交通运输工程doc.docx

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交通运输工程doc

本门课程的基本框架

综合运输体系

水路运输及其发展航空运输及其发展铁路运输及其发展公路运输及其发展多式联运城市交通运输系统及其发展

通运输工程学科所含二级学科

交通运输基础设施的布局与修建载运工具的运用交通信息工程及控制交通运输规划与管理

欲达到的目的

了解各种运输方式的运输能力、组织与管理、规划与评价、配制与协调以及交通运输工程的现代化发展趋势

了解各种运输方式的主要设备、设施和建设技术

本章结构

1.交通运输及其种类2.现代交通运输的特征3.交通运输在国民经济中的地位4.交通运输的发展

一、交通运输及其种类

1.1交通运输的含义运输[Transportation]：

为实现人和物的空间位移所进行的活动。

即在规定的时限内，利用相关设施，按照某种价格，使用某种交通工具,通过运营组织将旅客和货物运送到指定目的地

基本结论：

交通与运输异同

1、交通（TRAFFIC）与运输（TRANSPORTATION）是同一过程的两个方面。

这一过程就是运输工具在运输网络上的流动；两个方面指的是：

交通关心的是运输工具（包括其它交通参与者）的流动情况，其目的是如何使交通工具在交通网络上的流动状况处于最佳状态，以提高线路通过能力和防止交通事故，它通常并不关心交通工具上是否装载以及载运量的多少；运输除了考虑交通流状况外，通常更关心的是流动中的运输工具上的载运情况，其目的是“多、快、好、省”地运载客货任务，。

在有载时，交通的过程同时也就是运输的过程。

2、由交通与运输构成的一些词语，有一部分是可以相互替换使用，比如，交通线与运输线、交通方式与运输方式，交通部门与运输部门，交通系统与运输系统等。

3、凡是在交通线上位移均为交通，但并非一定为运输。

以下几种位移即不属于运输：

（1）不直接与经济活动产生关系的空间位移，比如，消防车、工程救险车等移动；

（2）邮政系统下的货邮位移；（3）行人在交通线路上的移动。

4、有些人或物的位移既非交通也非运输。

主要包括：

（1）非交通线路上的位移，比如，电梯上的移动；

（2）电、气、煤、电信的位移。

5、交通与运输既相互区别，又密切相关，交通仅仅是一种手段，而运输才是最终目的。

运输以交通为前提，没有交通就不存在运输，而没有运输的交通，也就失去了交通存在的必要。

1.2交通运输的重要性

人类社会的交通运输活动何时开始？

人类社会的交通运输活动是和生产活动同时开始的。

是社会生产和再生产必备条件。

物流和商流的关系？

商流是前提，物流是基础。

。

交通运输创造的是商品的价值?

还是使用价值?

货运是物质生产活动，为社会创造价值

客运是服务行为，不直接产生社会财富

1.3运输方式的种类

现代交通运输主要包括铁路、公路、水路、航空和管道五种运输方式。

各有其不同的技术经济特征与使用范围。

新型交通工具不断产生。

如磁浮列车。

1.4各种运输方式产生历史

最早的水上交通工具是独木舟，而陆上交通依靠畜力或人力。

如马、骆驼等。

18世纪下半叶蒸汽机的发明，并相继应用于船舶和铁路，揭开了一个崭新的机动船舶时代和铁路机车牵引时代的序幕。

19世纪末到20世纪初汽车和飞机也相继诞生，很快成为现代运输的主要运输工具。

管道运输起源于19世纪末，当时是用于运输原油，现在已得到迅速发展。

20世纪展现了交通科技与创新的最大变革。

从飞机的发明到民用航空业的暴发性增长；

从汽车的大量生产到高速公路系统的建设；

从标准集装箱的发明到海洋货运的兴起；

从日本第一条新干线的开通到目前四处延伸的欧洲高速铁路网的运营。

二、现代交通运输的特征

2.1水路运输

运量大在海洋运输中，目前世界上超巨型油船的载重量达到70万吨，巨型客船已超过8万吨。

运输成本低除运河以外内河航道都是利用天然江河加以整治，修建必要的导航设备和港口码头等就可通航；海运航道是大自然的产物，一般不需要人工整治，且海运航线往往可以取两港口间的最短距离。

一般说来，河运的平均运输成本比铁路略低，而海运成本则远比铁路为低，这是水路运输的一个突出优点。

通过能力大海上运输在条件允许的情况下，水路可被改造为最有利于航行的线路。

占地少，投资省速度慢风险大，受自然条件限制较大冬季河道或港口冰冻时即须停航海上风暴也会影响正常航行。

运输适宜类型在运输长大笨重货物时，水上运输更具突出优点。

对过重、过长的大重件货物，铁路、公路无法承运，而水上运输都可以完成。

对大宗货物的长距离运输，水路运输则是一种最经济的运输方式。

2.2铁路运输

运量较大

每一辆列车载运货物和旅客的能力远比汽车和飞机大得多。

铁路的最大运输能力为

单线1800万ｔ／年（我国）；

双线5500万ｔ／年（我国）；

双线1亿ｔ／年（某些国家）；

公路的最大运输能力为

四个车道300~500万ｔ／年。

速度较快常规铁路的列车运行速度——每小时80公里左右

高速铁路上运行的旅客列车时速——210～260公里。

铁路货运速度虽比客运慢些，但是每昼夜的平均货物送达速度也比水路运输快

运输成本低铁路运输成本比公路、航空运输低。

在中国，其运输成本仅高于海运，同长江运输不相上下。

运距愈长，运量愈大，单位成本就愈低。

受气候条件限制较小

环境污染小

运输适宜类型

适宜环境

国土幅员辽阔的大陆国家；

运送经常的、稳定的大宗货物；

中长距离货物运输以及城市间旅客运输。

在中国，铁路主要承担大宗货物和旅客的中长距离运输，在总货物周转量和旅客周转量中分别占40%左右

2.3公路运输

优点

机动、灵活性强；可实现门到门的直达运输

公路运输还可负担铁路、水路运输达不到的区域内的运输，它是补充和衔接其他运输方式的运输。

对运量大小有很强的适应性；

短距时，运输速度明显高于铁路。

缺点

长途运输时存在诸多缺陷在长途运输业务方面的缺陷：

耗用燃料多，造成途中费用过高；

机器磨损大，因此折旧费和维修费用高；

公路运输所耗用的人力多

——如一列火车车组人员只需几个人，若运送同

样重量的货物，则需配备几百名司机。

汽车运输费率高于铁路和水路；

公路运输对环境污染较大；

综合评价

公路运输（高速公路除外）与其他运输方式相比，投资少、资金周转快、投资回收期短，且技术改造较容易。

汽车运输的出现还不到100年，但在载货吨位、品种、技术性能、专用车种类等方面都有了很大的改进与提高，能较好地满足社会经济发展对运输的需要。

2.4航空运输

二、现代交通运输的特征

优点

速度高；

当今时代，高速性具有无可比拟的特殊价值。

现代喷气运输机，时速一般在900公里左右，比火车快5～10倍，比海轮快20～25倍

有一定的机动性。

航空运输不受地形地貌、山川河流的阻碍，只要有机场并有航路设施保证，即可开辟航线，如果用直升机运输，则机动性更大。

缺点

载运能力小

波音747291个客座；波音757-300最大载客289人波音767-400ER最大载客375人波音777最大可载客440人波音7E7将载客200~250人

能源消耗大

运输成本高

2.5管道运输

定义

使用管道输送流体货物的一种运输方式。

随着石油工业发展而兴起并随石油、天然气等流体燃料需求的增加而发展，并逐渐成为沟通石油、天然气资源与石油加工场地及消费者之间的重要输送工具。

管道不仅修建在一国之内，还连接国与国之间，甚至洲与洲之间，成为国际、洲际能源调剂的大动脉。

优点

输送能力大

管径为1200毫米的原油管道年输送量可达1亿吨效率高成本低能耗小

不受气候影响等其它优点

管道运输的优点——成本低

管道输送流体能源，主要依靠每隔一段距离设置的增压站提供压力能，因此，设备运行比较简单，易于就地自动化和进行集中遥控，由于节能和高度自动化，用人较少，所以运输费用较低。

管道运输的其他优点

由于管道埋于地下，除泵站、首末站占用一些土地外，管道运输占用土地少。

且不受地形与坡度的限制，易取捷径，可缩短运输里程；

埋于地下基本不受气候影响，可以长期稳定运行；

沿线不产生噪音且漏失污染少

缺点

它只适于长期定向、定点、定品种输送。

合理输量范围较窄，若输量变化幅度过大，则管道的优越性就难以发挥。

不能输送不同品种的货物。

各种运输方式综合评价

铁路、公路、航空、水运和管道等五种现代化运输方式，各有其不同的技术经济特征和使用范围。

三、交通运输在国民经济中的作用

交通运输业是国民经济结构中的先行和基础产业，其主要作用表现为：

1、经济作用

创造商品的价值对GDP的直接和间接贡献

2、社会公益作用

自然灾害时，如地震、洪水、大火、海啸等在战争时，或国家财产受到威胁时

3、促进国家经济合理布局、协调发展

以交通要道为依托，促进地区经济合理布局、协调发展。

4、国防意义

运输是国防的后备力量，战时又是必要的军事手段。

运输业关系到民族存亡、国家安危，决非用经济尺度所能衡量。

5、交通与城市兴衰

一个城市的交通条件和交通发达程度常常直接影响城市的兴衰。

四、21世纪我国交通运输展望

可持续性的、以高速化和智能化为目标的新型综合交通运输体系

l客运高速

l货运重载

l环保

l智能

l综合物流

本章思考题

掌握五种交通方式的经济特征？

交通运输业的发展趋势

第2章交通运输系统规划

1、交通运输系统规划的目的与任务

交通运输规划的目的

为决策过程提供帮助项目经济评价政策评价项目影响设计目的

规划内容

人口土地利用交通运输网络旅客运输货物运输公共交通运输环境影响

战略目标

减少出行的发生出行距离促进非机动车运输鼓励公共交通运输减少交通延误改变拥堵地区交通状况

2、城市道路系统规划

当前城市交通的主要问题

l交通需求增长速度过快（交通拥堵、环境污染，交通安全，能源问题，社会公平）

l道路容量严重不足

l公共交通发展滞后

l交通管理水平低下

l缺乏整体的交通发展战略

城市交通发展趋势

l交通政策的新取向——限制小汽车，优先发展公共交通

l加强交通管理，积极采用新技术

l积极推进城市交通的可持续发展

交通规划的定义

根据国家／区域／城市社会与经济发展情况对交通运输设施未来一段时间的发展做出安排，其主要内容包括确定运输线网结构、港站地点位置、能力规模及建设序列。

目的：

确定目标下的解决手段

l广义的规划：

指确定目标与设计达到该目标的策略和行动的过程

l交通规划的作用：

为决策提供依据

l对象：

1城市交通：

包括道路交通、轨道交通、公交、对外交通……

2道路交通：

公路、高速公路

交通规划的意义

（1）是建立完善的交通体系的重要手段。

（2）是解决道路交通问题的根本措施。

（3）是获得交通运输最佳效益的有效方法。

（4）是实现城市交通科学化、现代化管理，充分发挥现

有道路交通设施资源的重要环节。

、交通规划的内容

1.交通调查（TrafficSurvey）

2.交通与土地利用（TrafficandLandUse）

3.交通需求预测（Trafficdemandprediction）

交通的发生与吸引（TripProduction,Generation）

交通分布（TripDistribution）

交通方式分担（ModalSplit）

交通量分配（TrafficAssignment）

4.交通评价（TrafficValuation）

5.非集计分析（DisaggregateModelAnalysis）

6.交通需求快速预测模型

7.智能交通系统（ITS）

七、交通规划过程

决策过程

（战略性过程）政府公共团体居民团体

规划执行过程

（战术、运营过程）

交通技术人员

居民

居民参与规划（环境问题

城市交通规划的新思路

l构建具有层次序列的道路网络

l人车分离或人车共存，以人为本

l不同交通方式的分担比例

l公共交通系统的完善

l城市轨道交通系统的开发

l城市环境与城市交通的协调

l交通管理规划

l土地规划与交通规划的综合

学术组织

ISTTT（InternationalSymposiumonTransportationandTrafficTheory）3年1次59年第一次（底特律）

63年第二次（伦敦）65年第三次（纽约）

68年第四次（德国,Karlsruhe）71年五次（伯克利）

74年第六次（悉尼）77年第七次（京都）

81年第八次（多伦多）84年第九次（戴福特,荷兰）

87年第十次（波士顿）90年第十一次（横滨）

93年第十二次（伯克利）

WCTR-WorldConferenceonTransportResearch（每3年1次，地点不定）

71年第一次（荷兰）80年第二次（伦敦）

83年第三次（德国,汉堡）86年第四次（伯克利）

89年第五次（横滨）92年第六次（里昂）

95年第七次（悉尼）98年第八次（比利时）

01年第九次（汉城）

ICTTS-InternationalConferenceonTransportandTrafficSymposium（每2年1次，地点不定）

98年第一次（红果园）2000年第二次（中苑宾馆）

02年第三次（桂林）

定期学术期刊

TrafficEngineeringandControl,England,London,1958年创刊

TransportationScience,USA,Maryland,1967年

TransportationResearchA-E,USA,NewYork,1967年

TransportationRecord,USA,Washington,

TransportationPlanningandTechnology,USA,NewYork,1967年

Transportation,Netherlands,1972年

土木学会论文集，日本土木学会，

交通工学，日本交通工学研究会，1968年

高速道路与自动车，日本道路研究会，《土木工程学报》,中国土木工程学会,1954年创刊；

《中国公路学报》，中国公路学会（长安大学）,1988年；

《公路交通科技》,交通部公路科学研究所；

《铁道学报》，中国铁道学会。

著名学术研究人员

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（佐佐木纲）,M.Koshi（越正毅）,Y.Iida（饭田恭敬）,

M.Iwasaki（岩崎征人）,Y.Makigami（卷上玺）,

Y.Asakura（朝仓康夫）,R.Kitamura（北村隆一）,T.Ota（太田胜敏）,

交通规划的层次和类型

按交通规划研究的地区范围不同,可以分国家级的交通运输规划、区域性交通运输规划和城市交通规划。

②按交通规划考虑的时限来分,有远景或远期战略规划（20～50年）、中长期规划（10～20年）、近期建设规划（10年以下，主要是3～5年）等。

交通规划的基本程序

组织准备;

②制订目标:

1）使旅客和货物具有适当的可动性,2）达到环境平衡;

③收集数据;

④分析预测;

⑤制订方案;

⑥评价和选择;

⑦连续规划：

交通规划应该是一个动态过程。

2-2交通规划的调查工作

社会经济系统、运输设施服务系统和交通活动系统是运输系统分析的三个基本要素。

l交通规划的任务归根结底是要建立这三者之间的定性、定量关系,求得它们之间的协调与平衡发展。

社会经济调查是根据交通规划的需要,对所研究区域区的社会经济状况作全面的了解,收集各方面的基础资料。

其任务按性质可分为综合社会经济调查和对某一固定的道路及大型构造物的个别社会经济调查。

综合社会经济调查的内容主要包括:

行政区划、分区规划、隶属关系、管辖范围、影响区域等;

②人口（总数、分布、构成、增长等）;

③土地利用（土地特征、建筑构成、开发程度、客货发生等）;

④国民经济发展（国民收入、工农业总产值、生产和基建投资等）;

⑤产业（产业结构、布局、资源、运量等）;

⑥客货运量（运输量、运输周转量、各种方式所占的比重等）;

⑦资金来源（国家投资、银行贷款、社会集资等）;

⑧社会价值（时间价值、劳动力价值、美学景观价值、人文历史价值等）。

交通设施及服务能力调查

交通设施和服务能力调查的目的是为了弄清区域内交通系统的供应状况,即系统的容量和服务水平。

就道路交通而言,要收集下列一些基础数据:

①道路网总体状况统计数据（总长度、总面积、密度、面积率、各级道路比重、质量等）,如表6-1；

②路段状况统计（长度、面积、线形、等级,车道划分、分隔设施、路面质量,侧向、竖向净空等）,如表6-2所示。

③公交线网设施状况统计（路线长度、经过区域、设站情况、车辆情况、服务人员等）。

如表6-4所示。

交通实况调查

交通实况调查通常包括:

起讫点调查、货物源流调查、公交运营调查、对外交通调查和路网交通流调查等内容。

1）起讫点调查

（1）概念：

又称OD调查,是两个英文单词Orign（起点）和Destination（终点）的缩写。

其目的是为了弄清所研究区域内人和货的交通特性,主要包括居民出行调查,流动人口出行调查等。

（2）术语：

起点、终点、出行（完成一个目的算一次出行）、境界线、期望线（连接各小区形心的直线）、核查线。

（3）OD调查方法

①家访调查。

对居住在调查区内的居民,进行抽样家访,由调查员当面了解该户中包括学龄儿童在内所有成员一日的出行情况。

②发表调查。

一般用于机动车出行调查。

将调查表由公安交警发至驾驶员手中,逐项填写。

③路边询问调查。

在主要道路或城市出入口上设调查站,让车辆停下,询问该车的出行情况。

④公交月票调查。

对购月票的公交乘客发表调查,了解月票使用者的出行情况。

2）货物源流调查

①各单位的货物运人、运出量。

②调查日各交通区之间及各交通区与外地之间的货物来往量。

③各单位历年有关基础数据。

3）公交运营调查

①公交线路断面流量调查。

②调查日公交线路总的运行情况调查

2-3交通规划预测工作

概述

①交通预测的任务是根据对历史的和现状的社会经济、交通供应及交通特征资料的分析研究推算规划年的交通需求。

②交通预测通常分四阶段进行:

交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配。

③交通预测的方法和模型很多，这里只介绍预测建模的基本原理和一些最常用的方法或模型。

交通发生预测

交通发生预测的目的是建立分区产生的交通量与分区土地利用、社会经济特征等变量间的定量关系，推算规划年各分区所产生的交通量。

因为一次出行有两个端点，所以我们要区别分析一个区生成的交通和吸引的交通。

交通发生预测通常有两种方法:

回归分析法和聚类分析法,这里着重介绍回归分析法:

Y=α+βX

式中:

Y——因变量；

X——自变量；

α,β——回归系

交通分布预测

①交通分布预测的目的是根据现状OD分布量及各区因经济增长、土地开发而形成交通量的增长,来推算各区之间将来的交通分布。

②预测方法已有很多,大体上分为两类：

一类是应用现状OD表来推算将来的OD表,这叫“增长率”法,常见的有均衡增长率法、平均增长法、福雷特法等数种。

③另一类是从现在的OD表选出一个重力模型,把这个重力模型作为推将来OD表的基础,这叫“重力模型”法。

④另外还有线性回归法、介入机会法等多种方法。

交通方式划分预测

交通规划方式划分就是把总的交通量分配给各种交通方式。

建立交通方式划分模型的依据观测到的交通方式划分、居民出行特征和各种交通方式的运营特性。

交通方式：

1.城际间：

铁路、公路、航空、水运、管道；2.城市范围：

轨道（地铁、轻轨、独轨等）、水运、道路（行人、非机动车、摩托车、出租、公共电汽车、客车、货车）。

交通方式划分的因素：

①出行特性

a．出行目的

上班、上学出行：

汽车利用率低、公共交通利用率高。

业务出行：

因需要在多客户处停留，装卸货物等，所以汽车利用率高、公共交通利用率低。

自由出行：

汽车（出租）利用率高。

②交通服务水平

行驶时间、费用、等待时间、运到期限、舒适性、安全性、可靠性……。

行驶时间的可靠性

③个人属性

职业、年龄、性别、收入、驾照持有与否、汽车保有与否……。

业务员、推销员汽车使用率高，20~40岁汽车利用率高，其它年龄段公共汽车利用率高，男性比女性汽车利用率高，收入高汽车利用率高。

④家庭属性

单身、夫妻、有否小孩、是否与老人同居。

老人、小孩上医院机会多Þ汽车利用机会增

⑤地区特性

人口规模、交通设施水平、地形、气候等。

城市规模大Þ交通设施水平高Þ公共汽车利用率高

山川、河流多Þ汽车、公共汽车利用率高

雨天、雪天Þ公共交通方式利用率高

停车设施

舒适性和便利性。

⑥区内人口密度

密度高Þ公共交通利用率高。

交通分配预测

分配交通量的直接目的是推求具有起讫点的交通,在网状图上究竟沿哪些线路运行,根据已知图上一定区间的交通量来鉴定网状图是否妥当。

交通分配方法常用全有全无分配法（也称最短路径法），容量限制分配法，多路概率分配法等数种。

1.全有全无法（allornothingmethod）

它是将OD交通需求沿最短经路一次分配到路网上去的方法，也被称为交通需求分配。

顾名思义，全有（all）指将OD交通需求一次性地全部分配到最短径路上。

全无（nothing）指对最短径路以外的径路不分配交通需求量。

2-4交通规划与路网规划

6-4-1制订路网规划方案的目的和原则

l要有明确的目标和必要的前提；

l要有全局观点和发展眼光；

l要有工程经济观点；

l要有群众观点。

2-4-3路网规划的基本内容

地区公路网规划的基本内容有：

（1）客、货运资料的搜集与分析;

（2）未来交通量的推算预测;

（3）公路与土地利用的经济分析;

（4）调查沿路土地利用的运量变化分析;

（5）现有公路的调查分析；

（6）拟建主要交叉口（平面和立体交叉口）类型选择与分析;

（7）出入车道控制及交通用地分析；

（8）路线服务设施的发展规划;

（9）公路与铁路交叉口分析;

10）高速公路规划;

（11）公路的环境影响评估等

2-5交通规划的评估与效益分析

2-5-1交通规划方案的一般要求

l充分性规划方案必须在适当的原则下能为将来的客货运输需求提供充分的设施和服务。

l与总体规划的一致性交通规划要与区域和城市发展的总体规划要适应和协调。

l与环境的一致性交通规划方案必须与环境发展的目标相一致。

l可接受性规划方案

l财政可行性方案

2-5-3交通规划方案的技术经济指标

1）相对规模指标,这类指标是将交通网络设施的长度,面积等与地区经济、用地、人口等相对比较,用可比的指标进行评估分析,如路网密度、道路面积率、人均道路面积等等。

2）等级结构指标,是指交通网络系统中不同等级（标准）的交通设施的相对比重,如公剧网中高速公路、一级、二级、三级、四级公路所占的相对比重,城市道路网中,快速路、主干道次干道、支路所占的相对比重,公交系统中,轨道交通、公共汽车、小公共汽车、出租车线路、车数相对比重等。

3）布局形态指标,主要包括公交线网