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文档简介

1、交通工程设施设计交通工程设施设计第二章第二章 交通工程设施总体规划交通工程设施总体规划第二章第二章 交通工程设施总体规划交通工程设施总体规划教学内容1)交通工程设施总体规划的原则与方法)交通工程设施总体规划的原则与方法2)道路交通系统特性)道路交通系统特性3)交通工程总体规划)交通工程总体规划1 交通工程设施总体规划原则1.1 从最大限度地发挥高速公路快速、安全、经济、舒适的优点出发,提供充分的系统可靠性和安全性1.2 既要考虑建设者和经营者的直接经济效益,利于节约资金和调动积极性,又要充分考虑高速公路的社会效益,发挥高速公路对国民经济的推动作用1.3 总体规划应因地制宜,在充分考虑规划区域实

2、际情况的前提下,尽量向世界和国内先进水平看齐,保证其经济合理性1 交通工程设施总体规划原则1.4 应考虑交通工程系统与道路工程系统的相互依赖和交通工程各子系统之间的协调1.5 在考虑交通工程各系统的容量时,应考虑未来交通的发展,留有较大扩容的弹性2 交通工程设施总体规划方法2.1 基础资料调查政策方针调查政策方针调查调查国家对规划区发展的一系列调查国家对规划区发展的一系列政策方针政策方针地方经济发展规划地方经济发展规划国土资源开发计划国土资源开发计划环保政策环保政策综合运输规划综合运输规划公路网及高速公路建设规划公路网及高速公路建设规划规划区域公路网运输调查规划区域公路网运输调查现有的公路网络

3、现有的公路网络组成及技术等级组成及技术等级国省干线公路历年国省干线公路历年交通流量及组成交通流量及组成已建成或已设计的高已建成或已设计的高速公路交通工程设施速公路交通工程设施2 交通工程设施总体规划方法2.2 分析预测 1)根据区域公路网规划和经济资料对路网进行分析)根据区域公路网规划和经济资料对路网进行分析2)按照已有的高速公路立交布设原则对尚未进行预工)按照已有的高速公路立交布设原则对尚未进行预工可研究的高速公路的立交进行大致的布设可研究的高速公路的立交进行大致的布设3)根据规划区域内的社会经济资料和路线交通量资料)根据规划区域内的社会经济资料和路线交通量资料,对未来路网的断面交通量和立交

4、交通量进行预测分析,对未来路网的断面交通量和立交交通量进行预测分析4)根据路网交通分析结果,确定规划的阶段和总体性)根据路网交通分析结果,确定规划的阶段和总体性目标,明确规划各子系统所要解决的重要问题目标,明确规划各子系统所要解决的重要问题2 交通工程设施总体规划方法2.3 系统规划 根据预测结果和规划目标,进行管理根据预测结果和规划目标,进行管理、收费、监控、通信、安全设施、服、收费、监控、通信、安全设施、服务区及养护区、电气、环保、救援等务区及养护区、电气、环保、救援等各子系统的近、远期规划方案设计各子系统的近、远期规划方案设计 1)管理体制规划)管理体制规划对高速公路网近期及远期的管理模

5、式、管理机构的性质、职对高速公路网近期及远期的管理模式、管理机构的性质、职责、人员设备规模等进行规划责、人员设备规模等进行规划 2)收费系统规划)收费系统规划对高速公路网收费系统方案进行比较论证,确定收费系统的收对高速公路网收费系统方案进行比较论证,确定收费系统的收费制式、收费方式,对收费设备、土建工程、收费人员的配备费制式、收费方式,对收费设备、土建工程、收费人员的配备进行规划和估算进行规划和估算2.3 系统规划 3)监控系统规划)监控系统规划对高速公路网的监控目标,设备、系统的建设规模、建设方对高速公路网的监控目标,设备、系统的建设规模、建设方式等进行系统规划式等进行系统规划 4)通信系统

6、规划)通信系统规划对高速公路通信系统网络的网络构成、组成规模、形成方式、对高速公路通信系统网络的网络构成、组成规模、形成方式、建设周期、系统投资、网络的维护方式、人员设备和费用等进建设周期、系统投资、网络的维护方式、人员设备和费用等进行规划行规划 5)救援系统规划)救援系统规划对区域高速公路网的交通救援系统进行规划对区域高速公路网的交通救援系统进行规划2.3 系统规划6)安全设施规划)安全设施规划对高速公路网安全设施的配备、材料类型及投资等进行统一规划对高速公路网安全设施的配备、材料类型及投资等进行统一规划7)服务区及养护区规划)服务区及养护区规划从高速公路网总体出发,对高速公路服务区和养护区

7、进行系统布从高速公路网总体出发,对高速公路服务区和养护区进行系统布设,确定规模及投资估算设,确定规模及投资估算8)电气系统规划)电气系统规划区域高速公路供电的要求、供电的方式、照明的设置及设备类型区域高速公路供电的要求、供电的方式、照明的设置及设备类型选择和投资估算选择和投资估算2.3 系统规划9)环保规划)环保规划对高速公路进行环对高速公路进行环保评价,提出环保保评价,提出环保措施、管理方式等措施、管理方式等10)系统评价)系统评价对高速公路网交通工程设施总体规划方案对高速公路网交通工程设施总体规划方案进行系统评价,并对交通工程系统效益进进行系统评价,并对交通工程系统效益进行定性和定量分析行

8、定性和定量分析3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性 交通规划、设计、管交通规划、设计、管理理论、方法和技术理理论、方法和技术 交通设施 交通参与者 交通工具 安全性/效率性/舒适性提高,环境明显改善 调整交通需求 提高服务能力 交通规划、设计、管交通规划、设计、管理理论、方法和技术理理论、方法和技术 交通设施交通设施 交通参与者交通参与者 交通工具交通工具 安全性安全性/ /效率性效率性/ /舒适性提高,环境明显改善舒适性提高,环境明显改善 调整交通需求调整交通需求 提高服务能力提高服务能力 3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.1 人的交通特性道路交通系统中的主要部分,贯道路交通系

9、统中的主要部分,贯穿于交通工程学的各个方面穿于交通工程学的各个方面驾驶员驾驶员乘客乘客行人行人驾驶人员驾驶人员机动车机动车道路环境道路环境用方向盘、制动器等进行控制用方向盘、制动器等进行控制(人)(机)量仪表、振动等量仪表、振动等坡度、凹凸不平、坡度、凹凸不平、 各种交通管理标志等各种交通管理标志等驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一,是影响交通驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一,是影响交通安全与效率的关键要素安全与效率的关键要素1 1)驾驶员)驾驶员驾驶员的反应操作过程驾驶员的反应操作过程驾驶员在驾驶车辆过程中,首先通过自己的感官,从外界环境接驾驶员在驾驶车辆过程中,首先通过自己的感官,从外界

10、环境接受信息,产生感觉,然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。受信息,产生感觉,然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。在知觉的基础上,形成所谓在知觉的基础上,形成所谓“深度知觉深度知觉”。最后,驾驶员凭借。最后,驾驶员凭借“深度知觉深度知觉”形成判断,从而指挥操作。形成判断,从而指挥操作。车内环境车外环境信息输入感受器知觉器记忆思考判断器意志决定反应器车辆行驶反应输出兴趣、情绪环境感觉器官传入神经传出神经动作器官车辆中枢神经反馈产生知觉1 1)驾驶员)驾驶员驾驶员的反应操作过程驾驶员的反应操作过程驾驶员在驾驶车辆过程中,首先通过自己的感官,从外界环境接驾驶员在驾驶车辆过程中,首先通过自己的感官

11、,从外界环境接受信息,产生感觉,然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。受信息,产生感觉,然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。在知觉的基础上,形成所谓在知觉的基础上,形成所谓“深度知觉深度知觉”。最后,驾驶员凭借。最后,驾驶员凭借“深度知觉深度知觉”形成判断,从而指挥操作。形成判断,从而指挥操作。车内环境车外环境信息输入感受器知觉器记忆思考判断器意志决定反应器车辆行驶反应输出兴趣、情绪环境感觉器官传入神经传出神经动作器官车辆中枢神经反馈深度知觉形成判断1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性视力视力眼睛分辨两物点之间最小距离的能力眼睛分辨两物点之间最小距离的能力静视力:站在视力表前静视力:站在视

12、力表前5m处的视力。处的视力。驾驶员要求驾驶员要求0.7以上,无红、绿色盲以上,无红、绿色盲动视力:在行车过程中的视力,比静视动视力:在行车过程中的视力,比静视力小。随着车速增大,视力明显下降力小。随着车速增大,视力明显下降 。也随着年龄增大而下降。也随着年龄增大而下降。 夜间视力:受某些因素影响,位于明亮夜间视力:受某些因素影响,位于明亮地方的物体容易被人发现,位于黑暗地地方的物体容易被人发现,位于黑暗地方的物体不易被发现方的物体不易被发现1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性夜间视力夜间视力夜间驾驶员辨认距离夜间驾驶员辨认距离82.582.542.842.876.676.667.867.8

13、66.366.367.667.642.942.918.818.832.132.147.247.236.436.436.436.419.019.09.69.613.213.224.024.017.017.017.817.81 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性视力与亮度有关视力与亮度有关夜间视力随着照度的夜间视力随着照度的增大而增大增大而增大, , 注意夜注意夜间行人消失现象间行人消失现象黄昏时间对驾驶员最黄昏时间对驾驶员最为不利为不利1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性视觉适应视觉适应视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感受性适应过程感受性适应过程暗适应:

14、由明亮处进暗适应:由明亮处进入暗处,眼睛习惯后,入暗处,眼睛习惯后,视力恢复视力恢复明适应:由暗处到明明适应:由暗处到明亮处,眼睛习惯后,亮处,眼睛习惯后,视力恢复视力恢复1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性视觉适应视觉适应暗适应时间较长,通常要暗适应时间较长,通常要36min才能基本适应,约才能基本适应,约3040min才能完全适应才能完全适应明适应则可在明适应则可在1min内达到完内达到完全适应全适应由隧道外进入没有照明由隧道外进入没有照明条件的隧道内,大约发条件的隧道内,大约发生生10s的视觉障碍的视觉障碍夜晚在城区和郊区交界处,由于照夜晚在城区和郊区交界处,由于照明条件的改变也会使驾

15、驶员产生视明条件的改变也会使驾驶员产生视觉障碍,从而影响行车安全觉障碍,从而影响行车安全黄昏时路面的明亮度急速降低黄昏时路面的明亮度急速降低(特别是秋天的黄昏特别是秋天的黄昏),但天空还,但天空还较明亮,视觉的暗适应较困难,此时正值驾驶员和行人都感较明亮,视觉的暗适应较困难,此时正值驾驶员和行人都感到疲劳的时候,事故发生率较高,应从多方面予以重视到疲劳的时候,事故发生率较高,应从多方面予以重视1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性视觉适应视觉适应1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性眩目眩目视野内有强光照射,颜色不均匀,使人的视野内有强光照射,颜色不均匀,使人的眼睛产生不舒适感,形成视觉障碍眼

16、睛产生不舒适感,形成视觉障碍间断性的眩目:夜间行车,对间断性的眩目:夜间行车,对面来车的前灯强光照射,易使面来车的前灯强光照射,易使驾驶员产生眩目现象驾驶员产生眩目现象生理性眩目:当受到对向车生理性眩目:当受到对向车灯强烈照射时,不禁要闭目灯强烈照射时,不禁要闭目或移开视线或移开视线心理性眩目:由于路灯照明心理性眩目:由于路灯照明反射所产生的眩光使驾驶员反射所产生的眩光使驾驶员有不愉快的感觉有不愉快的感觉眩目是由眩光产生的。眩光眩目是由眩光产生的。眩光会使人的视力下降,下降的会使人的视力下降,下降的程度取决于:光源的强度、程度取决于:光源的强度、视线与影响光之间的夹角、视线与影响光之间的夹角、

17、光源周围的亮度、眼的适应光源周围的亮度、眼的适应性等多种因素性等多种因素视力的眩光影响恢复:由亮到视力的眩光影响恢复:由亮到暗暗6s,由暗到亮,由暗到亮3s1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性眩目眩目视野内有强光照射,颜色不均匀,使人的眼睛视野内有强光照射,颜色不均匀,使人的眼睛产生不舒适感,形成视觉障碍产生不舒适感,形成视觉障碍防治方法防治方法1 1)驾驶员)驾驶员视觉特性视觉特性立体视觉立体视觉人对三维空间各种物体远近、前后、高低、人对三维空间各种物体远近、前后、高低、深浅和凸凹的感知能力深浅和凸凹的感知能力双眼注视景物时,会在视网膜上产生视差,是深度知觉的基础双眼注视景物时,会在视网膜

18、上产生视差,是深度知觉的基础深度信息传到大脑枕区再经加工处理后,便产生深度立体感知深度信息传到大脑枕区再经加工处理后,便产生深度立体感知双眼视觉:两眼视差所双眼视觉:两眼视差所产生的二维物象融合为产生的二维物象融合为一个单一完整的具有三一个单一完整的具有三维立体感的三维物象的维立体感的三维物象的能力能力立体视觉的生理基础是双眼视觉功立体视觉的生理基础是双眼视觉功能必须正常,立体盲患者在视差的能必须正常,立体盲患者在视差的传递或视中枢信息处理时会发生断传递或视中枢信息处理时会发生断路或紊乱,从而导致对深度距离的路或紊乱,从而导致对深度距离的判断不准或反应迟钝判断不准或反应迟钝3.1 人的交通特性

19、1)驾驶员)驾驶员视野:注视点两侧可视野:注视点两侧可以看到的范围以看到的范围在静止状态下,头部在静止状态下,头部不动两眼注视前方时不动两眼注视前方时,眼睛两侧可以看到,眼睛两侧可以看到的范围称为静视野。的范围称为静视野。头部不动,但眼球可头部不动,但眼球可以转动时,所能看见以转动时,所能看见的范围称为动视野的范围称为动视野与车速大小有关,静止时视野范围与车速大小有关,静止时视野范围最大(设标志牌等的依据),车速最大(设标志牌等的依据),车速越高视野越小,但前方注意点越远越高视野越小,但前方注意点越远与颜色有关(绿色视野最小,红色与颜色有关(绿色视野最小,红色较大,兰色更大,白色最大)较大,兰

20、色更大,白色最大)视野与视力密视野与视力密切相关:最佳切相关:最佳视力、清晰视视力、清晰视力视锥角力视锥角10度度范围内,标志范围内,标志、信号设在此、信号设在此范围内)范围内)3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员视野:注视点两侧视野:注视点两侧可以看到的范围可以看到的范围影响因素:视力、影响因素:视力、速度、颜色、体质速度、颜色、体质3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员色感色感红色光(禁行信号):刺激性强,易见性高,使人产生兴奋、警觉红色光(禁行信号):刺激性强,易见性高,使人产生兴奋、警觉黄色光(警告信号):亮度最高,反射光强度最大,易唤起注意黄色光(警告信号):亮度最高,反射光强度最

21、大,易唤起注意绿色光(通行信号):比较柔和,给人以平静、安全感绿色光(通行信号):比较柔和,给人以平静、安全感3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员反应特性:知觉反应特性:知觉反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素决定因素:驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思决定因素:驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思想集中、工作经验想集中、工作经验3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员反应特性:知觉反应特性:知觉反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素决定因素:驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思决定因

22、素:驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思想集中、工作经验想集中、工作经验3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员心理特点和个性特点:身心健康是行车安全必不可少的条件心理特点和个性特点:身心健康是行车安全必不可少的条件必要条件:思想上注意必要条件:思想上注意安全行车,平静的精神安全行车,平静的精神状态,安定审慎的性格状态,安定审慎的性格3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员心理特点和心理特点和个性特点:个性特点:身心健康是身心健康是行车安全必行车安全必不可少的条不可少的条件件3.1 人的交通特性1)驾驶员)驾驶员驾驶疲劳:由于驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳及驾驶疲劳:由于驾驶作

23、业引起的身体上的变化、心理上的疲劳及客观测定驾驶机能低落客观测定驾驶机能低落3.1 人的交通特性2)乘客)乘客交通心理要求:省时、省钱、省力、安全、方便、舒适交通心理要求:省时、省钱、省力、安全、方便、舒适影响因素:不同的道路等级、线形、路面质量、汽车行驶平稳性影响因素:不同的道路等级、线形、路面质量、汽车行驶平稳性、车厢内的气氛、载客量、车外景观、地形、车厢内的气氛、载客量、车外景观、地形3.1 人的交通特性2)乘客)乘客3.1 人的交通特性3)行人)行人交通特性(步行交通):行人的速度、对个人空间的要求、步行交通特性(步行交通):行人的速度、对个人空间的要求、步行时的注意力时的注意力相关因

24、素:年龄相关因素:年龄、性别、出行目、性别、出行目的、修养、心境的、修养、心境、体质、生活区、体质、生活区域、街景、交通域、街景、交通状况状况3.1 人的交通特性3)行人)行人因素因素行人速度行人速度个人空间个人空间行人注意力行人注意力年年 龄龄 成年人正常的步行速度成年人正常的步行速度为为1.01.3m/s1.01.3m/s之间,儿童之间,儿童的步行速度随机性较大,的步行速度随机性较大,老年人较慢老年人较慢成年人步行时个人空成年人步行时个人空间要求为间要求为0.92.5m0.92.5m2 2/ /人,儿童个人空间要人,儿童个人空间要求比较小,老年人则求比较小,老年人则要求比较大要求比较大成年

25、人比较重视交通安全,成年人比较重视交通安全,注意根据环境调整步伐和视注意根据环境调整步伐和视线,儿童喜欢任意穿梭线,儿童喜欢任意穿梭性性 别别 男性比女性快男性比女性快男性大、女性小男性大、女性小大致相当大致相当出行目的出行目的工作、事务性出行,步行工作、事务性出行,步行速度较快,生活性出行较速度较快,生活性出行较慢慢工作、事务性出行,注意力工作、事务性出行,注意力比较集中,生活性出行注意比较集中,生活性出行注意力分散力分散文化素养文化素养受教育程度高的人一受教育程度高的人一般要求高,为自己,般要求高,为自己,也为别人。反之,则也为别人。反之,则要求低,也不太顾及要求低,也不太顾及他人他人 受

26、教育程度高的人一般对个受教育程度高的人一般对个人空间要求高,也比较注意人空间要求高,也比较注意文明走路和交通安全文明走路和交通安全心心 境境心情闲遇时速度正常,心心情闲遇时速度正常,心情紧张、烦恼时速度较快情紧张、烦恼时速度较快心情闲暇时个人空间心情闲暇时个人空间要求正常,心情紧张要求正常,心情紧张时要求较小,烦恼时时要求较小,烦恼时要求较大要求较大心情闲暇时注意力容易分散,心情闲暇时注意力容易分散,紧张时比较集中紧张时比较集中街街 景景街景丰富时速度放慢,单街景丰富时速度放慢,单调时速度加快调时速度加快 街景丰富时个人空小,街景丰富时个人空小,单调时个人空间大单调时个人空间大街景丰富时注意力

27、分散,单街景丰富时注意力分散,单调时集中调时集中交通状况交通状况拥挤时,速度放慢拥挤时,速度放慢拥挤时个人空间变小拥挤时个人空间变小 拥挤时,注意力集中拥挤时,注意力集中生活区域生活区域城里人生活节奏快,步行城里人生活节奏快,步行速度高;乡村人生活节奏速度高;乡村人生活节奏馒,步行速度慢馒,步行速度慢城里人步行时注意力比较集城里人步行时注意力比较集中,乡村人比较分散中,乡村人比较分散3.1 人的交通特性3)行人)行人3.1 人的交通特性3)行人)行人3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.2 车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用起重要作用1)动力性

28、能)动力性能303 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.2 车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用起重要作用1)动力性能)动力性能最高车速最高车速加速时间加速时间最大爬坡能力最大爬坡能力车辆类型车辆类型项目尺寸项目尺寸(m)(m)总长总长总宽总宽总高总高前悬前悬轴距轴距后悬后悬小客车小客车6(5)6(5)1.81.82(1.6)2(1.6) 0.8(1.0)0.8(1.0)3.83.81.41.4载重汽车载重汽车( (普通汽车普通汽车) )12122.52.54 41.51.56.56.54 4鞍式车鞍式车( (铰接车铰接车) )16(18)16(1

29、8)2.52.54 41.2(1.7)1.2(1.7) 4+8.8(5.8+6.7)4+8.8(5.8+6.7)2(3.8)2(3.8)3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.2 车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用起重要作用2)制动性能)制动性能制动距离制动距离制动效能的恒定性:制动过程实际上是汽车行驶的动能通过制制动效能的恒定性:制动过程实际上是汽车行驶的动能通过制动器转化为热能。所以温度升高后,能否保持在冷状态时的制动器转化为热能。所以温度升高后,能否保持在冷状态时的制动效能对于高速时制动或长下坡连续制动都是至关重要的动效能对于高速时制动或长

30、下坡连续制动都是至关重要的制动时的方向稳定性:指制动时不产生跑偏、侧滑及失去转向制动时的方向稳定性:指制动时不产生跑偏、侧滑及失去转向能力的性能。制动跑偏与侧滑,特别是后轴侧滑是造成事故的能力的性能。制动跑偏与侧滑,特别是后轴侧滑是造成事故的主要原因主要原因2254VLi3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.3 道路基本特性3 3 道路交通系统特性道路交通系统特性3.3 道路基本特性道路建设数量是否充分,道路结道路建设数量是否充分,道路结构和质量能否保证安全快速行车构和质量能否保证安全快速行车,路网布局、道路线形是否合理,路网布局、道路线形是否合理1)路网密度)路网密度衡量道路设施数量的

31、基本指标衡量道路设施数量的基本指标2)道路结构)道路结构结构物设计标准必结构物设计标准必须满足车辆和行人须满足车辆和行人的使用要求的使用要求3)道路线形)道路线形线性设计的要求:通畅、安全美观线性设计的要求:通畅、安全美观4)道路网布局)道路网布局路网布局必须根据所在区域的自然、路网布局必须根据所在区域的自然、社会、经济情况选取社会、经济情况选取3.3 道路基本特性2)道路结构)道路结构3.3 道路基本特性3)道路线形)道路线形3.3 道路基本特性4)道路网布局)道路网布局 三角形路网一般用于规模相当的重要城镇三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系。这种布局形式通达性间的直达交通联系。这种布局形式通达性好、运输效率高、但建设量大。好、运输效率高、但建设量大。放射形路网一般用于中心城市与外围郊区、放射形路网一般用于中心城市与外围郊区、周围城镇的交通联系。对于发挥大城市的周围城镇的交通联系。对于发挥大城市的经济、政治、科技、文化中心作用,促进经济、政治、科技、文化中心作用,促进中心城市政治、经济、科技、文化对周围

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