交通工程學(xué)第一章緒論交通工程學(xué)的定義、產(chǎn)生和發(fā)展交通工程學(xué)的作用、特點(diǎn)及內(nèi)容我國交通工程學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展一、交通的定義廣義的交通（communication）包括：人、物的運(yùn)輸與語言、符號、圖像等信息的傳輸。

交通是運(yùn)輸（Transportation）和郵電（Communication）的總稱。運(yùn)輸是人和物借助交通工具的載運(yùn)，產(chǎn)生有目的的空間位移。郵電則是郵政和電信的總稱，郵政是信件和包裹的傳遞，電信是語言、符號和圖象的傳輸。

狹義交通，是我國歷史上常用的運(yùn)輸?shù)暮x，實(shí)際上現(xiàn)代運(yùn)輸包括鐵路、道路、水運(yùn)、航空和管道運(yùn)輸，在我們專業(yè)這里指道路交通—traffic

（以汽車為主要工具，其它：摩托車、自行車、行人等）

。第一節(jié)

交通工程學(xué)的定義、產(chǎn)生與發(fā)展水河運(yùn)海運(yùn)軌道管道運(yùn)輸公路陸空交通運(yùn)輸?shù)缆泛娇粘鞘械缆?/p>

交通運(yùn)輸?shù)慕M成輕

地

鐵軌

鐵

路太空

？交通是人類生存和社會發(fā)展必需的活動。1.

步行時(shí)代2．馬車時(shí)代3．汽車時(shí)代4．高速公路與快速路時(shí)代5．智能交通時(shí)代二、交通工程的發(fā)展

交通是人類生存和社會發(fā)展必需的活動，隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和勞動的分工，生活和生產(chǎn)活動需要彼此交換食物、日常用品和生產(chǎn)中必不可少的材料和產(chǎn)品，需要交換信息和彼此往來流通，因此就產(chǎn)生了交通。?

1.步行時(shí)代

人類最原始的交通運(yùn)輸方式是背負(fù)、抬、肩挑手拿，這時(shí)候木棍是最原始的運(yùn)輸工具。隨著社會的進(jìn)一步發(fā)展，剩余的產(chǎn)品數(shù)量和種類都多了起來，人類從漁獵時(shí)代進(jìn)入畜牧?xí)r代，某些野獸如牛、羊、驢、馬、駱駝、象等，經(jīng)過馴化成為家畜，供人役使，成為人類的運(yùn)輸工具。后來又發(fā)明了撬，用以拖曳物品。其后又在撬板的底下安放圓木，以滾動代替滑動，從而大大減少了摩阻力。人類運(yùn)送貨物的水平得到了很大的提高。?

2．馬車時(shí)代

車輪的發(fā)明使交通方式發(fā)生了根本性的變化，使人類交通進(jìn)入了車輛時(shí)代，相當(dāng)大地促進(jìn)了人類文明的進(jìn)程。

以馬車為主的畜力車輛的發(fā)展使交通作為一種工程開始出現(xiàn)，能適應(yīng)畜力車通行的道路開始修建，如我國春秋戰(zhàn)國時(shí)期修建的“金牛道”，秦始皇統(tǒng)一中國后修建的全國性“馳道”、“驛道”。

城市道路網(wǎng)也開始規(guī)劃建設(shè)，如我國周代就已經(jīng)有了明確的道路系統(tǒng)及城市道路網(wǎng)規(guī)劃?！吨芏Y·考工記》載有“匠人營國，方九里，旁三門，國中九經(jīng)九緯……，經(jīng)涂九軌，環(huán)涂七軌，野涂五軌”，這種“九經(jīng)九緯”的道路網(wǎng)模式幾乎一直沿用到近代。

古代中國的交通管理，禮記中記載：“道路男子由右，婦人由左，車從中央”

。交通初步形成。

馬車交通形成以后在歷史上占據(jù)了數(shù)千年的統(tǒng)治地位，直到19世紀(jì)汽車的出現(xiàn)才被打破。?

3．汽車時(shí)代

19世紀(jì)末，產(chǎn)業(yè)革命之后出現(xiàn)了蒸氣機(jī)和電動機(jī)，為運(yùn)輸工具的改革和發(fā)展提供了良好的條件。1885年，德國人K．本茨(Karl．Benz)第一次制成了用內(nèi)燃機(jī)作為動力的汽車，從此汽車很快就成為主要的運(yùn)輸工具。

由于汽車的大量生產(chǎn)，公路也迅速發(fā)展，德國1933年開始修建高標(biāo)準(zhǔn)汽車專用公路。二戰(zhàn)后汽車載重量、行駛速度日益提高，要求公路提供迅速安全的行車條件，公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，以適應(yīng)現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

同時(shí)，自行車、摩托車、電車等交通工具也開始出現(xiàn)，行人、機(jī)動車、非機(jī)動車混合行駛帶來了諸多交通問題。為了解決交通問題應(yīng)運(yùn)而生出現(xiàn)交通工程。汽車時(shí)代?

4．高速公路與快速路時(shí)代

20世紀(jì)30年代之后汽車工業(yè)迅速發(fā)展，公路運(yùn)量激增，形成了車多路少、事故率不斷上升，交通需求難以滿足，加之汽車速度提高很快，推動了公路的發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高。40年代后，許多國家修建高速公路。有些國家甚至已建成了本國的高速公路網(wǎng)并與鄰國相接。據(jù)1997年不完全統(tǒng)計(jì)，80個(gè)國家和地區(qū)擁有高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)20多萬公里。

2012年底，我國公路通車總里程達(dá)410萬公里。其中，高速公路達(dá)9.6萬公里。中國高速公路網(wǎng)已完成規(guī)劃。規(guī)劃后的高速公路網(wǎng)，將形成由中心城市向外放射以及橫貫東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ?，并且?shí)現(xiàn)“東部加密、中部成網(wǎng)、西部連通”的新局面。長江三角洲高速公路網(wǎng)規(guī)劃圖13/87?

4．高速公路與快速路時(shí)代

城市快速路、干道網(wǎng)也開始大規(guī)模建設(shè)。各大城市、特大城市紛紛開始規(guī)劃環(huán)路、建設(shè)環(huán)路，北京、上海、天津、廣州、沈陽、南京、哈爾濱都規(guī)劃建設(shè)了環(huán)路。?

4．高速公路與快速路時(shí)代

另一方面，汽車作為主要的交通工具，發(fā)展異常迅速。據(jù)1997年的不完全統(tǒng)計(jì)，全世界已有汽車近7億輛。截至2006年底，我國私人擁有的各類汽車首次超過4985萬輛。2006年私人轎車1149萬輛。2012年底，我國機(jī)動車保有量已達(dá)2.4億輛，機(jī)動車駕駛?cè)诉_(dá)2.6億人。私人汽車保有量9309萬輛，私人轎車保有量5989萬輛。

汽車時(shí)代真正來臨了！隨之而來的交通擁擠、環(huán)境污染、交通事故等交通問題層出不窮，迫切需要交通工程有新的發(fā)展。?4．高速公路與快速路時(shí)代特大交通事故?4．高速公路與快速路時(shí)代?4．高速公路與快速路時(shí)代?

5．智能交通時(shí)代

智能交通時(shí)代是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步的必然產(chǎn)物。

20世紀(jì)末，汽車增加很快而道路設(shè)施不足，各國交通擁堵、事故頻發(fā)、環(huán)境污染、能源危機(jī)；同時(shí)大量修筑新路就要占用大量土地，土地資源方面的矛盾也日益突出。

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為交通問題的緩解提供了新的途徑。在20世紀(jì)60年代日本、歐洲就開始了智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)的研究，美國也投入了大量人力資源，研究車輛與交通的控制、傳感器接收、輸送等元件和各種自動控制系統(tǒng)組成智能運(yùn)輸系統(tǒng)，也稱自動化公路運(yùn)輸系統(tǒng)(AHS)。20世紀(jì)末世界各國紛紛投入資金、人力開展智能交通的研究和開發(fā)，希望能以此解決交通擁擠。

智能運(yùn)輸系統(tǒng)還處于研究試驗(yàn)開發(fā)階段。智能交通時(shí)代公安交通監(jiān)控中心?

什么是交通工程？?

研究對象？?

研究內(nèi)容？?

做什么？?

能解決什么問題？?

怎么做？11．20世紀(jì)40年代美國交通工程師學(xué)會的定義?

交通工程學(xué)是工程學(xué)的一個(gè)分支，它研究道路規(guī)劃、幾

何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)站、毗連區(qū)域用地與

各種交通方式的關(guān)系，以便使客貨運(yùn)輸安全、有效、經(jīng)

濟(jì)和方便。2．澳大利亞著名的交通工程學(xué)教授布倫敦的定義?

交通工程學(xué)是關(guān)于交通和出行的計(jì)測科學(xué)，是研究交通

流和交通發(fā)生的基本規(guī)律的科學(xué)，為了使人、物安全而

有效地移動，將此學(xué)科的知識用于交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)

計(jì)和運(yùn)營。3．1983年世界交通工程師協(xié)會會員指南提出的定義?

交通工程學(xué)是運(yùn)輸工程學(xué)的一個(gè)分支。它涉及到規(guī)劃、

幾何設(shè)計(jì)、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)站毗連用地與其他

運(yùn)輸方式的關(guān)系。三、

交通工程學(xué)的定義2???交通工程學(xué)是研究交通運(yùn)行的規(guī)律及其對道路結(jié)構(gòu)、人工構(gòu)造物的影響的科學(xué)。

5．英國學(xué)者的定義道路工程中研究交通用途與控制、交通規(guī)劃、線形設(shè)計(jì)的那一部分稱為交通工程學(xué)。

6．日本學(xué)者的定義考慮客、貨運(yùn)輸?shù)陌踩?、便利與經(jīng)濟(jì)，綜合探討公路、城市道路及相鄰連接地帶的整體用地規(guī)劃、幾何線形設(shè)計(jì)和營運(yùn)管理等問題，屬于工程上的分支學(xué)科。7

．我國《交通工程手冊》給出定義*

三、

交通工程學(xué)的定義4．前蘇聯(lián)學(xué)者的定義研究道路交通中人、車、路、環(huán)境之間的關(guān)系，探討道路交通的規(guī)律，建立交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、控制和管理的理論方法，以及有關(guān)設(shè)施、裝備、法律和法規(guī)等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適的一門技術(shù)科學(xué)。

3本質(zhì)內(nèi)容

?目的

目標(biāo)四、交通工程學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展1．交通工程學(xué)的產(chǎn)生?

1930年美國率先成立交通工程師學(xué)會，并提出交通工程學(xué)，標(biāo)志了交通工程學(xué)作為學(xué)科的誕生。2．基礎(chǔ)理論形成階段（20世紀(jì)30年代～40年代末）?

建立交通工程學(xué)的基本理論，開展交通調(diào)查，研究交通現(xiàn)

象的一般規(guī)律。進(jìn)行道路布局規(guī)劃、考慮交通管理方案。3．交通規(guī)劃理論形成階段（20世紀(jì)50年代～70年代初）?

20世紀(jì)50年代以后，各國汽車擁有量增加，打破了以鐵路

為中心的局面，形成了“汽車化”運(yùn)輸?shù)男赂窬?。為適應(yīng)汽

車化帶來的大量交通需求，發(fā)達(dá)國家開展了大規(guī)模交通基

礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。城市道路網(wǎng)建設(shè)和高速公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要交

通規(guī)劃的理論與方法、區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃理論和技術(shù)。這一

時(shí)期形成了“四階段”交通規(guī)劃模式一直沿用至今。44．交通管理技術(shù)形成階段（20世紀(jì)70年代～90年代初）

汽車化的后果是交通需求的無限膨脹，50、60年代的交通

基礎(chǔ)設(shè)施并不能完全滿足進(jìn)一步增加的交通需求，交通擁

擠不堪、交通事故頻發(fā)；能源危機(jī)，石油價(jià)格急劇上漲；

汽車尾氣、噪聲等環(huán)境污染加劇威脅著人們的健康

。

20世紀(jì)70年代開始將解決交通問題的措施從大規(guī)模交通

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)移到現(xiàn)代化交通管理上來，以期提高交通

系統(tǒng)的運(yùn)輸效率，對交通進(jìn)行綜合治理，提出交通系統(tǒng)管

理（TSM，Transportation

System

Management）和交通需

求管理（TDM，Transportation

Demand

Management）概

念，實(shí)施TRANSYT、SCOOT、SCATS等交通信號區(qū)域控

制系統(tǒng)。通過節(jié)源、改善交通環(huán)境、充分利用現(xiàn)有道路的

空間、控制車輛和車輛出行、協(xié)調(diào)各種交通方式，力求達(dá)

到整體效率最高。四、交通工程學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展5

5．智能化交通系統(tǒng)研究階段（20世紀(jì)90年代中期開始）?

盡管進(jìn)行了大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、盡管進(jìn)行了科學(xué)

的交通管理和控制，但是交通需求的繼續(xù)增長，已有的問

題不但沒有得到有效控制相反卻有加劇的趨勢，同時(shí)能源

環(huán)境及社會可持續(xù)發(fā)展的要求不斷增加，社會對安全、高

效、低污染、科學(xué)地利用交通提出了更高的要求。?

現(xiàn)代科技的發(fā)展為更加科學(xué)的解決交通問題提供了途徑，

由于現(xiàn)代交通工程、信息工程、通信工程、電子工程、控

制工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)（ITS，

Intelligent

Transportation

System）應(yīng)運(yùn)而生。?

1)

Advanced

Vehicle

Control

System，AVCS。?

2)

Advanced

Traffic

Managent

System，ATMS。?

3)

Advanced

Driver

Information

System，ADIS。四、交通工程學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展6系統(tǒng)能交通安全智輛航費(fèi)系能物理系智能交通

ITS中心監(jiān)控智能交通管理系統(tǒng)

車車收導(dǎo)

統(tǒng)系交通

誘

導(dǎo)

系

統(tǒng)統(tǒng)

自動公

路系統(tǒng)智流管統(tǒng)智能公交管理系統(tǒng)信息服務(wù)智能交通違章管理

交通管理GPS

不停

智能式不停車收費(fèi)區(qū)域性不停車收費(fèi)

單一收費(fèi)站不

停車收費(fèi)

智能交通監(jiān)控實(shí)時(shí)電子地圖車輛導(dǎo)航管理

停車場誘導(dǎo)路側(cè)通訊電視廣播與因特網(wǎng)

可變標(biāo)志（路徑、氣候、施工）

車外信息檢測與處理車輛控制（自動駕駛系統(tǒng)）危險(xiǎn)警告運(yùn)行環(huán)境信息自動剎車

貨車與貨源

實(shí)時(shí)信息

智能運(yùn)價(jià)管理

物流計(jì)算機(jī)調(diào)度公交智能調(diào)度

公交信息服務(wù)及

智能票制交叉路口公交優(yōu)先信息控制7交通事故擁堵突發(fā)事件動態(tài)交通流量交通違章公安局

120急救中心119消防指揮中心交通廣播電臺

前方交通擁堵

請繞行

道路交通誘導(dǎo)板

高速大隊(duì)智能交通指揮中心

公交總公司總調(diào)度...

工程搶險(xiǎn)

8第二節(jié)

交通工程學(xué)的作用、特點(diǎn)及內(nèi)容9一、交通工程學(xué)的作用

生產(chǎn)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的繁榮以及社會活動的各個(gè)方面均有賴于發(fā)達(dá)的交通。隨著人類社會的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交通的功能與作用越來越大—交通工程學(xué)。?

交通運(yùn)輸是溝通地區(qū)之間、企業(yè)之間、國際間經(jīng)濟(jì)活動的

紐帶和橋梁。（良好的交通條件與高效的運(yùn)輸系統(tǒng)，能促

進(jìn)社會的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的繁榮。城市各項(xiàng)功能的發(fā)揮與經(jīng)濟(jì)

發(fā)展，也有賴于交通的現(xiàn)代化。交通是國民經(jīng)濟(jì)與各項(xiàng)生

活、生產(chǎn)活動的主要環(huán)節(jié)之一，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，起著

重要的先行官的作用。）?

交通運(yùn)輸能夠擴(kuò)大商品市場與原材料的來源，降低生產(chǎn)成

本與運(yùn)輸費(fèi)用，促進(jìn)工業(yè)、企業(yè)的發(fā)展與區(qū)域土地的開

發(fā)，提高土地價(jià)格與城市的活力；?

交通的發(fā)展還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸?shù)膶I(yè)化、便捷化、批量化與運(yùn)

費(fèi)低廉化，從而有可能在更大的范圍內(nèi)合理配置生產(chǎn)要

素，同時(shí)也可促進(jìn)全國或地區(qū)范圍內(nèi)人口的合理流動。10二、交通工程學(xué)的特點(diǎn)?

系統(tǒng)性—大系統(tǒng)、子系統(tǒng)；?

綜合性—工程(Engineering)

、執(zhí)法（Enforcement)、教育(Education)、環(huán)境(Environment)

、能源(Energy)----“五E”學(xué)科；?

交叉性—汽車、道路、交通、信息、通信、控制、計(jì)算機(jī)多學(xué)科交叉；?

社會性—社會的各個(gè)方面（全社會的企事業(yè)單位及公民）?

超前性—使用期限（交通系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)必須考慮幾十年后的交通需求及社會經(jīng)濟(jì)狀況—預(yù)測）?

動態(tài)性—動態(tài)隨機(jī)系統(tǒng)（交通狀況的實(shí)時(shí)動態(tài)特點(diǎn)、交通系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)的動態(tài)特點(diǎn)）。11三、研究內(nèi)容（范圍）?

交通特性（人、車、路、交通流）；?

交通調(diào)查（Q、K、V、OD、時(shí)空分布、停車、環(huán)境…）；?

交通流理論（概率論、流體力學(xué)理論、排隊(duì)論、跟馳理論和交通動力學(xué)方法…）

；?

城市公共交通系統(tǒng)（公共交通方式、公交車輛、公交線路規(guī)劃理論…）

；?

交通規(guī)劃理論與方法；?

交通管理與控制理論與方法；?

交通環(huán)境保護(hù)；?

通行能力；?

交通安全；?

停車規(guī)劃、管理；?

自行車交通（特性、通行能力、管理）；?

道路交通立法、條例；?

新交通體系及各種交通設(shè)施。12第三節(jié)

我國交通工程學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展13一、我國交通工程的發(fā)展1、古代道路交通工程2、近、現(xiàn)代交通工程3、改革開放以后公路城市道路地鐵、輕軌智能交通14二、我國交通工程學(xué)科的發(fā)展?

開始交通工程講學(xué)與求學(xué)（1978年）?

交通工程學(xué)會建立（1980年）?

交通數(shù)據(jù)調(diào)查（1982年）?

交通法規(guī)的制定?

交通規(guī)劃編制工作開始（1993年）?

引進(jìn)與研制控制與控制信號機(jī)?

交通調(diào)查、交通規(guī)劃、公路網(wǎng)規(guī)劃、道路線型設(shè)計(jì)理

論、城市交通控制系統(tǒng)、高速公路監(jiān)控、交通管理、

交通影響分析、通行能力15交通造成的污染已占城市總污染的80％。

三、交通工程領(lǐng)域存在的問題

世界各國都存在不同的交通問題：

1．安全問題

自從1885年第一輛汽車問世以來，全球約有超過4億的人死于交通事故，20世紀(jì)80年代以來，全世界每年大約有50萬人死于交通事故，中國每年則超過10萬人死于交通事故。

2．能源問題

交通運(yùn)輸業(yè)的能量消耗已成為世界能源消