
王炜过秀成等编著 交通工程学 t on g G on g c h e n g x u e 东南大学出戴社

交通工程学 王炜过秀成等编著 东南大学出版社

内容提要 本书系统地介绍了道路交通系统的基本概念,基础理论,重点阅述了道路交通特征、交通调查与分析 体术透流理论,交通系统规划,交通系统管理,交通安全,交通环境保护的基本知识及交通工程的型 本书可作为交通工程,交通运罐、土木工程,城市规划等专业本科生教材,也可作为城市交通,公路交 通,城市规划等领城规则,设计与管理部门技术人员的参考用书。 图书在版编目(CP)数据 交通工程学/王炜等编著.一南京:东南大学出版社, 2000.9 SBN7-81050-680-3 I.交.·Ⅱ.王.,Ⅻ.交通工程学W.U491 中国版本图书馆CP数据核字(2000)第42053号 东南大学出版社出版发行 (南京四牌楼2号部编21009% 出版人:宋增民 江苏省新华书店经销江苏地质制绘院印厂印形 200年10月第1次印刷 印数:2800册定价:35元 (凡因印装质量问题,可直接向发行科调换)》

的 言 随着我国国民经济的快速发展,交通需求迅速增长,交通问题日趋严重,主 要表现在道路交通拥挤、交通秩序混乱、交通事故增多、交通引起的环境污染严 重等。目前,交通问题已成为影响社会经济发展、人民生活水平提高的一个制 约因素,交通问题已越来蕊受到人们的重祝。 交通工程学是为解决交道问题提供基础理论及基水技水的一门学科,是一 门集自然科学与社会科学于一体的综合性学科,它涉及工程、法规、教育、环境、 能源、经济等诸多领域。 水书总结与吸收了国内近年来交通系统规划、设计与管理的最新研究成果 和实践经验。考虑到交通工程学科综合性、系统性、交叉性、动态性的特点,书 中注重交通工程基本概念,基本理论及基本方法的阐述,并概要介绍国内外交 遁工程研究的最新动态。 全书共分十二章,前五章为基础部分,阐述交通系统中人,车、路及交通流 的基水特性、交通调查与分析技术、交通流理论以及通路与交叉口通行能力:中 间五章为应用部分,介绍通路交通规划、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,介绍计算机交通模拟技 术、智能运锦系统等内容。 本书第一、六、八章由王炜撰写:第二、九章由味学武撰写;第三、四、七章由 过秀成撰写:第五章由邓卫撰写;第十章由王炜、陆建撰写:第十一章由王炜、李 文权撰写;第十二章由王炜、朱中操写。全书由王炜教授统稿、李峻利教授主 审 1980年以来,东南大学在道路工程、交通工程专业开设了“交通工程学基 础”课程,先后由徐吉谦、王炜、高辉、杨涛、过秀成等同志参与该课程的建设,水 书凝结了他们的辛勤劳动和教学经验,在此一并表示衷心的感谢!本书参闭了 大量国内外资料,来能一一列出,借此向这些着作和文献资料的原作者们表示 衷心感谢! 著者 2000年4月于东南大学

目 录 第一章绪论. .(1) 91-1 交通工程学的定义 》1-2交通工程学科的研究范围与特点 31-3交通工程学科的产生与发展. .(4) 31-4我国的交通工程现状及发展趋势 (6 第二拿交通特性.(们们) 52 人-车-路基本特性.(1) S2-2交通量特性 (22 82-3行车速度特性. 444(28 52-4交通密度特性 (33) 第三章交通调查.(36) 83-1交通量调查 (36) 3-2车速调查 (45) 33-3交通密度调查 (52) 33-4行车延误调查 (55) §3-5通行能力调查 (65 S3-6起讫点调查(0D调查). (71) 第四章道路交通流理论 (80) 员4-1交通流特性.(80) 4-2概率统计模型.(89) 84-3排队论模型. . (107 84-4跟驰模型. 84-5 流体模拟理论 (118) 第五章道路通行能力.(们2巧) S5-1概述. +.(125) S5-2高速公路基本路段通行能力. (129 §5-3高速公路交织区段通行能力. ·(135} §5-4 高速公路互通立体交叉匝道的通行能力 (142) &5-5双车道一般公路路段通行能力. §5-6城市道路路段通行能力. .(152) §5-7道路平面交叉口的通行能力.。 (157 §5-8公共交通线路的通行能力. *t*(167) 1

多5-9自行车道的通行能力. 第六章道路交通规划. 56-1 城市道路交通规划工作总体设计 (177 86-2城市交通规划中的堪础信自调查.(179) 56-3城市交通需求发展预测.(181) 6-4城市道路网络布局规划方案设计 (194) §6-5城市道路网络布局方案交通质量评价 (]97】 56-6城市道路交通规划方案综合评价 (203) 及6-7公路网规划方法简介. 第七章交通安全.(209) 87-1 概述 .(209 87一2交通事放的调杏与处理.*.*.。(213 7-3交通事故分析.(214) 37-4 安全评价 (226 7-5交通安全预防. :(230 第八章城市道路交通管理 .(236) &8-1道路交通管理目的、分类及管理策略 (236) 号8-2道路交诵法规、标志、标线.+.(240) 58-3平面交叉口交通管理 (244) 68-4道路交浦行车管理.(248 号8-5城市道路交通运行组织 .(250} §8-6道路交通信号控制· (253 §8-7高速道路的交通控制 (263) 第九章停车场的规划与设计 (269 89一1谓述. (269) 59-2停车调查与车辆停放特性 (272 9-3停车需求预测. (277 89-4停车场的规划. .(279) 89-5机动车停车场设计 .(283 69-6自行车停车场设计.4*. (287 第十章道路交通与环境保护. .444444(292 10-1概述. (292 §10-2大气污染.。 (294】 510-3 梁声污染 (305 苓10-4振动污染. (314 §10-5道路交通污染控制与可持续发展 .(316 第十一章计算机交通模拟技术. (321 51-1概述. .(321) §11-2交通模拟的方法和一般步骤 4326} ·2·

§11-3无信号控制平面交又口通行能力的数字模拟 (331 S1一4现有交通模拟软件简介. (337) 第十二章智能运输系统 (339) ;12-1概述. (339) S12-2先进的出行者信息系统. (342) ;12-3国外智能运输系统的研究进展 (346 》12-4我国智能运输系统的研究情况 ,(352) 参考文献(354) ·3

第一章绪论 §1-1交通工程学的定义 交通工程学是交通工程学科研究与发展的基本理论,是从道路工程学科中派生出来的 一门较年轻的学科,它把人、车,路、环境及能源等与交通有关的几个方面综合在道路交通这 个统一体中进行研究,以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最 省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案,从而达到安全、迅速、经 济、方使、舒适、节能及低公害的目的。 交通工程学作为-一门正在发展中的交通工程学科的基础理论,目前很难对它下确切的 定义,各国学者从不同的角度、以不同的观点、用不同的方法对它进行探素研究,试图提出 个公认的定义,但都没有成功,定义很难统 20世纪40年代交通工程学科作为一门独立的学科刚建立时,美国交通工程师学会下 的定义是:交通工程学是道路工程学的一个分支,它研究道路规划、几何设计、交通管理和道 路网、终点站、毗邻区域用地与各种交通方式的关系,以便使客货运输安全、有效和方使。 澳大利亚著名交通工程学家布伦教教投则认为:交通工程学是关于交通和出行的计测 科学,是研究交通流和交通发生的基本规律的科学,为了使人、物安全而有效地移动,将此学 科的知识用于交通系统的规划、设计和运背。 1983年,世界交通工程师协会《会员指南》提出:交通工程学是运输工程学的一个分支, 它涉及到规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站眦连用地与其他运输方式的关系。 前苏联学者把交通工程学定义为:研究交通运行的规律和对交通、道路结构、人工构造 物影响的科学。 英国学者则认为,道路工程中研究交通用途与控制、交通规划、线形设计的那一部分称 为交通工程学。 尽管各国学者对交通工程学的理解、认识不完全一致,但在以下两个方面是基本共同 的:交通工程学是从道路工程学分化出来的,它的主要研究对象是道路交通:交通工程学主 要解决道路交迸系统规划与管理中的科学间题。 §1-2交通工程学科的研究范围与特点 一、交通工程学科的研究范围 交通工程学科作为运输工程学科的一个重要分支,随者社会对交通需求的增加及科学 技术的进步而得到了迅速发展,学科的研究内容日趋丰富,一般来说,交通工程学科的研究 内容包括以下儿个方面:

1.交通特性分析技术 包括研究交通参与者(行人,辆驾乘人员)的交通特性,交通工具(机动车、非机动车)交 通特性道路(公路、城市道路、交叉口及交通枫纽)交通特性以及交通流交通特性的分析方法。 2.交通调查方法 包括交通流量、交通速度、交通密度调查方法,居民出行、车辆出行调在方法,交叉口车 辆延误交通量时空分布特征调查方法,交通事故、交通大气污染、交通声污染调查方法等。 3.交通流理论 包括交通流二参数(流量、速度、密度)相互关系,交通流动力学特征,车辆跟驰理论,概 率论,排队论、流体力学方法在交道流分析中的应用 4.道路通行能力分析技术 包括城市道路、一般公路,高速公路的路段通行能力(基本通行能力及实用通行能力)的 分析方法,交叉口(无控制交又口、环形交叉口、信号交叉口、立体交又口)的通行能力分析方 法,公共交通线路(常规公交线,地铁轻轨线等)通行能力及线网运输能力的分析方法,服务 水平的分级及划分标准 5,道路交通系统规划理论 句括城市交通需求区城综合运输需求、公路交通需求的预测方法网络交通流的动态,静态 交通分配模型,城市道路网络、公共交通网络,公路网络的规划方法,道路交通规划的评价技术 6.道路交通管理技术 包括道路交通法规制定,交通系统管理(TSM)策略、交通需求管理(TDM)策略、交通运 行组织管理、交叉口交通控制、交通干线交通控制、区域交通控制,交通管理策路的计算机模 拟及定量化评价技术等。 7.交通安全技术 包括交通事故发生机理、事故预防、交通安全设施的技术开发与研究。 8.静态交通系统规划 包括社会车辆、公交车辆、自行车的停车交通需求预测、停车场规划与设计、停车场管 理,货车货物装卸中的停车管理、公共交通线路的场站布设及停车管理等。 9,交通系统的可持续发展规划 包括交通合理结构规划,交通环境污染(大气污染、声污染、振动等)的预测、评价及预 对,交通能耗预测与评价,交通系统中的其他资源消耗预测与评价,交通系统的可特续发展 保体系等。 10.交通L程的新理论、新方法、新技术 交通工程是一门新学科,它随着科学技术的发展而发展,目前,交通工程的新理论,新方 法、新技术主要集中在智能交通系统($)方面,包括现代通信技术、计算机技术,信息技术、 管理技术粒技术在交通管理中的应用,如车辆卫星导航技术,高速公路自动收费技术,自 动高速公路等都是$的核心内容 从上述交通工程学科的研究内容可以看出,交通工程学的内容非常丰富,其研究涉及到 许多相关理论,如社会学、法学、经济学、心理学,管理学、预测学、运输工程、道路工程,系统 工程,控制工程,环境工程、能源工程、土木工程,计算机技术等。 2

二、交通工程学科的特点 交通工程学科是一门正在发展中的综合性学科,它从交通运输的角度把人、车、路、环 境、资源作为一个有机的统一体进行研究,兼有社会科学与自然科学双重特点。 1.系统性 交通系统是一个复杂的、开放性的大系统,它是社会经济系统的一个有机组织部分,交 通系统的运转受到社会经济系统中其他子系统的影响与制约,如城市人口,城市土地利用直 接影响城市交通系统的交通需求及流向,区域城镇布局及城镇经济发展直接影响区域公路 网系统的交通需求及流向等。而交通系统本身又是由许多相互影响、相互制约的子系统所 组成,如城市交通需求的发展受城市道路网络水平的制约,而城市道路网络的规划又以城市 交通需求的发展为依据。 由千通系统是一个复杂的大系统因出交通工程学最重要的方法论基础试是系统工 程原理,以系统工程原理来认识和解决交通问题是交通工程学科发展最显著的特点。 2.综合性 交通工程学科的研究往往从五个方面展开:工程()。研究能满足交通需 求的交通基础设施,包括这些交通基础设施的规划与设计;②法规(Enforcement)。由于交通 系统的复杂性及综合性,完善的交通法规是保障交通系统正常运转的必要条件;③教育(E ucation)。由于所有公民都是交通系统的直接或间接参与者,对广大公民(特别是少年儿 童)进行现代交通意识教育是非常必要的;④能源(Eeg)。交通工.具是能源消耗大户,低 能耗交通工具一直是发达国家的研究热点:⑤环境(Em met)。在发达国家.80%以上的 噪声污染及废气污染是由汽车交通造成的,因此,交通组织、交通结构优化及道路环境保扩 设计是保障交通系统可持续发展的重要措施。由于工程、教育、法规、能源、环境的英文单词 的开头都是“E”,因此,人们通常称交通工程学科为“五E”学科。 3.交叉性 如前面所述,交通工程学是从道路工程学新派生的一门综合性学科,它与其他相关学科 有着非常密切的联系。特别是随着科学技术的发展,交通工程学科与其他学科的交又性更 加明显,一个最有说服力的例子是智能交通系统($),它是交通工程学科、电子工程学科 通信工程学科、自动控制学科、计算机学科、汽车工程学科在交通运行管理中的多学科交叉。 4.杜会性 交通系统是社会经济系统中的一个子系统,它涉及到社会的各个方面,交通工程学科中 最重要的三个研究方向:交通规划、交通管理、交通法规都直接影响到全社会的公民及全杜 会的企事业单位,同样,交通系统的建设管理水平直接影响到城市,区域的经济发展及人民 生活水平的提高。 5.超前性 交通系统是为社会经济发展、人民生活水平的提高服务的,交通系统是区域及城市发展 的载体,社会经济活动的支撑体系,社会经济要发展,交通必须先行,社会上流传的“要想富 先修路”,“快路快富、大路大富、小路小富”的说法不是没有道理的,加上交通基础设施的建 设固期与使用年限很长,一条地铁往往要服务上百年,一条高速公路也要服务30~50年,因 此,在进行交通系统规划建设时,必须考虑以后几十年的交通需求及社会经济状况。 3