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交通工程
这是一个关于交通工程的思维导图，交通工程学是研究交通发生、发展、运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、运营、管理、安全的理论方法，以及有关设施、装备、法律法规，协调道路中人、车、路、环境之间的相互关系，使道路交通更加安全高效快捷、舒适美观经济的一门工程技术科学。
编辑于2024-11-09 16:55:50- 工程技术
- 交通工程
- 路网布局
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交通工程
交通工程
定义
交通工程学是研究交通发生、发展、运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、运营、管理、安全的理论方法，以及有关设施、装备、法律法规，协调道路中人、车、路、环境之间的相互关系，使道路交通更加安全高效快捷、舒适美观经济的一门工程技术科学。
研究内容
交通特性
人车路时空分布规律
交通流特性
交通调查
交通流量、交通密度、交通速度
通行能力、客货流OD量、交通延误
城市公共交通系统
公共交通方式、公交车辆
公交线路规划
交通流理论
不同运行状态的运行规律、流量流速与密度等基本交通特性与主要参数之间的关系
主要方法有:概率论与数理统计方法、流体力学方法、排队论、车辆跟驰方法和交通动力学方法以及宏观与微观的理论的表达模型与方法
交通规划的理论与方法
交通预测、分配、规划理论与模型
城市道路及线形设计理论与方法
交通组织管理与监控、诱导的理论与方法
交通事故的预测，交通安全的评价、对策，交通违法处理
停车需求与停车设施的规划与管理
交通环境保护，道路景观规划设计
自行车交通的特性、通行能力、使用条件、线路的规划设计
道路交通立法条例
新交通体系及各种交通设施
特点
系统性
综合性——“5E科学”
工程（Engineering）、教育（Education）、执法（Enforcement）、环境（Environment）、能源（Energy）
交叉性或复合性
社会性
前瞻性
动态性
进展
国内外的学术交流兴起
建立了学术组织,培养了交通工程人才
开展了交通基础数据的调查
编制城市交通规划与公路规划方兴未艾
组织制定了交通法规
引进和研制了控制与感应式自动控制信号机
近期研究任务
交通流基础理论与方法研究
城市交通规划理论与方法研究
区域综合交通运输规划理论与方法研究
适应我国交通特点的交通控制理论与方法研究
交通综合治理理论与方法研究
城市轨道交通系统理论与方法研究
驾驶人
汽车性能
动力性能
最高车速Vmax
在良好的水平路段上，汽车所能达到的最高行驶速度（km/h）
加速度或加速时间t
原地起步加速时间
汽车由一档起步，以最大的加速度逐步换至高档后达到某一预定距离或车速所需的时间
超车加速时间
用高档或次高档由30km/h或40km/h全力加速至某一高速度所需的时间
最大爬坡能力
用汽车一档满载时在良好路面上的最大爬坡度imax表示
制动性能
制动距离、制动减速度、制动效能的稳定性、制动时汽车的方向稳定性
方向稳定性
制动时不产生跑偏、侧滑及失去转向的能力
职责和要求
驾驶人既要保证将旅客和货物迅速、顺利、准时送到目的地，又要保证旅客安全舒适、及货物的完好
要求驾驶人具有高度的社会责任感，良好的职业道德、身体素质，熟练的驾驶技术
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收信息产生感觉；
然后通过大脑一系列综合反应产生知觉，在知觉基础上形成深度知觉；
最后，驾驶人凭借深度知觉形成判断、操作车辆。
视觉特性
视力
眼睛辨别物体大小的能力称为视力
静视力
人体静止时的视力
动视力
汽车运动过程中驾驶人的视力
视野
两眼注视某一目标,注视点两侧可以看到的范围称为视野
色感
驾驶人对不同颜色的辨认和感觉是不一样的
知觉
是对事物的综合认识
反应
是由外界因素的刺激而产生的知觉-行为过程
它包括驾驶人从视觉产生认识后，将信息传到大脑知觉中枢,经判断,再由运动中枢给四肢发出命令,开始动作
心理特点和个性特点
动机
驾驶人因出于某种原因或需要而争抢速度、节省时间。这时,往往存在诱发事故的隐患。
素养
素养是一个人的内在素质和涵养,包括遵纪守法、珍惜生命、关怀他人等。
注意力
沿路的非交通活动、同伙伴讲话、自身烦恼,都可能分散驾驶人和行人的注意力。
智力
由于先天和自身体质的原因,各个驾驶人对行车速度、视距以及行驶中产生的其他信息的反应准确性和判断能力是不一样的。
情绪
急躁和愤怒,往往导致以超过允许的安全速度行车,形成不必要的或危险的交织和超车、闯红灯或闯停驶标志、跟驶距离不足、不遵守交通规则乱穿道路等。
成熟性
不成熟的驾驶人,主要是青年人,喜欢炫耀、侥幸、冒险、求刺激,往往造成事故。
知识性
是指根据过去的经验、培养的技术、习惯和对交通环境正确地做出反应的能力。
条件反射
习惯产生条件反射,如保持速度,遵循车道线等。
交通量
定义
路网密度
路网密度是该区域内路网总长比该区域的总面积，是衡量道路设施数量的基本指标。
交通量
交通量是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。
影响因素
公路、城市道路的类型或等级
公路
技术等级
高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路、等外公路
行政等级
国道、省道、县道、乡道、专用道路
城市道路
根据公路在政治、经济、国防上的重要意义和使用性质划分
快速路、主干路、次干路、支路
道路功能
城市间道路、城市内道路、乡村道路、旅游道路
地区特征
沿海和内地、城市和乡村、市中心和郊区
时间特征
节假日和平日、白天和夜晚、高峰和平峰
高峰概念
高峰小时交通量
在城市道路上，交通量时变图一般呈马鞍形，上下午各有一个高峰，在交通量呈现高峰的小时，称为高峰小时，高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量。
高峰小时流量比
高峰小时流量占全天交通量之比。反应了高峰小时交通量的集中程度。
高峰小时系数PHF
是高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。
空间分布特征
城乡分布
由于城乡之间经济发展、生产活动、生活水平不平衡，造成城乡间交通量的显著差别。
在路段上的分布
由于路网上各路段的等级、功能、所处的区位不同，在同一时间，路网上各路段交通量有很大不同。
交通量的方向分布
一条道路往返两个方向的交通量，在很长时间内可能是平衡的，但在某一短时间内会有较大的不同。
交通量在车道上的分布
多车道道路上，因非机动车数量与车辆横向出入口数量不同，各车道上交通量也不同。
交通量构成
交通量构成指交通量中各种交通工具所占数量和比重，是确定道具功能、性质和制定交通管制策略的重要依据。
公路交通量构成的基本特性
在公路交通量分析和公路规划设计中,一般将车辆按车型大小分为小客车、大客车、饺接车、小货车、中型货车、大型货车、拖挂车、小型拖拉机、大型拖拉机等。公路交通量中不同车种的比例与不同的地域、不同道路等级、不同经济发展水平和地区特征有密切关系。
城市出入口道路交通量构成的基本特性
城市出入口道路处于城郊接合部,是公路与城市道路衔接过渡的路段,其交通量构成特性兼有城市道路和公路的特性,但又与两者都不相同,公交车、小客车、自行车比例一般低于城市道路,高于公路。
城市道路交通量构成的基本特性
城市道路交通量的构成特性也是比较复杂的。在交通管理相对正规严格的大城市,道路交通量的构成相对要简单些,在不同等级和功能的道路上,交通量的构成差别是比较大的。
设计小时交通量
第30位最高小时交通量
就是将一年中测得的小时交通量从大到小排列，排在第30位的小时交通量，在道路设施规范设计时应考虑。
作用
工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数车流能顺利通过，不造成严重堵塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，就要选择适当的小时交通量作为设计小时交通量
对于多车道公路，运用设计小时交通量可确定车道数和路幅宽度，通过准确计算可取得良好的经济效益
对于双车道公路，由于车道数已定，设计小时交通量主要用于计算不同时期的高峰小时和交通量，并据此评价道路服务水平和使用品质
路网布局
公路网布局形式
放射性路网
一般用于中心城市与外围郊区、周围城镇间的交通联系,对于发挥大城市的政治、经济、科技、文化中心作用，促进中心城市政治、经济、科技、文化对周围地区的辐射和影响有重要作用。
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好，运输效率高，但建设量大。
并列形路网
几条平行的干线分别联系着一系列城镇，而处于两条线上的城镇之间缺少便捷道路连接，是一种不完善的路网布局。
树杈型路网
一般是公路网中的最后一级,是从干线公路上分叉出去的支线公路，将乡镇、自然村寨与市、县政府联系起来。
城市道路网布局形式
棋盘形
布局严整简洁，有利于建筑布置，方向性好，网上交通分布均勺，交叉口交通组织容易；
但非直线系数差，通达性差，过境交通不易分流，对大城市进一步扩展不利，改进的方式是增加对角线道路，有时亦可增加环形线路。
带形
建筑物沿交通轴线两侧铺开，公共交通布置在主要交通干路范围内，横向靠步行或非机动车，有利于公共交通布线和组织；
但容易造成纵向主干路交通压力过大，不易形成市中心，可布置几条平行线，在功能上适当分工。
放射形
交通干线以市中心为形心向外辐射，城市沿对外交通干线两侧发展，形成“指状”城市，这种布局具有带形布局的优点，同时缩短了到市中心的距离。
缺点是中心区交通压力过大，边缘区相互间交通联系不便，边境交通无法分流，改进的布局是增加环形线，并使各放射干道不过分集中于市中心。
放射环形
这种布局具有通达性好、非直线系数小、有利于城市扩展和过境交通分流等优点，一般用于大城市；
但不宜将过多的放射线引向市中心造成市中心交通过分集中，交通压力大且对布置建筑物不利。
车速
行车速度
地点车速
定义：使车辆通过某一地点的瞬时车速
作用：用作道路设计、交通管制规划资料
行驶车速
定义：是从行驶某一区间所需时间及区间距离求得的车速（不包括停车时间）
用于评价该路段的线性顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析
运行车速
定义：是指中等技术水平的驾驶人在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速
作用：用于评价道路通行能力和车辆运行状况
车程车速（区间车速）
定义：是指车辆行驶路程与通过该路程所需的用时间之比（包括停车时间）
作用：行程车速是一项综合性指标，用来评价道路的通畅程度、估计行车延误情况。要提高运输效率，就要提高行程车速
临界车速
定义：是指道路达到理论通行能力时的车速
作用：对于选择道路具体等级有重要作用
设计车速
定义：是指在道路交通与气候条件良好的情况下，仅受物理道路条件限制所能保持的最大安全车速
作用：用作道路线形几何设计的标准
特征车速
中位车速（50%位车速）
85%位车速
交管部门常以比速度作为某些路段的限制车速
15%位车速
平均车速
时间平均车速
在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速，这些点速度的算数平均值，即为时间平均车速。
区间平均车速
在某一特定瞬间，行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值，当观测长度一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值
交通调查
定义
交通调查
交通调查是指通过统计、实测、分析判断，掌握交通状态发展趋势及有关交通现象的工作过程。
行车时间
行车时间是指汽车沿一定路线，在实际交通条件下，从一处行驶到另一处所需的总时间(包括停车和延误)。
主要内容
交通流要素调查
包括描述交通流特性的主要参数，交通量、车速、密度以及与其有关的车头时距、占有率等。
交通出行调查
包括土地利用、交通生成、分布与分配特性的调查，如 OD 调查、居民出行调查等。
交通事故调查
包括对事故发生次数、伤亡、性质、地点、原因的调查。
交通环境调查
包括交通对环境造成污染的多方面调查，如噪声、废气、振动、电磁场干扰等的调查，有时还需调查交通对名胜古迹、景观、生态与居民心理等方面所产生的影响。
交通量调查
调查目的
在某一地点作周期调查，了解交通的组成、分布，掌握交通量随时间的变化规律，据此可预测交通量及其发展趋势。
为道路规划建设、交通运营管理与控制，提供交通流量、流向、车速、延误、停车等数据。
通过事前、事后的交通量调查评价道路服务水平与交通管理措施的效果。
在交通研究中，通过交通量调查掌握交通实态与变化的规律。
用于推算道路通行能力、预测与计算事故率及道路运输成本和效益。
为制定交通政策法规与科学理论研究提供基础数据。
调查种类
区域交通量调查
区域交通量调查指以掌握某一区域的交通量大小及变化为目的，在区域内各不同路段不同交叉口进行的交通量调查。
小区边界线交通量调查
小区边界线交通量调查是指对客货业务繁忙地区的汽车交通量调查，如特定经济区、城市及城市圈等。
核查线交通量调查
核查线交通量调查是以河流、丘陵、铁道等地形地物边界线或其他人为设立的检查线为分界线，调查分界线两侧区域穿过检查线相互来往的交通量。
特定地点或专项交通量调查
特定地点或专项交通量调查是指为满足交通管理与信号控制的需要而在特定地点进行的交通量调查，如城市出入口交通量调查、公共交通调查、综合交通调查、事故调查等。
调查方法
人工观测法
人工观测法简单易行，且不需要复杂的设备。但需要较多的人力，且在长时间观测时由于工作单调导致疲劳，很难保证实测质量。
试验车移动调查法
试验车移动调查法，可用较少人力测量较长区间内的平均通过交通量，并同时求取区间速度与密度，可以研究各参数间的关系。但此法仅适用于短时间的测量。
车辆感应器测定法
车辆感应器测定法安全可靠，适用于常年连续观测。但购置仪器费用较高，且需对仪器经常进行检验、维修及电源保证，对测设人员的技术水平要求较高。
仪器自动计测法
仪器自动计测法，指利用自动车流量记录仪作数据记录，以仪器替代人工进行观测工作。
其优点是节省人力、时间，减少人为因素对观测数据精度的影响，便于长期连续地统计观测交通量。
由于仪器为机械装置，对自然条件、道路交通状况与能源有一定的要求，使用范围受到一定的限制，且仪器购置与安装调试要支出一定的费用。
摄影法
在拟测定断面处的路面上作标记后，对其作定时摄影，然后对照片进行处理即可得到交通量值。该法成本高，且资料处理工作量大。但实测精度好，可节省现场实测人数。
遥感技术
随着计算机技术的日新月异，遥感技术在道路交通量调查中逐渐得到运用，大大提高了工作效率。
行车速度调查
调查目的
对某处作周期性速度调查，掌握速度分布状态及速度变化特性，为评价规划设计指标与服务水平提供依据。
为交通管理与控制提供速度资料。
①决定最低、最高限速值 ②判断在曲线范围限制速度的必要性 ③为合理设置交通标志提供速度数据
通过事前、事后调查判断交通管理和工程措施的效果。
为事故分析提供速度资料。
用于决定道路几何设计要素。
如曲线半径、纵坡及变速车道长度
用于其他交通研究。
①平均速度与通行能力的关系 ②速度与交通量关系 ③速度差及方差与交通事故关系的分析研究
当对区间速度作实态调查时，除上述目的外，还常用于交通路网分配和分析经济效益等方面。
地点车速调查方法
（1）人工测定法 （2）使用测速仪器测定速度 （3）车辆感应器测速
区间车速调查方法
（1）试验车观测法 （2）车辆牌号对照法 （3）驶入驶出测量法
延误
定义
延误
车辆在行驶中，由于受到驾驶人无法控制或意外的其他车辆干扰，或交通控制设施的阻碍所损失的时间。
基本延误（固定延误）
由交通控制装置所引起的延误，与道路交通量多少及其他车辆干扰无关的延误。
运行延误
由于各种交通组成间相互干扰而产生的延误。含纵向和、横向与外部、内部的干扰。
行车时间延误
指车辆在实际交通流条件下，由于该车本身的加速、减速或停车而引起的时间延误，即与外部干扰无关的延误。
停车延误
由于某些原因使车辆实际停止不动而引起的时间延误。
延误产生的原因
基本延误主要产生在车辆通过交叉口时，这种延误与交通流动特性无关，是由信号、停车标志、让路标志及平交道口等原因造成的。
运行延误是因受其他车辆或行人干扰而产生的。
①车辆干扰 ②交通内部干扰
调查方法
区间行车时间和延误调查方法
延误调查实际上是对不同条件下的行车时间调查。区间行车时间调查、延误调查可采用区间速度调查时所采用的方法，如试验车法、车辆牌号对照法、驶人驶出量法。
交叉口延误调查方法
行车时间调查
与区间行车时间调查方法相同，通过行车时间的调查即可求得延误。
由于交叉口处的调查涉及范围一般较小，所以调查车辆通过交叉口的行车时间时，也可在通视条件良好处，由一人用秒表直接测定车辆通过的行驶时间。使用此法应注意抽样的随机性并应保证抽样数量。
停车延误调查
由调查人员用秒表和计数器测定车辆通过交叉口时的停车数量及累积停车时间。
定时段测定。选择测时时段（如15s）由调查人员记录每时段内通过和停车的车辆数，然后计算求得延误。使用此法只要时段选择合适，可使实测精度相当高。
行车时间及延误调查的应用
通过行车时间及延误的调查，可评价道路拥挤度，并可通过实测延误的大小、位置及原因确定缓解拥挤的对策。
由行车时间调查资料可确定车辆通过区间的通畅程度。
通过事前、事后调查，可评价交通措施效果。
为路网交通分配提供行车时间依据。
用于计算运营成本及经济效益。
通过周期性调查，掌握道路上车辆行车时间及延误的变化趋势。
交叉口延误调查，可为交通控制提供设计依据。
交通流理论
交通流理论
定义
交通流理论是运用物理学和数学的方法来描述交通特性的一门边缘科学，它用分析的方法阐述交通现象及其机理，使我们能更好地理解交通现象及其本质，并使城市道路与公路的规划设计和运营管理发挥最大的功效。
研究内容
交通流量、速度、密度的相互关系及测量方法
交通流的统计分布特性
排队论的应用
跟驰理论
驾驶人处理信息的特性
交通流的流体力学模拟理论
交通流模拟
交通流的统计分布特性的方法
一种是以概率论中的离散型分布为工具，考察在一段固定长度的时间内到达某场所的交通数量的波动性。
另一种是以概率论中的连续型分布为工具，研究上述事件发生的间隔时间的统计特性，如车头时距的概率分布、车速和可穿越空当这类交通特性。
排队论
定义
排队论是研究“服务”系统因“需求”拥挤而产生等待行列(即排队)的现象，以及合理协调“需求”与“服务”关系的一种数学理论，是运筹学中以概率论为基础的一门重要分支，亦称“随机服务系统理论”。
在交通工程中的应用
在交通工程中，对于研究车辆延误、通行能力、信号灯配时以及停车场、加油站等交通设施的设计与管理方面得到广泛的应用。
排队系统
定义
排队
单指等待服务的，不包括正在被服务的车辆。
排队系统
既包括了等待服务的，又包括了正在被服务的车辆。
组成
输入过程。
指各种类型的“顾客(车辆或行人)”按怎样的规律到达，有各式各样的输入过程，例如：定长输入、泊松输入、爱尔朗输入。
排队规则。
指到达的顾客按怎样的次序接受服务，接受服务的次序有以下几种：损失制、等待制、混合制。
服务方式。
指同一时刻有多少服务台可接纳顾客，每一顾客服务了多少时间。
主要数量指标
等待时间：即从顾客到达时起到他开始接受服务时止这段时间。
忙期：即服务台连续繁忙的时期，这关系到服务台的工作强度。
队长：有排队顾客数与排队系统中顾客之分，这是排队系统提供的服务水平的一种衡量。
跟驰特性
特性
制约性
在一队汽车中，后车跟随前车运行，驾驶人总不愿意落后很多，而是紧跟前车前进，这就是“紧随要求”。从安全角度考虑，跟驶车辆要满足两个条件：一是后车的车速不能长时间的大于前车车速，只能在前车速度附近摆动，否则会发生碰撞，这是“车速条件”；二是前后车之间，必须保持一个安全距离，即在前车制动时，两车之间有足够的距离，从而有足够的时间供后车驾驶人做出反应，采取制动措施，就是“间距条件”。
延迟性
从跟驶车队的制约性可知，前车改变运行状态后，后车也要改变，但前后车运行状态的改变不是同步的，而是延迟的。
传递性
由制约性可知，第一辆车的运行状态制约着第二辆车的运行状态，第二辆车又制约着第三辆……第 n 辆制约着 n +1 辆，这就是传递性。
内涵
跟驰模型是一种刺激一反应的表达式
驾驶人所接受的刺激是指，其前方导引车的加速或减速以及随之而发生的这两车之间的速度差和车间距离的变化。
驾驶人对刺激的反应是指，其为了紧密而安全地跟踪前车所做的加速或减速动作及其实际效果。
车流波动理论
车流波动理论
当车流的密度因道路或交通状况而引起改变时，车流中产生车流波的传播，通过分析车流波的传播速度，研究车流流量和密度、速度之间的关系，并描述车流的拥挤——消散过程。
车流的波动
车流中两种不同密度部分的分界面经过一辆辆车向车队后部传播的现象，称为车流的波动。
集结波
虚线 AB 是低密度状态向高密度状态转变的分界，它所体现的车流波称为集结波。
疏散波
而 AC 是高密度状态向低密度状态转变的分界，它所体现的车流波称为疏散波。
集散波
集结波、疏散波两种车流波统称为集散波。
波速
车流波动沿道路移动的速度，称为波速。
波流量
总是从前车向后车传播的，把单位时间内集散波所掠过的车辆数称为波流量。