1,交通运输系统演示稿【课件】

1、2022/7/17交通运输系统工程1交通运输系统工程2022/7/17交通运输系统工程2一、交通运输系统组成因素二、交通运输系统的特点三、系统功能四、交通运输系统的结构五、根底理论六、交通运输系统决策支持系统七、开展趋势 2022/7/17交通运输系统工程3一、交通运输系统组成因素1、交通运输系统是一个复杂的巨大系统 固定设备 移动设备2、交通运输系统具有五大特征 1、明确的目的性 2、是一个整体 3、系统的层次性 4、环境系统的密切性 5、系统的最终能力决定于协调 2022/7/17交通运输系统工程4二、交通运输系统的特点1、交通运输系统是一个连续性过程系统 运输生产的连续性； 运输生产时间

2、的连续性。2、开放性3、网络性 四通八达4、动态性 波动5、多功能、多环节、超区域2022/7/17交通运输系统工程5三、系统功能1、效劳功能 运输需求2、生产功能运输功能 社会生产必需3、城市功能 城市活力4、循环功能 物质生产过程的循环5、国防功能 国家平安的保证2022/7/17交通运输系统工程6四、交通运输系统的结构1、运输方式结构 五种运输方式2、交通运输系统设备结构 固定设备；移动设备3、交通运输系统运输网结构 运输网的线路功能结构 层次结构全国、区域、城市2022/7/17交通运输系统工程7五、根底理论1、系统科学理论 系统工程学；综合、系统、大系统理论、多目标决策。 系统科学方

3、法论；系统方法的构成整体性原那么；相关性原那么；综合性原那么；目的性原那么；层次性原那么；环境性原那么及各种方法论。2、经济科学 社会生产力诸要素及其相互之间的联系 生产、交换、分配、消费各个环节及其生产关系的规律 研究客观规律、制定规划和措施2022/7/17交通运输系统工程83、交通运输学科 交通运输法学法规 交通运输经济学 交通运输工程学硬件、设计、施工 交通运输学运输、行车组织、客货运组织 4、决策科学 使系统的人、财、物诸要素进行恰当的组合，使硬设备系统功能到达动态最优，发挥最大效益。 科学决策的标志：决策的定性向定量描述的可信度增加。 定量描述必须建立在硬设备的特征、各子系统的内在

4、联系的根底上，建立各种数学、物理、模拟模型，为重大决策进行预测、评价、优化等。2022/7/17交通运输系统工程9六、交通运输系统决策支持系统 交通运输系统是一个开放系统，与环境系统密切相关，因此，与外环境的能源、信息交换是交通运输系统决策不可无视的重要因素。 耗散结构理论增加有序度，到达新的平衡。 外环境系统对交通运输系统的干扰所引起的响应问题、系统的稳定问题是十分重要的因子。 要求在系统更大的范围内外延；时间是动态的，这关系到系统决策的稳定性和适应性。 国外的研究主要是模型定量分析，交通调查、预测优化、控制、评价、规划、经济分析、能源分析、环保分析、平安分析、政策分析和运输规划的动态仿真。

5、2022/7/17交通运输系统工程10决策支持系统的定义： 以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为根底，以计算机技术、仿真技术、人工智能技术和信息技术为手段，面对半结构化和非结构化的决策问题，辅助和支持决策者的决策活动，具有智能作用的人-机集成系统。 目的提高决策的效果； 方式人-机交互，提供数据、信息，提供决策参考方案，评价和优选。交通运输决策支持系统开展三个过程： 1建立管理信息系统和数据库； 2建立决策支持系统和程序库； 3决策支持系统自适应化与监测系统组合，形成“人-机自适应管理系统。2022/7/17交通运输系统工程11决策支持系统在交通运输系统中的作用： 1、根据交通运输系统分析的

6、管理层次，决策可分为三个层次，高层、中层、基层。 高层决策宏观决策 交通运输开展方向；开展速度与国民经济开展匹配关系；交通运输方式选择；交通运输结构；投资规模；运输价格制定的等。 中层决策行为决策 交通运输资源分配；营运效劳指标体系和营运指标制定；营运调度措施；各种运输方式内部管理。 基层决策运输生产过程决策 解决实际营运过程中生产性的决策问题；内容具体、时间性强，例如车辆调度、列车调度等。2022/7/17交通运输系统工程12 2、交通运输决策支持系统贯穿于三个层次 要决策正确并且科学化，首先要研究交通运输系统中的理论问题。 交通运输决策支持系统仅是帮助人们更好地认识不断变化中的交通运输系统

7、存在的问题。尤其是在大变化时期，观念、情况都在动态变化。 通过交通运输系统决策支持系统分析、整理和探索，各个层次的交通运输理论和解决的方法和措施，推动交通运输系统的不断开展。2022/7/17交通运输系统工程13交通运输决策支持系统的开发原那么 1、实用性设计原那么 2、大系统分解、协调以求得整体最优化原那么 3、“用户友好性为主的原那么，人-机接口，用户易于评价中间结果与最终结果 4、有限合理性原那么，以实际为根底，研究动态、研究效劳对象 5、吸收性和简单性原那么，资源共享、系统简化、方便2022/7/17交通运输系统工程14交通运输系统决策支持系统开发步骤 1、全面分析交通运输系统 2、分

8、解成各相关的子系统 3、识别关键的子系统 4、针对关键的子系统开发交通运输子系统的决策支持子系统 5、对决策支持子系统进行扩展分析；设计；实现；应用；评价，循环完善，以扩展到整个交通运输系统 6、评价系统用户评价；整体设计过程评价；费用和价值评价2022/7/17交通运输系统工程15交通运输开展趋势1、快速化高速化2、重载化专业化3、信息化智能化4、环保洁净运输5、新型交通系统2022/7/17交通运输系统工程161、快速化高速化提高速度是交通运输开展的永恒主题运输方式现有最高运行速度(Km/h)提 速 空 间(Km/h)公 路货车 30-100;客车 80-120高速公路 120-140，最

9、高 180铁 路货车 50-80;客车 80-160提速铁路 120-200高速铁路 200-400河 运货船 8-10; 客船 13-15快速水翼船，50-80海 运海船 25-27水面效应飞机，300-400民 航低空飞行，400-600高空飞行，800-1000超高空飞行，1000-20002022/7/17交通运输系统工程17高速交通的关键技术一，必须有足够大的推进牵引功率 运行阻力速度平方；所需功率速度立方；制动功率=1.2倍牵引功率水路运输水的阻力最大，这是水运速度最低的原因 故航速一般30节(55km/h), 最大50节(93km/h)地面运输稠密大气层的空气阻力是主要障碍大客或

10、大型货车速度100km/h时，油耗明显增加速度 160km/h，主要为风阻，流线外形是关键速度 300km/h，70%以上为风阻，其他阻力退居次要速度 400km/h，应視为不经济的地面交通速度范围航空运输最大飞行速度应与飞行高度相对应高度3000m，飞行速度应 300km/h 3000-6000m，飞行速度应 600km/h 6000-10000m，飞行速度应 1000km/h 11000m，1100km/h左右为经济最高平飞速度2022/7/17交通运输系统工程18每吨列车质量所需要的牵引功率行车速度Km/h比功率kW/t实际参考值1203我国客车的实际水平1605提速列车达到的水平210

11、9日本0-动车组为11.5kW/t23011日本100-动车组为11kW/t25013德国ICE-2列车为12kW/t27015法国第一代TGV列车为15.4kW/t30018法国第二代TGV列车为17.9kW/t48048法国1989年试验482.4km/h时为46.43kW/t50052法国2007年试验574.8km/h时为52kW/t2022/7/17交通运输系统工程19 二，具有最小扰动的承载结构外表不平顺不平整的道路路面和轨道水运和航空不受此限，但有波浪和气流的扰动。最小曲线半径 速度平方 横向惯性力 = 载运总质量 曲线半径 提速措施：从承载结构考虑：减小曲线半径 + 设置超高从

12、载运工具考虑：傾摆车身，如摩托车转弯，借重力的水平 分量来平衡一局部惯性力铁路采用摆式列车技术可提高曲线通过速度 25-30%。2022/7/17交通运输系统工程20分 类最小曲线半径m速度范围Km/h采用摆式列车技术后的速度范围Km/h一般铁路（级级铁路）800，600100-80120-100级铁路1000120-140160-180提速铁路1400-1700160-200200-250高速铁路2500-6000200-350300-450特高速铁路6000-10000350-400450-5502022/7/17交通运输系统工程21公路等级高速一级二级三级四级平原微丘地形各级公路计算行车

13、速度（km/h)12010080602040最小平面曲线半径(m)65040025012560山岭重丘地形各级公路计算行车速度（km/h)806040302040 最小平面曲线半径(m)2501256030152022/7/17交通运输系统工程22三，具有良好性能的载运工具运动稳定性运行中在外激扰作用下系统不能失稳 失稳临界速度1.2最高运行速度例如:低挡汽车不能上高速公路跑高速我国转8转向架货车蛇行失稳临界速度只有80km/h 所以提速后经常发生脱轨事故飞机, 、船舶首先要校验气流、海浪激扰下的结构稳定性线性或非线性稳定性的试验验证 牵引动力国家重点实验室的机车车辆滚动振动试验台的经验202

14、2/7/17交通运输系统工程232运行平稳性对动态响应的评价。 外激扰随速度而提高承载结构外表不平顺可以减少，但不能消除。速度提高时，激扰加剧。风浪、气流、气候、地震、磁场等总是存在衡量动态响应的平稳性指标不能降低 如垂向横向 平稳性指标 2.5 起动和制动加速度 0.1g必须研制具有良好动力性能的载运工具 采用优化悬挂参数，主动控制，智能结构等高技术3气动特性对高速载运工具的根本要求流线型气动外形，密封性，抗气动压力特性，低气动噪音2022/7/17交通运输系统工程244减轻自重 意义减少总阻力，降低能耗，降低运输本钱 措施采用飞机结构材料 实例一，日本新干线高速列车轴重： 0-系17t 1

15、00-系16t 300-系14t 500-系 9t 实例二，美国“新一代汽车火伴方案PNGV为了到达节能60%，轿车概念车规定自重比现有车降低 40%5保证平安 主动平安结构可靠性，操纵稳定性， 脱轨平安性，倾复稳定性，多冗余设计 紧急制动，超速防护。 被动平安防碰结构，平安气囊，避难设施。2022/7/17交通运输系统工程252、重载化专业化一，货运重载与客运高速共同构建现代运输 汽车货运主体65吨以上大型卡车、 集装箱拖运车为主 铁路重载列车25000吨重载单元列车，最高记录，71600吨/列 三大技术：无间隙车钩，大容量缓冲器，单元制动 大型船舶： 散货船巴拿马型，5-8万吨；韩国特大船

16、，36.5万吨 液货船最大吨位，56.3万吨原油船 集装箱最大6797标准箱 重型飞机： 客机波音747，400座；空客380，500座，最大1000座 货机可达300吨2022/7/17交通运输系统工程26 二，专业化运输 载运工具专业化各种专用船，专用车，专用机 线路专业化高速公路，高速铁路，重载铁路， 运煤通道，输油管道 路网专业化美国，加拿大，澳大利亚，南非等 铁路以货运为主，欧洲日本以客运为主。2022/7/17交通运输系统工程273、交通运输信息化智能化社会信息化在国民经济、社会活动、人民生活的所有领域中，普遍采用计算机技术与通信技术相结合的信息技术，充分利用信息资源，使社会各局部

17、在任何地点任何时间享用和传递信息，来提高社会效率和生活质量。交通运输信息化用信息化实现交通运输工程现代化道路与铁道工程， 载运工程，交通通信工程与控制中引入信息技术。 在交通运输生产、管理和决策等方面实现信息化能统一管理和优化使用交通根底设施；实现运输生产的集中调度指挥；为每个客货运公司提供信息效劳；能精确统计各客货运公司完成的工作量和设施占用情况；提供电子商务平台，建成全国性物流配送系统。2022/7/17交通运输系统工程28公路运输管理系统智能化1、交通控制系统 高速公路和城市道路的自适应智 能控制系统，如美国智能高速公路系统VHS 的PATH方案。2、驾驶员信息系统交通流诱导系统和车内推

18、算导航 显示系统。3、车辆调度系统 交通控制中心提供车辆定位和 交通信息，发布交通诱导信息4、车辆平安系统 防止碰撞的平安预报系统 车载平安监控系统5、收费管理系统 为用户支付通行费、车票费、 停车费等提供通用的电子收费系统2022/7/17交通运输系统工程29 铁路运输管理系统智能化 我国铁路信息技术的应用 TMIS 铁路运输信息管理系统 PMIS 铁路客票出售和预订系统 DMIS 调度管理信息系统 CMIS 车辆管理信息系统 RFAMIS财务管理信息系统 有待开发统一的智能铁路系统 美国的ATCS 中央调度室，无线电数据传输系统，车载系统，道旁系统 欧洲的ERTMS地面应答系统，无线传输系

19、统，无线电闭塞中心 日本的COSMOS 运输方案系统，车辆管理系统，运行管理系统，旅客引导系统，资料管理系统，系统管理系统2022/7/17交通运输系统工程30 水路运输系统智能化 船舶智能化 OMBO自动导航系统，自动采集分配记录数据， 电子海图综合显示，航迹保持 岸上支持系统智能化 船舶、航道、货物、旅客实时信息系统岸上决策与支持 港航信息管理系统调度管理，技术管理，物资管理，外部信息交换 水上运输系统智能化 VTS船舶交通管理系统，向船舶提供信息 GMDSS全球海上遇险和平安系统 CWBT船舶维修与保养系统 INMARSAT国际海亊卫星组织2022/7/17交通运输系统工程31 航空运输

20、系统智能化新航空系统 ICAO 通信导航和监视CNS 通信全球航空电信网ATN，包括机载通信装置空地通信网，地面通信网 导航全球导航卫星系统 GNSS，微波着陆系统 MLS 监视自动相关监视 ADS，将监视效劳扩展到雷达覆盖不到的区域 空中交通管理ATM 流量管理 建立综合数据库，提供最正确航迹和容量限制 战术管制 建立飞行管理与战术管制间的联通与协商航路与终端管理将航路ATM与终端ATM连通机场运行管理 新的数据库将广泛应用于机场场面，加强飞机放 行、 引导、降落等管理2022/7/17交通运输系统工程324、环保洁净运输一，环境“持续性危机中交通运输的影响 伴随人类社会经济活动所产生的 环境污染称为环境“持续性危机 纯自然因子造成的环境恶化称为环境“非持续性危机水污染水运航道污染，如油船漏泻，垃圾排放大气污染汽车尾汽污染是大气污染的主凶 美国统计：汽车污染所占大气污染的比例： 一氧化碳，占 78%，氮氧化物，占 45% 挥发性有机物，占 37% 我国汽车尾气排污是日本的 5-6 倍地质资源破坏城市、矿山、交