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1、交通运输工程学,二一五年九月,周和平,长沙理工大学研究生学位课程,2,2,第一章 交通运输系统规划,交通运输工程学,3,城市设计的规划者们和建筑师们费尽心思去学习现代正规理论的圣人们和圣贤们曾经说过的话，他们对这些思想如此投入，以致当碰到现实中的矛盾将威胁到要推翻他们千辛万苦学来的知识时，他们一定会把现实撇在一边。,4,1 交通规划概述,广义：包括交通设施体系布局规划、交通运输发展政策规划、交通运输组织规划、交通管理规划、交通安全规划、交通近期建设规划等。 狭义：主要是指交通设施体系布局规划和近期建设规划。根据对历史和现状的交通供需状况和地区的人口、经济和土地利用之间的相互管理的分析研究，对地
2、区未来不同人口、土地利用和经济发展的情形下，交通运输发展需求的分析和预测，确定未来交通运输设施发展建设的规模、结构、布局等方案，并对不同方案进行评价比选，确定推荐方案，同时突出建设实施方案的一个完整过程。,1.1 交通规划定义,5,1 交通规划概述,1.2 交通规划的目的,使交通适应社会经济发展需要 促进运输效率的提升 提升运输服务的公平性 保证交通的可持续发展,交通运输发展的三大主题：效率、公平和可持续,6,1 交通规划概述,1.3 交通规划分类,（1）按移动对象分 客运交通规划 货运交通规划,（2）按交通方式分 城市道路交通规划 公路交通规划 铁路交通规划 水路交通规划 空港交通规划,（3
3、）按交通设施分 交通网络规划 交通节点规划,（4）按交通服务分 公共交通规划 特定用户交通规划 特定交通服务规划,（5）按空间范围分 国际交通规划 全国交通规划 区域交通规划 城市交通规划 地区交通规划,（6）按规划年限分 长期规划 中期规划 短期规划,7,1 交通规划概述,What were the goals? What are the main elements? How was it implemented? Who are the parties in charge of implementing it? How is it different from conventional t
4、ransportation planning? How successful has it been?,1.4 交通规划要回答的问题,8,1 交通规划概述,1.5 交通规划容易混淆的概念,Confusion between goals and objectives Confusion between development and growth Overlooking the broader impacts of transportation plans Planning based solely on projection of past trends Focusing only on th
5、ose issues that are easy to measure Focusing on mobility and not accessibility,9,2 交通规划发展历史,2.1 国外交通规划发展,（1）英国,1949年制订了特殊公路法 1957年制定公路发展规划 1958年终于开通了第一条汽车高速公路。 1963年发表了著名的布凯南报告书 1964年雷塞斯特市进行了交通调查和规划，成为英国定量进行交通规划的先驱。 1970年，英国政府发表了未来的公路白皮书，公布政府促进公路建设与发展的远景规划，要在以后15-20年间建设连接主要城市、总长达7200千米的高等级城际公路。 从70年
6、代后期开始，石油危机、环境恶化以及当地居民的反对等，公路建设的投资不得不大幅度削减。,1994年，提出了未来15年伦敦新的交通发展战略和若干具体政策建议。该交通发展战略由“减少出行量”、“限制交通、特别是对小汽车要加以限制”和“改善公共交通”三部分组成。 1998年英国政府颁布解决交通问题的新手段:方便所有出行者白皮书，提出综合交通的发展不但要考虑各种不同交通方式的综合利用于一体化问题，也要综合考虑土地利用、环境负担和经济可持续发展等问题。,10,2 交通规划发展历史,2.1 国外交通规划发展,（2）美国,1921年颁布联邦公路法 1944、1956年颁布联邦公路资助法案 1956年芝加哥交通
7、研究 1962年联邦公路资助法案修订1964年颁布城市公共交通法案 1965年颁布住房和城市发展法 1973年正式将人口超过5万的约200个区域性组织合并成MPO. 1975年和1983年，联邦公路局和城市公共交通管理局联合发布城市交通规划编制办法 1991年ISTEA法案多模式地面交通效率法案 1998年21世纪交通公平法案TEA-21 2005年高效交通公平法案,四个阶段： （1） 一战后至20世纪50年代后期 （2）20世纪60年代 （3）20世纪70和80年代 （4）20世纪90年代至今,11,2 交通规划发展历史,2.1 国外交通规划发展,（3）日本,日本综合交通的发展过程与其颇具特
8、色的国土综合开发紧密结合。 日本自1961年至今共经历了五次国土开发，每一次的重点都各不相同。其中以第五次最为著名。第五次全国综合开发计划自1998年至今，其目标是促进国土利用的多元化发展。其中提出了完善国际交通体系的战略构想，主要内容包括三个方面：促进国际间的航空干线、海上干线的发展，促进全国范围内国际门户的合理配置，逐渐形成四大交流圈战略；促进国内交通网与国际交通网的连接，形成国内经济圈与国际经济圈的互动与协作；继续解决上次国土开发遗留下来的问题。,12,2 交通规划发展历史,2.2 我国交通规划发展,改革开放前，机动化程度低，出行以自行车为主，交通供需矛盾不突出，交通发展缓慢； 1979
9、年，美籍华裔学者张秋回国讲学，国内交通学者思想上受到震动。 20世纪80年代末90年代初，公路网规划全面展开 1990年，交通部，公路网规划编制办法 20世纪90年代引入EMME/2、TRIPS等交通规划软件，被大量应用于城市交通规划。 1998年以来，公共交通规划受到重视 2010年以来，综合交通规划受到重视,13,3 交通规划程序,14,3 交通规划程序,15,3 交通规划程序,主体内容： 现状调查 问题诊断 需求预测 方案设计 综合评价 分期实施 滚动规划,交通运输工程学,交通需求预测模型,4 交通规划需求预测方法,交通需求预测模型,4 交通规划需求预测方法,4 交通规划需求预测方法,4
10、 交通规划需求预测方法,Traffic Assignment,4 交通规划需求预测方法,21,5 交通网络设计,5.1 Wardrop原理,Wardrops First Principle (用户最优) “The journey time on all the routes actually used are equal, and less than those which would be experienced by a single vehicle on any unused route”,Wardrop, J. G. (1952) Some Theoretical Aspects of
11、 Road Traffic Research. Proceedings of the Institute of Civil Engineers, Part II, pp. 325-378.,22,Three Alternative Descriptions： No traveler can improve his/her travel time by unilaterally changing routes For each OD pair, at UE, the travel time on all used paths is equal, and less than or equal to
12、 the travel time that would be experienced by a single vehicle on any unused path. For each OD pair, at UE, all used paths have equal time, and no used path between the O-D pair has higher time than the used paths.,5 交通网络设计,5.1 Wardrop原理,23,Wardrops Second Principle ( 系统最优) “The average journey trav
13、el time is minimal” Minimizing the average journey travel time is equivalent to minimizing the total system travel time,5 交通网络设计,5.1 Wardrop原理,24,5 交通网络设计,5.2 诡异现象,Braess诡异,新建CD,A-C-D-B F=1000 t=2+20+1+1+2+20=46 总时间：46*1000=46000,新增一条道路，反而使用户时间成本上升，系统总耗时也增加了，与目标完全背道而驰。,平衡状态： A-C-B f=500 t=2+10+25+1=
14、38 A-D-B f=500 t=25+1+2+10=38 总时间：500*38*2=38000,25,5 交通网络设计,5.2 诡异现象,容量诡异,给第5条边扩容，反而使路网容量减少。,26,5 交通网络设计,5.3 定量交通网络设计,Discrete network design problem (DNDP) Continuous network design problem (CNDP) Mixed network design problem (MNDP),应满足客、货车流、人流的安全畅通 应综合考虑城市相关功能，使之相互协调 应功能明确、系统清晰、不同等级道路相互配合 应成环成网，防
15、止断头、堵口或卡口 应考虑今后城市用地的扩张、交通结构的变化和 快速交通的要求 应与城市出入口、区域公路网有良好的配合 应留有发展的余地,6 城市道路网络布局规划方案设计,6.1 一般原则,（1）方格网式（棋盘式） 优点：布局整齐，有利于建筑布置和方向识别；交通组织简便，有利于机动灵活地组织交通。 缺点：对角线方向交通不方便，道路非直线系数大 适用：地势平坦的中小城市和大城市的局部地区,6 城市道路网络布局规划方案设计,6.2 干道网的结构形式和特点,6 城市道路网络布局规划方案设计,（2）环形放射式 该形式干道网一般都是由旧城市中心区逐渐向外发展，由旧城市中心向四周引出放射干道的放射式道路网
16、演变过来的。 放射式道路网虽有利于市中心对外联系，却不利于其他地区之间的联系，因此，通常加上一个或几个环城道路，便形成了环形放射式道路网。,6 城市道路网络布局规划方案设计,6.2 干道网的结构形式和特点,优点：有利于市中心区与各分区、郊区、市区周围邻的各区之间的交通联系，非直线系数较小。 缺点：交通组织不灵活，街道不规则，市中心区交通易集中。 适用：大城市和特大城市。,6 城市道路网络布局规划方案设计,（3）自由式 以结合城市地形为主，路线弯曲无一定的几何图形。 优点：能充分结合自然地形，节约道路工程费用。 缺点：非直线系数大，不规则街坊多，并造成建筑用地 分散。,6 城市道路网络布局规划方案设计,6.2 干道网的结构形式和特点,6 城市道路网络布局规划方案设计,（4）混合式 是三种干道网形式的混合，如使用得当，既可以发挥它们的优点，又可避免它们的缺点。,6 城市道路网络布局规划方案设计,6.2 干道网的结构形式和特点,要根据土地使用、客货交通源和集散点的分布、交通流向，并结合地形、地物、河流走向、铁路布置、出入
