格的材料或殘次品進(jìn)行退貨、包裝品的回收利用以及其它原因所造成的對產(chǎn)品的回收。第二章公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測第一節(jié)概論一、交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測的概念與意義

預(yù)測的概念：預(yù)測是對尚未發(fā)生或目前還不明確的事物進(jìn)行預(yù)先的估計(jì)和推測，是在現(xiàn)時(shí)對事物將要發(fā)生的結(jié)果進(jìn)行探討和研究。意義：①是對交通運(yùn)輸系統(tǒng)（宏觀）投資的需要；②是交通運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化和評價(jià)的基礎(chǔ)；③是交通運(yùn)輸項(xiàng)目投資（微觀）的需要，投資時(shí)間、規(guī)模。二、預(yù)測分類（一）按預(yù)測結(jié)果分1．定性分析定性分析是研究和探討預(yù)測對象在未來所表現(xiàn)的性質(zhì)。預(yù)測技術(shù)：各種調(diào)查法、類推法、經(jīng)驗(yàn)法、對比法、主觀概率法等。應(yīng)用場合：選舉結(jié)果、戰(zhàn)爭的勝負(fù)、體育競賽結(jié)果等。2．定量預(yù)測定量預(yù)測是對預(yù)測對象未來的數(shù)量表現(xiàn)加以確定。預(yù)測技術(shù)：回歸法、時(shí)間序列趨勢外推法，以及經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)的一些其它方法。應(yīng)用場合：經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展預(yù)測、科學(xué)預(yù)測等。3．定時(shí)預(yù)測是對預(yù)測對象未來的表現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行確定。預(yù)測方法：各種調(diào)查分析法和類推法等。在對運(yùn)輸設(shè)備更新?lián)Q代進(jìn)行定時(shí)預(yù)測時(shí)，可采用“成長”曲線法。應(yīng)用場合：經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展預(yù)測、科學(xué)預(yù)測等。（二）按預(yù)測期限分1．短期預(yù)測對預(yù)測對象近期發(fā)展情況所做的預(yù)測。較高的精確度或準(zhǔn)確度。2．中期預(yù)測對預(yù)測對象較長期的發(fā)展情況所做的預(yù)測。精確度或準(zhǔn)確度要求寬松些。3．長期預(yù)測技術(shù)預(yù)測：短期<5a，中期5a～15a，長期>15a。（三）按限制條件分1．條件預(yù)測條件預(yù)測是以決策方案作為主要限制條件所進(jìn)行的預(yù)測。2．無條件預(yù)測是不必考慮決策條件或決策方案對預(yù)測對象發(fā)展的影響的所進(jìn)行的預(yù)測。（四）按目標(biāo)限制分1．規(guī)范性預(yù)測2．探索性預(yù)測三、預(yù)測的步驟2個(gè)階段：第一階段是歸納過程第二階段是演繹或推論過程步驟：1．確定預(yù)測目標(biāo)2．搜集預(yù)測資料3．建立預(yù)測模型4．評價(jià)模型5．利用模型進(jìn)行預(yù)測6．分析預(yù)測結(jié)果（二）德爾菲法

1．實(shí)施步驟第1輪：提出預(yù)測問題。第2、3輪：請專家對調(diào)查表所列的項(xiàng)目作出評價(jià)，闡明理由。第4輪：此時(shí)意見已較集中，可以最后整理成為預(yù)測結(jié)果，寫出預(yù)測報(bào)告書。

2．方法利弊利：①簡單易行，可靠性好，能夠充分發(fā)揮人的智慧和經(jīng)驗(yàn)；②節(jié)省經(jīng)費(fèi)弊：①受人的主觀因素影響較大；②預(yù)測需要的時(shí)間較長，適用于中、長期預(yù)測。二、定量預(yù)測方法（一）回歸分析預(yù)測法舉例說明：汽車使用年限與運(yùn)輸成本的關(guān)系；人的年齡與血壓的關(guān)系（用散點(diǎn)圖說明）

1．一元線性回歸預(yù)測方法回歸模型

y～N(a+bx，σ2)(2)a、b的估計(jì)

yi=a+bxi+εi,ε～N(0,σ2),i=1,2,…,n2．一元曲線回歸預(yù)測法回歸模型與代換以指數(shù)函數(shù)曲線為例，設(shè)y與x變量之間的關(guān)系為

y=aebxlny=lna+bx

令y′=lny，a′=lna，

y′=a′+bx

3．多元線性回歸預(yù)測法預(yù)測模型的基本形式如下：

y～(b0+b1x1+b2x2+…+bmxm+σ)(2.12)

Ey=b0+b1x1+b2x2+…+bmxm+稱為m元回歸超平面方程，簡稱m元回歸方程。設(shè)樣本觀測值為（xk1，xk2，…，xkm，yk），k=1，2，…，n，記Q(b0，b1，b2，…，bm)=∑(yk

-b0-b1xk1-b2xk2-…-bmxkm)2應(yīng)用最小二乘法，分別對各參數(shù)求偏導(dǎo)，可得到以下方程組（二）指數(shù)平滑預(yù)測法

1．指數(shù)平滑公式對時(shí)間序列y1，y2,…,yt,…,yT，一次指數(shù)平滑公式為

St(1）＝αyt+（1—α）St-1(1）

t=1,2,,…,T(2.17)二次指數(shù)平滑公式為

St(2）＝αSt(1）

+（1-α）St-1(2）

(2.18)同理，三次指數(shù)平滑公式為

St(3）＝αSt(2）

+（1-α）St-1(3）

(2.19)P次指數(shù)平滑公式為

St(p）＝αSt(p-1）

+（1-α）St-1(p）

(2.20)式中的St(2）、St(3）、St(p）分別為二次、三次、P次指數(shù)平滑值。2．預(yù)測模型1）水平趨勢

y′T+L＝ST(1）

L=1,2,…,(2.21)2）線性趨勢

y′T+L=aT+bTL

L=1,2,…,(2.22)

aT

=2ST(1）-ST(2）

3)二次曲線趨勢

y′T+L=aT+bTL+0.5cTL2

L=1,2,…,(2.23)式中的aT

，bT

，cT的估計(jì)公式為

aT=3ST(1）

-3ST(2）+ST(3）

第三節(jié)社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測一、社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測的主要內(nèi)容（1）人口（包括總?cè)丝?、農(nóng)業(yè)及非農(nóng)業(yè)人口、社會勞動(dòng)力人數(shù)及構(gòu)成等）。（2）土地面積（包括：耕地面積）。（3）社會總產(chǎn)值、工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、國民收入、國內(nèi)生產(chǎn)總值、社會商品零售總額等。（4）人均國民收入、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、職工人均收入、農(nóng)民人均純收入等。（5）財(cái)政支出與收入。（6）固定資產(chǎn)投資額（其中基建投資額）。（7）工農(nóng)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量。（8）礦產(chǎn)資源儲量等。二、區(qū)域人口預(yù)測

y=a+b(x-x0)+c(x-x0)2(2.38)式中y—預(yù)測年份的人口預(yù)測值；

x—預(yù)測年份的公元年號；

x0—數(shù)據(jù)起始統(tǒng)計(jì)的公元年號；

a，b，c—方程參數(shù)。令x1=x-x0，x2=(x-x0)2，則經(jīng)過修正后的方程為二元線性函數(shù)，

y=a+bx1+cx2

(2.39)

表2-2（見P35）三、經(jīng)濟(jì)預(yù)測表2-4（P36）表2-5（見P37）（二）公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1．發(fā)展過程最早的道路：公元前3000年運(yùn)輸建造金字塔的材料而修建的大道公元前2000年修建了巴比倫街道和歐洲琥珀道路公元前500年修建的用以連接?xùn)|西方通商用的絲綢之路公元前700年至公元前300年修建了通往神殿的道路在古代道路中羅馬帝國道路羅馬帝國為其統(tǒng)治而修建的。1892年發(fā)明了用汽油的汽車，標(biāo)志著道路交通運(yùn)輸進(jìn)入了以汽車為運(yùn)輸工具的公路運(yùn)輸階段。公路交通運(yùn)輸發(fā)展過程：初期（1892年～1920年）汽車不僅故障多，性能也差，汽車擁有量也少；許多公路實(shí)際上是由原來的馬車路改建而成的，技術(shù)等級低，也未形成網(wǎng)絡(luò)。公路運(yùn)輸還只是水運(yùn)和鐵路運(yùn)輸?shù)妮o助方式。中期（1921年～1945年）車輛性能提高，降低了運(yùn)輸費(fèi)，加快了運(yùn)行速度，汽車擁有量大增（已超過6000萬輛）?，F(xiàn)代的瀝青路面、混凝土路面的開始。陸地長途運(yùn)輸仍舊由鐵路承擔(dān)，公路運(yùn)輸主要是起與鐵路聯(lián)運(yùn)的作用。近期（1946年～）近期階段的公路運(yùn)輸以大力建設(shè)高速公路和發(fā)展長途運(yùn)輸為主要特征。至1984年，全世界已有55個(gè)國家和地區(qū)（不包括前蘇聯(lián)）擁有高速公路，總里程在13.5萬km以上，其中擁有1000km以上的國家和地區(qū)就有17個(gè)。高速公路承擔(dān)著城市間的長途運(yùn)輸任務(wù)，發(fā)揮了門到門運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，在一定程度上替代了鐵路的長途運(yùn)輸功能。第二章公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測第二章公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測第一節(jié)概論一、交通運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測的概念與意義

預(yù)測的概念：預(yù)測是對尚未發(fā)生或目前還不明確的事物進(jìn)行預(yù)先的估計(jì)和推測，是在現(xiàn)時(shí)對事物將要發(fā)生的結(jié)果進(jìn)行探討和研究。意義：①是對交通運(yùn)輸系統(tǒng)（宏觀）投資的需要；②是交通運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化和評價(jià)的基礎(chǔ)；③是交通運(yùn)輸項(xiàng)目投資（微觀）的需要，投資時(shí)間、規(guī)模。二、預(yù)測分類（一）按預(yù)測結(jié)果分1．定性分析定性分析是研究和探討預(yù)測對象在未來所表現(xiàn)的性質(zhì)預(yù)測技術(shù)：各種調(diào)查法、類推法、經(jīng)驗(yàn)法、對比法、主觀概率法等應(yīng)用場合：選舉結(jié)果、戰(zhàn)爭的勝負(fù)、體育競賽結(jié)果等2．定量預(yù)測定量預(yù)測是對預(yù)測對象未來的數(shù)量表現(xiàn)加以確定預(yù)測技術(shù)：回歸法、時(shí)間序列趨勢外推法，以及經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)的一些其它方法應(yīng)用場合：經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展預(yù)測、科學(xué)預(yù)測等3．定時(shí)預(yù)測是對預(yù)測對象未來的表現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行確定預(yù)測方法：各種調(diào)查分析法和類推法等。在對運(yùn)輸設(shè)備更新?lián)Q代進(jìn)行定時(shí)預(yù)測時(shí)，可采用“成長”曲線法應(yīng)用場合：經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展預(yù)測、科學(xué)預(yù)測等（二）按預(yù)測期限分1．短期預(yù)測對預(yù)測對象近期發(fā)展情況所做的預(yù)測。較高的精確度或準(zhǔn)確度2．中期預(yù)測對預(yù)測對象較長期的發(fā)展情況所做的預(yù)測。精確度或準(zhǔn)確度要求寬松些。3．長期預(yù)測技術(shù)預(yù)測：短期<5a，中期5a～15a，長期>15a。（三）按限制條件分1．條件預(yù)測條件預(yù)測是以決策方案作為主要限制條件所進(jìn)行的預(yù)測。2．無條件預(yù)測是不必考慮決策條件或決策方案對預(yù)測對象發(fā)展的影響的所進(jìn)行的預(yù)測。（四）按目標(biāo)限制分1．規(guī)范性預(yù)測2．探索性預(yù)測三、預(yù)測的步驟2個(gè)階段：第一階段：歸納過程第二階段：演繹或推論過程步驟：確定預(yù)測目標(biāo)搜集預(yù)測資料建立預(yù)測模型評價(jià)模型利用模型進(jìn)行預(yù)測分析預(yù)測結(jié)果第二節(jié)

公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)常用預(yù)測方法

一、定性預(yù)測方法（一）專家會議法專家會議法又稱經(jīng)驗(yàn)判斷法、頭腦風(fēng)暴法（brainstorming）

1．實(shí)施步驟分3個(gè)階段：

1）明確問題明確要預(yù)測的問題

2）發(fā)表意見到會的專家和技術(shù)人員對要預(yù)測的問題提出各種不同的看法，廣泛發(fā)表意見

3個(gè)好處：①可防止虛假的附和；

②有助于產(chǎn)生可供選擇的新方案；

③促進(jìn)想象，得到啟發(fā)，以利糾正錯(cuò)誤的想法，發(fā)現(xiàn)正確的答案。

3）認(rèn)真討論找出大家滿意的答案。

2．方法利弊利：①能較全面地考慮到事件發(fā)生的可能性，從而達(dá)到預(yù)測的目標(biāo)；

②預(yù)測方法簡單易行，節(jié)省時(shí)間。弊：①參加會議的人數(shù)有限，不能更廣泛地收集各方面的意見；

②不能充分發(fā)表自己意見和看法。（二）德爾菲法

1．實(shí)施步驟第1輪：提出預(yù)測問題。第2、3輪：請專家對調(diào)查表所列的項(xiàng)目作出評價(jià)，闡明理由。第4輪：此時(shí)意見已較集中，可以最后整理成為預(yù)測結(jié)果，寫出預(yù)測報(bào)告書。

2．方法利弊利：①簡單易行，可靠性好，能夠充分發(fā)揮人的智慧和經(jīng)驗(yàn)；②節(jié)省經(jīng)費(fèi)弊：①受人的主觀因素影響較大；②預(yù)測需要的時(shí)間較長，適用于中、長期預(yù)測。二、定量預(yù)測方法（一）回歸分析預(yù)測法

設(shè)x為自變量，y為因變量，從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上說，希望由x的取值能確定y的平均值的大小，即希望因變量y的數(shù)學(xué)期望Ey=μ(x)，μ(x)與x呈線性關(guān)系μ(x)=a+bx。用線性函數(shù)a+bx來估計(jì)y的數(shù)學(xué)期望的問題，稱為一元線性回歸問題。

1．一元線性回歸預(yù)測方法

(1)回歸模型回歸模型

y～N(a+bx，σ2)

其中a，b，σ2都是未知參數(shù)，并且皆不依賴于x。對y作這樣的正態(tài)假設(shè)，相當(dāng)于設(shè)其中a，b，σ2都是與x無關(guān)的未知參數(shù)。二、定量預(yù)測方法（一）回歸分析預(yù)測法

(2)a、b的估計(jì)

yi=a+bxi+εi,ε～N(0,σ2),i=1,2,…,n

其中a，b，σ2都是與x無關(guān)的未知參數(shù)。用樣本值：(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)

來估計(jì)a，b及σ2。若記a，b的估計(jì)值為a′，b′，則對于給定的的估計(jì)值，將其記為y′,既

?=a′+b′x

稱上式為y對x的線性回歸方程。

(2)a、b的估計(jì)

應(yīng)用極大似然法來估計(jì)a，b，也就是說只要下列函數(shù)取最小值即可。

取Q關(guān)于a，b的偏導(dǎo)數(shù)，并令它們等于零：

得到方程組：

方程組(2.6)稱為正規(guī)方程組。其唯一的一組解：(3)相關(guān)系數(shù)與回歸顯著性檢驗(yàn)為了便于對a?，b?進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在此順便引入幾個(gè)常用記號。

記lyy=Q+UQ：稱為殘差平方和。U：回歸平方和在總和lyy中，U所占的比重越大，就說明隨機(jī)誤差所占的比重越小，即回歸越顯著。引入指標(biāo)相關(guān)系數(shù)r，記lyy≥U≥0，故0≤r2≤1，即0≤∣r∣≤1∣r∣越接近0，U在lyy中所占的比例越小，x與y變量之間的相關(guān)程度就越??；∣r∣越接近1，U在lyy中所占的比例越大，x與y變量之間的相關(guān)程度就越密切；當(dāng)∣r∣=1時(shí)，則有U=lyy，Q=0，從而所有的點(diǎn)都在回歸直線上。因此，x與y變量之間存在著確定的直線關(guān)系，稱x與y完全線性相關(guān)；當(dāng)∣r∣=0時(shí)，則有U=b′2lxx，因而，b′=0，故回歸直線平行于x軸。表明y的變化與x改變毫無線性關(guān)系。此時(shí)稱x與y完全線性無關(guān)。

(3)相關(guān)系數(shù)與回歸顯著性檢驗(yàn)

關(guān)于r檢驗(yàn)的臨界值rα可以從相關(guān)系數(shù)臨界表上查到，根據(jù)檢驗(yàn)水平α及樣本容量n可查到相應(yīng)的rα值，當(dāng)r>rα?xí)r，則認(rèn)為回歸效果顯著；r≤rα?xí)r，則認(rèn)為回歸效果不顯著。2．一元曲線回歸預(yù)測法(1)回歸模型與代換以指數(shù)函數(shù)曲線為例，說明如何采用變量代換法把非線性回歸問題轉(zhuǎn)換成線性回歸問題來處理。設(shè)y與x變量之間的關(guān)系為y=aebx對上式兩邊取自然對數(shù)得lny=lna+bx令y′=lny，a′=lna，于是就得到變量轉(zhuǎn)換后的線性模型y′=a′+bx

2．一元曲線回歸預(yù)測法(2)回歸顯著性檢驗(yàn)按定義直接計(jì)算Q，為區(qū)別起見，引入相關(guān)指數(shù)R2R與用變換后的數(shù)據(jù)（y’，x’）算出的r，不是一回事。然而，R2

與r2卻有類似的性質(zhì)，即R2越接近1，則所配置的曲線的效果愈好。這樣就可以用線性回歸分析的方法計(jì)算參數(shù)a′，b，最后得到原模型的參數(shù)a=ea′。類似地可以得到對數(shù)函數(shù)曲線、雙曲函數(shù)曲線、冪函數(shù)曲線的變量和參數(shù)變換關(guān)系，如表2-1示。表2-1非線性函數(shù)代換成線性函數(shù)回歸分析函數(shù)類型函數(shù)形式代換后模型代換后自變量代換后因變量參數(shù)a參數(shù)b指數(shù)函數(shù)y=aebxy′=a′+b′x′

x′=x

y′=lny

a=ea′

b=b′對數(shù)函數(shù)y=a+blogxy′=a′+b′x′

x′=logx

y′=y

a=a′

b=b′雙曲函數(shù)1/y=a+b/xy′=a′+b′x′

x′=1/x

y′=1/y

a=a′

b=b′冪函數(shù)y=axby′=a′+b′x′

x′=lnx

y′=lny

a=ea′

b=b′皮爾函數(shù)y=K/(1+ae-bt)y′=a′-b′t′

t′=ty′=ln(K/y-1)

a=ea′

b=b′2．一元曲線回歸預(yù)測法

當(dāng)預(yù)測對象y受到多個(gè)因素x1

、x2

、…、xm

的影響,如果各個(gè)因素xi與y的相關(guān)關(guān)系可以同時(shí)近似地用函數(shù)關(guān)系來表示，則可以用多元線性回歸預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測。其預(yù)測模型的基本形式如下：

y～(b0+b1x1+b2x2+…+bmxm+σ)(2.12)式中的b0，b1，b2，…，bm，σ是與x1

、x2

、…、xm無關(guān)的常數(shù)。

Ey=b0+b1x1+b2x2+…+bmxm稱為m元回歸超平面方程，簡稱m元回歸方程。

3．多元線性回歸預(yù)測法

設(shè)樣本觀測值為（xk1，xk2，…，xkm，yk），k=1，2，…，n，記Q(b0，b1，b2，…，bm)=∑(yk

-b0-b1xk1-b2xk2-…-bmxkm)2應(yīng)用最小二乘法，分別對各參數(shù)求偏導(dǎo)，可得到以下方程組3．多元線性回歸預(yù)測法式中，i，j=1，2，…，m

，i=1，2，…，m

其中k=1，2，…，n

為樣本數(shù)?；貧w顯著性檢驗(yàn)應(yīng)用F檢驗(yàn)。仍lyy以記總的變動(dòng)平方和，即3．多元線性回歸預(yù)測法

lyy=∑(yk-y-)2=l00若記則lyy

=U+QU仍稱為回歸平方和，Q仍稱為殘差平方和，S仍稱為剩余標(biāo)準(zhǔn)差?；貧w顯著性按下式檢驗(yàn)3．多元線性回歸預(yù)測法

指數(shù)平滑預(yù)測法是根據(jù)過去的實(shí)際數(shù)和平滑值，通過加權(quán)平均來進(jìn)行預(yù)測的。在這種方法中，不同期的數(shù)據(jù)處于不同的地位，近期數(shù)據(jù)的作用大，遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的作用小。因此，指數(shù)平滑對數(shù)據(jù)時(shí)間序列中的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，愈近的數(shù)據(jù)，其權(quán)數(shù)愈大。通過某種平均方式，消除歷史統(tǒng)計(jì)序列中的隨機(jī)波動(dòng)，找出其中的主要發(fā)展趨勢。（二）指數(shù)平滑預(yù)測法1．指數(shù)平滑公式對時(shí)間序列y1，y2,…,yt,…,yT，一次指數(shù)平滑公式為

St(1）＝αyt+（1-α）St-1(1）

t=1,2,,…,T（二）指數(shù)平滑預(yù)測法二次指數(shù)平滑公式為

St(2)＝αSt(1)+（1-α）St-1(2)

三次指數(shù)平滑公式為

St(3)＝αSt(2)+（1-α）St-1(3)P次指數(shù)平滑公式為

St(p)＝αSt(p-1)+（1-α）St-1(p)

式中的St(1)

、St(2)

、St(3)

、St(p)分別為一次、二次、三次、P次指數(shù)平滑值。加權(quán)系數(shù)α

取值范圍:0＜α＜1

α的取值體現(xiàn)了新觀察值與原平滑值之間的比例關(guān)系。α越大，新觀察值在中的比例越大，當(dāng)α=1時(shí)St(1)＝y(tǒng)tSt(2)＝St(1)….

反之，若α越小，則St-1(1)所占的比重就越大。當(dāng)α=０時(shí)

St(1)＝St-1(1)St(2)＝St-1(2)這時(shí)，本期平滑值就等于上期平滑值，而沒有考慮當(dāng)前數(shù)據(jù)yt所載的信息。α值的選擇在指數(shù)平滑法中是非常重要的，一般取0.01—0.3之間。（二）指數(shù)平滑預(yù)測法初始值

S0(1)=S0(2)=S0(3)=(y1+y2+y3)/3（二）指數(shù)平滑預(yù)測法2．預(yù)測模型1）水平趨勢

y′T+L＝ST(1）

L=1,2,…,(2.21)2）線性趨勢

y′T+L=aT+bTL

L=1,2,…,(2.22)

aT

=2ST(1）-ST(2）

3)二次曲線趨勢

y′T+L=aT+bTL+0.5cTL2

L=1,2,…,(2.23)式中的aT

，bT

，cT的估計(jì)公式為

aT=3ST(1）

-3ST(2）+ST(3）

2．預(yù)測模型(三）季節(jié)指數(shù)預(yù)測法季節(jié)指數(shù)預(yù)測法是一種簡單適用的處理季節(jié)性周期波動(dòng)數(shù)據(jù)的方法，其模型形式為

yt=f(t)·Fj

(2.35)式中，f(t)是時(shí)間序列中的長期趨勢變動(dòng)函數(shù)，可以是通過回歸分析、指數(shù)平滑、灰色系統(tǒng)等方法建立；Fj是季節(jié)指數(shù)，它表示季節(jié)性變動(dòng)幅度的大小，j=1,2,…,K。K為一個(gè)季節(jié)周期內(nèi)季節(jié)階段的個(gè)數(shù)。如以季度為周期，則K=4，以月為周期，則K=12。（1）求每年數(shù)據(jù)中各季節(jié)的指數(shù)假設(shè)有N年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，年季節(jié)分段數(shù)為K，序列總長度T=N×K。記第i年j季的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為yij，定義各季節(jié)指數(shù)為本季節(jié)實(shí)際數(shù)據(jù)與全年數(shù)據(jù)平均值之比，即（2）求平均季節(jié)指數(shù)Fj（3）用平均指數(shù)消去數(shù)據(jù)中的季節(jié)周期波動(dòng)

y′ij=yij

/Fj(2.37)

（4）用消去季節(jié)波動(dòng)的數(shù)據(jù)y’ij建立最終預(yù)測模型f(t)（5）用式(2.35)進(jìn)行預(yù)測課堂作業(yè):

如表示為某地區(qū)近5年的運(yùn)輸量統(tǒng)計(jì)數(shù)字,用二次指數(shù)平滑預(yù)測法,預(yù)測2006年的運(yùn)輸量(α=0.3).第三節(jié)社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測一、社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測的主要內(nèi)容

（1）人口（包括總?cè)丝?、農(nóng)業(yè)及非農(nóng)業(yè)人口、社會勞動(dòng)力人數(shù)及構(gòu)成等）；（2）土地面積（包括：耕地面積）；（3）社會總產(chǎn)值、工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、國民收入、國內(nèi)生產(chǎn)總值、社會商品零售總額等；（4）人均國民收入、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、職工人均收入、農(nóng)民人均純收入等；（5）財(cái)政支出與收入；（6）固定資產(chǎn)投資額（其中基建投資額）；（7）工農(nóng)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量；（8）礦產(chǎn)資源儲量等。二、區(qū)域人口預(yù)測

為什么要進(jìn)行人口預(yù)測？以人口總量預(yù)測為例分析人口預(yù)測的方法。以年份為自變量，人口總量為因變量，應(yīng)用回歸分析預(yù)測法對區(qū)域人口總量，其區(qū)域人口總量預(yù)測模型為

y=a+b(x-x0)+c(x-x0)2(2.38)式中y—預(yù)測年份的人口預(yù)測值；

x—預(yù)測年份的公元年號；

x0—數(shù)據(jù)起始統(tǒng)計(jì)的公元年號；

a，b，c—方程參數(shù)。令x1=x-x0，x2=(x-x0)2，則經(jīng)過修正后的方程為二元線性函數(shù)，

y=a+bx1+cx2

(2.39)

表2-2（見P35）

表2-2是某省從1985年到2000年的人口總量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（萬人），預(yù)測該省從2001年到2003年的人口總量變化趨勢。表2-2某省人口總量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)年

份19851986198719881989199019911992人口總量48114948505751755268535554275502年

份19931994199519961997199819992000人口總量55935681578058845987607566166253

以式(2.38)為回歸模型，經(jīng)分析計(jì)算得到有關(guān)參數(shù)：a=4873.00，b=0.0625，c=0.00294，F(xiàn)=141.2228，R2=0.956，預(yù)測模型為

y=4873.00+0.0625(x-1985)+0.00294(x-1985)2

模型的平均相對誤差為0.64%。用上式預(yù)測該省2001年、2002年和2003年的人口總量分別為6520萬人、6646萬人和6774萬人。

不同年份的區(qū)域人口總量實(shí)際上是時(shí)間序列數(shù)據(jù)，因此也可以用指數(shù)平滑預(yù)測法，計(jì)算的一、二、三次指數(shù)平滑值如表2-3（見P36）。

表2-3某省人口總量指數(shù)平滑值序號t年

份XtSt(1)St(2)St(3)預(yù)測值相對誤差%01985481149014927493648550.9111986494849154924493249050.8621987505749574934493350031.0631988517550234960494151280.9241989526850965001495952440.4551990535551745053498753500.1061991542752505112502554380.2071992550253255176507055180.3081993559354065245512356050.2191994568154885318518156920.20101995578055765395524557870.12111996588456685477531558880.07121997598757645563538959910.07131998607558575651546860850.17141999661660855781556264722.17152000625361355888566064032.40

y=6402.81+124.91(L-2000)+3.64(L-2000)2

L=2001，2002，…

模型的平均相對誤差為1.89%。用該模型預(yù)測該省2001年、2002年和2003年的人口總量分別為：

6526萬人、6645萬人和6761萬人回歸分析預(yù)測模型：6520萬人、6646萬人和6774萬人。

一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平?jīng)Q定著該地區(qū)內(nèi)部與外界的供應(yīng)和需求水平，也就決定著該地區(qū)內(nèi)部與外界的人與貨物的流動(dòng)數(shù)量。經(jīng)濟(jì)預(yù)測是在進(jìn)行交通生成預(yù)測之前，除了人口之外另一個(gè)必須得到的數(shù)據(jù)。例1:某城市1985年到1999年社會商品零售額的時(shí)間序列（百萬元）。應(yīng)用指數(shù)平滑預(yù)測法，一、二、三次指數(shù)平滑值列于表中。根據(jù)式(2.23)得到二次指數(shù)平滑預(yù)測模型為

y=124.25+17.55(L-1999)+0.76(L-1999)2

L=2000，2001，…

模型的平均相對誤差為3.602%。預(yù)測該市2000年：142.55百萬元

2001年：162.39百萬元

2002年：181.84百萬元。三、經(jīng)濟(jì)預(yù)測表2-4社會商品零售額時(shí)間序列序號年

份tXtSt(1)St(2)St(3)預(yù)測值相對誤差%0198524.4024.4024.4024.40