交通工程学电子课件第1章-绪论

1、第一章导论，交通工程，运输工程，交通工程，道路工程，汽车工程，电子工程，系统工程，人类工程学，心理学，经济学，1.1交通工程的定义。北京工业大学任福田教授认为，交通工程是研究交通规律及其应用的一门技术科学。其目的是讨论如何使运输安全、快捷、舒适和经济。其研究内容主要是交通规划、交通设施和交通运行管理。其研究对象是驾驶员、行人、车辆、道路和交通环境。美国运输工程师协会在其成员指南中定义运输工程是运输工程的一个分支。它涉及规划、几何设计、交通管理和道路网络、终点站、邻近土地以及与其他交通方式的关系。1.1交通工程的定义，根据交通工程所涉及的内容，本学科也可称为“4E”科学，包括：执法、教育、工程环

2、境，2交通工程的内容，1.2交通工程的内容，1。交通特征。交通调查，3。交通流理论，4。交通规划。交通管理，交通工程，6。停车，7。交通事故与安全。城市交通，9。交通环境保护，1.2.1交通特性，驾驶员和行人的交通特性：驾驶员和行人都是道路和车辆的使用者，所以驾驶员应该从交通心理学的角度来研究。此外，由于新技术的应用，新设施和设备在交通环境中对人们交通行为的影响已经引起了人们的高度重视。1.2.1交通特性，车辆的交通特性车辆所有权：车辆所有权是一个城市或地区交通状况的具体表现。本文研究了历年车辆增长率、人均车辆数、车辆增长与道路增长的关系、车辆构成以及车辆拥有量的发展趋势。车辆运行特性：研究车

3、辆的尺寸和重量，研究操纵特性、交通性能、加速性能、制动性能、安全可靠性、经济特性和交通效率，以及道路的交通特性：道路是交通的基本组成部分之一。交通工程应研究道路规划指标如何适应交通发展，线形标准如何满足驾驶要求，线形设计如何确保交通安全。研究如何协调道路和环境。交通流的特征：交通流的运行有其自身的规律性，因此有必要研究交通流量的三个重要参数，即交通量、车速和交通密度的变化规律及其相互关系。同时，要研究车头时距分布和延误的变化规律。1.2.1交通特性、1.2.2交通调查、交通调查的基本项目，如交通量调查、速度调查、交通密度调查、延误调查、交通始发地和目的地调查(OD调查)以及交通工程中需要研究的

4、其他相关问题；如何进行调查(包括如何选择调查时间和地点，采用何种调查方法，如何制定调查计划)；如何取样；如何分析数据？1.2.3交通流理论，交通流理论是研究不同状态下交通流的特征，研究如何利用各种交通流特征参数来表达它们之间的相互关系，寻求最合适的模型来描述各种交通状态，并推导出表达公式。它为制定交通控制方案、修建附加交通设施和评估交通事故提供了依据。目前，交通流的研究主要采用概率论、流体力学理论、跟驰理论和排队论。1.2.4交通规划基于城市的性质、土地利用的功能分区和布局、工作和居住场所的分布、规划期内(包括短期和长期)城市客运和货运量的研究、车辆出行数量和流向的变化规律以及交通出行在各土地

5、分区之间的分布计算；根据国民经济发展水平和城市规划用地布局，分析城市交通特点，研究选择高效交通方式；根据城市道路系统规划初步方案，研究城市客运和货运的交通流和流向分布图，为修订规划道路系统提供依据。交通规划根据其不同的范围和内容可分为综合交通规划、道路交通规划和车站交通规划。就时间跨度而言，可分为战略交通规划、中长期交通规划和短期交通规划。1.2.5交通管理，包括交通管理的原则、措施、设备和规定，如如何根据交通状况和道路状况优化交通组织，使交通流量快速通过，减少交通延误；例如，根据交通流的特点，如何采取交通管理措施来保证交通安全等。都属于交通管理。目前，利用交通信号进行控制是最常见的交通控制方

6、法，它可以时不时地分离不同方向的交通流。如何有效利用道路时空资源，如信号配时优化、交通渠化、车道功能划分、绿波控制、区域控制等，以及如何尽可能降低交通需求是交通管理研究的内容。1.2.6道路通行能力是交通规划、交通设计和交通管理的参数，因此有必要研究连续流交通设施和不连续流交通设施的通行能力和服务水平。1.2.7停车研究是根据车辆和出行的分布规律，研究如何选择停车场的位置，合理规划停车场的规模。研究如何合理安排停车位，如何有效利用有限的停车位；本文研究如何制定与交通需求管理相适应的停车政策，利用停车手段促进人们出行行为的合理发展。1.2.8交通事故与安全，学习和掌握交通事故的规律，研究交通事故

7、与人、车、路的关系，以及减少交通事故的措施。交通安全研究包括交通安全的定义、分类、表达、变化规律、影响因素、交通事故发生机制、交通安全评价和安全保障措施等。1.2.9城市公共交通，研究各种公共交通方式(简称常规公交、轨道交通和快速公交)的特点和适用条件，以及如何连接各种交通方式。1.2.10交通环境保护，研究交通振动、噪声和空气污染的测量方法和计算模型，研究如何制定环境保护标准和减少噪声、废气和振动的实际措施，以保证交通的可持续发展。1.2.11智能交通系统，研究如何利用先进的计算机传感器、通信、控制等技术手段，通过系统集成技术的应用，提高出行的安全水平和便利性，提高交通资源的利用效率。交通工

8、程自20世纪30年代建立以来，随着汽车工业和道路交通的发展而逐渐丰富和完善，并且还在进一步发展。美国拥有世界上最多的汽车，也是交通工程最发达的国家。1921年，交通工程师被命名，1930年，世界上第一个交通工程师协会成立，这被认为是交通工程诞生的标志。在交通工程建立之初，它的主要工作是交通管理，如给司机发执照、设置交通标志、安装人工信号灯、标记道路等。1.3交通工程发展概述在20世纪40年代，交通工程师意识到单靠交通管理不能解决交通问题20世纪50年代以后，高速公路和汽车工业发展迅速，交通工程进一步丰富。道路通行能力、线形设计、立交设计和停车问题都已成为交通工程的研究课题。20世纪60年代，由

9、于汽车数量的快速增长，交通拥堵和交通事故频繁发生，交通工程开始从规划、设计和运营等方面综合考虑交通控制措施。1.3交通工程发展概述：20世纪70年代，交通工程以大众快速交通系统为重点，倡导步行，实施公共交通优惠政策，实施共享模式，减少不必要的交通流量和交通流量，加强对交通造成的环境危害的防治，挖掘现有交通设施的潜力。20世纪80年代，在工业化国家，大多数城市的发展已经完成，大规模交通规划的时代已经过去。交通工程研究的主要问题是交通管理和交通安全。交通拥堵和交通安全已经成为交通工程专家考虑的关键问题。专家认为，只有采用高新技术，改变传统的解决交通问题的模式，才能不仅提高公路交通的安全性，还能增加

10、其通行能力，改变公路交通发展的尴尬局面。1.3交通工程发展概述20世纪90年代，世界上所有的工业化国家都集中了大量的人力、物力和财力，采用各种高新技术来研究智能交通系统。智能交通系统的其他方面，如车辆导航系统、停车诱导系统、车辆自动控制系统、交通自动控制系统和不停车收费系统，都有不同程度的发展。1.3交通工程发展概述，在这种城市发展与交通发展的互动关系中，交通工程的理论和实践可以不断发展。面对交通改革的新形势，交通工程关注以下问题：(1)明确提出将交通供给管理和交通需求管理结合起来研究，以减少交通需求，增加交通供给，缓解交通紧张；研究如何高效和谐地使用各种交通方式。一是研究各种交通方式的功能和

11、运行条件，充分发挥各自的优势。二是研究各种运输方式的联系，以形成有效的运输系统。在城市交通方面，我们也研究了“新交通系统”。1.3交通工程发展概况，1.4中国交通工程发展，交通调查，公路交通调查：20世纪70年代，交通部公路研究所和公路规划设计院联合开展了国道交通调查，开发了手动控制和自动控制的交通量调查仪器。交通观测站居民出行调查：为了掌握城市客运交通的特点及其时空分布规律，有必要对居民出行进行调查，并根据调查获得的数据和规律制定交通政策，指导城市交通规划和建设。交通规划和国家公路网规划：20世纪90年代，交通部制定了“五纵七横”国家公路主骨架规划(30年)，规划建设12条条约，国家干线3.

12、5万公里，其中高速公路1.8万公里。目前，各级政府管辖的交通部门已经制定了本辖区30年公路网规划。城市交通规划：城市的形成和发展在很大程度上依赖于交通，城市的发展促进了交通。城市总体规划对城市的可持续发展至关重要，城市交通规划是总体规划的重要组成部分。1990年，城市规划法中的交通规划理论与方法：动态多路径交通分配模型(东南大学)，定性分析与定量分析相结合的交通规划理论与方法，人机参与的枢纽选址计算方法(北京工业大学道路工程，高(快)速公路：京津塘高速公路，北京三环路互通立交：1964年广州大北环路互通立交(中国最早)，苜蓿叶形、环形、菱形、立交桥形，结合道路线形设计新理论：基于道路使用者的交通需求，从实际交通状况的角度分析问题，即从动态的角度，根据驾驶员在道路上的实际行驶速度进行协调设计(北京理工大学)， 交通管理与控制，交通管理：交通需求管理，改善交通秩序，制定标准与法规，建立交通管理信息库，城市交通控制：交通信号灯控制机，城市交通区域控制系统，智能交通系统，城市快速路控制系统，1.4中国交通工程发展，其他研究，交通安全，交通评价理论与方法，道路通行能力，交通仿真，智能交通系统，快速路及其机电系统，自动交通监控系统与控