交通工程学教案
改善的观点, 可操作的观点, 定量的观点, 全局的观点, 可持续的观点。 5. 我国交通工程学的主要内容 (1)人车路特性( 2)交通流特性( 3)交通调查( 4)交通流理论( 5)道 路通行能力( 6)交通信号控制( 7)道路交通规划( 8)交通安全( 9)城市公共 交通系统( 10)停车场规划与设计( 11)道路交通环境保护( 12)智能运输系统 6. 交通工具的变革与工程的发展 ①步行时代; ②马车时代; ③汽车时代; ④高速公路时代; ⑤智能运输时代。 7. 交通工程学科的建立与发展: ①基础理论形成阶段 ( 20 世纪 30 年代初 ~40 年代末);②交通规划理论研究 阶段( 20 世纪 50 年代初 ~70 年代初);③交通管理技术形成阶段( 20 世纪 70 年 代 ~90 年代);④智能化交通系统研究阶段( 20 世纪 90 年代中期)。 8. 我国交通工程学的发展 (1)我国的交通现状 综合运输,公路交通,城市交通。 (2) 我国交通工程学科的产生及面临的任务 我国交通工程学科的产生 我国交通工程学科面临的任务
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这是车辆通过某一地点时的瞬时车速,因此观测时 l 取尽可能短,通常以 20-25m 为宜,用做道路设计、交通管制规划资料。
2.行驶车速 这是从行驶某一区间所需时间 ( 不包括停车时间 ) 及其区间距离求得的车速。 3.运行车速 是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件、 实际道路状况和交通条件下 所能保持的安全车速,用于评价道路通行能力和车辆运行状况。 4.行程车速 行程车速又称区间车速,是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间 ( 包括 停车时间 ) 之比。 5.临界车速 这是指道路达到理论通行能力时的车速,对于选择道路等级具有重要作用。 6.设计车速 是指在道路交通与气候条件良好的情况下仅受道路物理条件限制时所能保 持的最大安全车速,用作道路线形几何设计的标准。 二、行车速度的统计分布特性 行车速度与交通量一样, 也是一个随机变量。 研究表明, 在乡村公路和高速 公路路段上, 运行车速一般呈正态分布, 在城市道路或高速公路匝道口处, 车速 分布比较集中,一般呈偏态分布,如皮尔逊Ⅲ型分布。 表征车速统计分布特性的特征车速常用: 1.中位车速 也称 50%位车速,是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度 以上行驶的车辆数相等。 在正态分布的情况下, 50%位车速等于平均车速, 但一 般情况下,两者不等。 2.85%位车速 在该路段行驶的所有车辆中,有 85%的车辆行驶速度在此速度以下,只有 15%的车辆行驶速度高于此值, 交通管理部门常以此速度作为某些路段的限制车 速。 3.15%位车速与速率波动幅度
这些点速度的算术平均
Vi
——第 i 辆车的地点车速 (km/ h) ;
n
——单位时间内观测到车辆总数 ( 辆) 。
2.区间平均车速
如果研究行驶于道路某一特定长度 (S) 内的全部车辆的车速分布的平均值,
则其数值为地点车速观测值的调和平均值。
3.两者之间的关系 时间平均车速和区间平均车速都是描述交通流运行速
七、作业布置 1.驾驶人的交通特性有哪些? 2.乘客的交通特性有哪些? 3.道路交通特性有哪些? 4.车辆交通特性有哪些? 5. 交通量的空间分布表征车速统计分布特性的特征车速常用的有哪些: 6. 交通流分类,交通流三个基本参数是什么?
L ——观测路段的长度。
二、车头间距和车头时距
车头间距是指一条车道上前后两辆车之间的距离, 用车辆上有代表性的点来
测量,如前保险杠或前轮。
车头时距是前后两辆车通过车道上某一点的时间差, 也是用车辆上有代表性
的点来测量。
对观测路段上所有车辆的车头间距和车头时距取平均值称为平均车头间距
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和平均车头时距。 三、交通密度资料的应用 车交通状况具有十分重要
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意义类前。在高速公路和快速道路上,为了行车安全,减少阻塞排队现象,
要规定低速限制,因此 15%位车速测定是非常重要的。
三、时间平均车速与区间平均车速
1.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,
值,即为该断面的时间平均车速,即:
1n
Vt
n
Vi
i1
式中: ——时间平均车速 (km/h) ;
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课程简介
课程说明: 《交通工程学》 全书分为十二个章节,前五章为基础部分,阐述 交通系统中人车路及交通流的基本特性、 交通调查与分析技术、 交通 流理论以及道路与交叉口同行能力; 中间五章为应用部分, 介绍道路 交通规划、道路交通管理与控制、交通安全、停车场规划与设计、交 通环境保护;最后两章为发展动态,介绍交通计算机仿真、智能运输 系统等内容。 《交通工程学》是“交通规划与管理”一级学科的基础课程,并 与国际《交通工程学》体系接轨。要求正确地理解并掌握《交通工程 学》基本概念、基本知识与基本技能。 先修课程: 发动机构造、机械原理等。 参考教材: 交通工程学,佐佐木纲、饭田恭敬编著,邵春福等译,人民交通 出版社; 交通工程学,王炜,过秀成,东南大学出版社; 交通工程手册,人民交通出版社, 1998 交通流理论,王殿海,人民交通出版社; 道路通行能力分析,陈宽民,人民交通出版社; 城市交通规划论,徐慰慈,同济大学出版社; 城市交通规划理论及其应用, 王炜,徐吉谦等,东南大学出版社; 现代交通规划学,刘灿齐,人民交通出版社; 交通规划理论与方法,陆化普等,清华大学出版社; 交通管理与控制(第二版) ,杨佩昆、吴兵,人民交通出版社;
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经济空间:物资移动的赢利范围, 出行过程中可承受的时间与费用范围, 等; 3. 交通工程学的定义 交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系,探讨道路交通 的规律,建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法,以及有关设施、装备、 法律和法规等,使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。 ( 构 成要素:人、车、路;手段:探讨、规律;建立:法律、法规;目的:安全、快 捷、高效 ) 。 研究交通发生 ( 过去及现在 ) 、发展 ( 将来 ) ,时空分布规律,道路交通调查、 路网规划、设计、营运、管理控制、安全的理论与方法以及与道路相关的 法规、工程 (Engineering) 、教育 (Education) 、能源 (Energy) 、环境 (Environment) 等问题的综合性学科。 4. 要树立五个方面的工程意识:
乘车、骑自行车、步行等
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3. 交通规划、设计与管理及运营者特性 三、交通系统中”人”的特性及其影响 1. 人是交通系统中的最活跃的因素; 2. 人是交通需求之源; 3. 人是影响交通安全之关键; 4. 人是改善交通系统之主; 5. 交通系统应以人为本。 四、机动车的交通特性 1. 动力性能, 2. 制动性能, 3. 通过性, 4. 机动性, 5. 操纵稳定性 第二节 交通量的基本特性 一、交通量的定义 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。 按交通类型分, 有机动车交通量、 非机动车交通量和行人交通量, 一般不加 说明则指机动车交通量,且指来往两个方向的车辆数。 二、交通量特性的分析一般要从三个方面来进行: 1. 交通量的时间分布特性; 2. 交通量的空间分布特性; 3. 交通量的构成特性。 三、交通量的空间分布 交通量的大小与社会、经济发展速度、人民文化生活水平、气候、物产等多 方面因素有关, 它除了随时间而变化外, 还随空间的不同而变化。 这种随空间位 置而变化的特性称为空间分布特性,一般是指同一时间或相似条件下,随地域、 城乡、路线、方向、车道等的差别而变化的情况。 第三节 行车速度特性 一、基本定义 设行驶距离为 l ,所需时间为 t ,则车速可用 l /t 形式表示。按 l 和 t 的 取值不同,可定义各种不同的车速: 1.地点车速
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9. 交通工程在我国目前的发展状况,主要有: (1)建立学术和研究机构,培养专业人才 (2)开展了基础数据的调查 (3)城市交通规划与公路网规划 (4)制定交通法规 (5)交通管理与交通控制 (6)交通安全设施与交通检测仪器的研制 (7)交通工程学基本原理在道路交通实践中的应用 (8)计算机技术在交通工程中的应用 (9)新理论、新技术的研究 10. 适应我国交通特点的交通控制理论与方法研究 (1)区域交通控制软件系统开发与实施的研究; (2)区域交通控制系统设备与配套技术的研究; (3)高等级公路情报采集与信息传输、监控技术的研究; (4)高等级公路与城市道路的交通管理体制、理论方法与设施的研究; (5)高等级公路立交规划设计与评价理论与方法的研究。 六、总结 1.交通工程学的定义。 2. 交通工程学科外延: ①社会科学方面; ②自然科学方面; ③工程设计方面。 3. 交通工程学性质:一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科。 七、作业布置 1.交通工程学的定义是? 2.交通工程的发展机理哪几个过程? 3.交通工程学研究的内容有哪些? 4.发动机经济性指标包含哪几个指标? 八、教学答疑、记录
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九、教学反思
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授课章节: 第 2 章 交通特性
一、教学目的和要求 知识目的: 1. 掌握人 - 车- 路的交通特性。 2. 掌握交量特性的定义、时间分布,空间分布等。 3. 了解行车速度特性,交通密度特性的定义。 能力目的: 能够对交通密度进行计算。
二、教学重点和难点 教学重点:
人- 车- 路的交通特性。 教学难点:
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授课章节: 第 1 章 绪论
一、教学目的和要求 知识目的:
1. 掌握交通工程学的定义及特点。 2. 了解交通工程学的产生和发展以及未来的发展趋势。 二、教学重点和难点 教学重点: 交通工程学的定义及特点。 教学难点: 交通工程学的研究范围。 三、授课学时 4 课时 四、授课方式 讲授 五、教学内容与教学组织设计 ( 一) 导入新课 我们平时都说交通, 那么什么是交通?作为一门学科, 我国现在的交通工程 学研究状况怎样? ( 二 ) 新课教学 1. 交通的概念 广义交通:人、车、路和信息在两地间输送的总称。 人和物的运转与运输【人和物借助交通工具的载运,产生有目的的空间位 移】。语言、文字、符号、图像等的传递播送。 狭义交通:人和物在管理空间上的移动。 现代运输包括铁路、道路、水运、航空和管道运输,在本领域指道路交通。 2. 交通运输系统的功能 实现社会生产和生活中人流、 物流的经济有序的流动; 促进人类的活动空间 和经济空间的形成和拓展。 活动空间:住宅、写字楼、购物中心、公园、度假村,公共读书馆等;