第一章 绪论 2017/3/8 1

§1.1交通工程学的定义、作用与发展 一、交通工程学的定义 1.美国交通工程师学会的定义 交通工程学是工程学的一个分支，它研究道路规划、几何设计、交通管理和道路网起点、终点站、毗连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、经济和方便。 2.布伦敦的定义 交通工程是关于交通和出行的记测科学，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，将此科学的知识用于交通系统的规划、设计和运营。

3.世界交通工程师协会会员指南提出的定义 交通工程学是运输学的一个分支。它设计到规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站毗连用地与其他运输方式的关系。 4.前苏联学者的定义 交通工程学是研究交通运行的规律及其对道路结构、人工构造物的影响的科学。 5.英国学者的定义 道路工程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。 6.日本学者的定义 考虑客、货运输的安全、便利与经济，综合探讨公路、城市道路及相连接地带的整体用地规划、几何线形设计和营运管理等问题，属于工程上的分支学科。

定义： 交通工程学是研究交通发生、发展、分布、运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、营运、管理、安全的理论、方法以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术科学。

二、交通工程学的作用 交通运输是生产过程在流通领域的继续和进行社会再生产的必要条件，是沟通区域之间经济活动的纽带，也是联系国内、外商品生产与商品消费不可缺少的桥梁。 交通的发展还可实现运输的专业化、便捷化、批量化与运费的低廉化，从而有可能在更大的范围内合理配置生产要素，同时也可促进全国或地区范围内人口的合理流动。

三、交通工程发展的回顾 1.步行时代 真正的运输活动要从创造和使用运输工具的时期算起，最早的运输工具是木棒，在木棒的一端缚上重物，由人背负，或木棒的中部置一重物，有两人抬行。 2.马车时代 从舟车到马车，使人类交通进入车辆时代，车轮的发明对于人类的文明发展起着相当大的作用。在古代最常用、最有效普遍的还是马车，历史上称为马车时代。从某种意义上讲，也可以说交通工程学是随着车轮文化的出现而产生的。

3.汽车时代 以动力机械驱动的各种车辆纷纷制成，成为道路交通发展的一个里程碑。最先出现的是蒸汽机车，他们组成列车在轨道上行驶，运量大，速度快，受气候影响小，在19世纪末即成为资本主义国家旅客和大宗货物运输的主要工具。 1885年，德国人K.本茨（Karl.Benz)第一次制成了用内燃机作动力的汽车，从此汽车很快就成了主要的运输工具。 现代大都市要求多种运输工具组成的交通网络，除汽车外，还有有轨电车、无轨电车、轻轨车辆、电动汽车、摩托车、轻骑等。

4.高速公路时代 世界上最早的一条汽车专用道路是1921年德国在柏林西部建造的一条10km的往返分离的高速道路。1937年美国在加州也修建了一条高速公路，40年代后，许多国家仿照美国、德国，也修建了高速公路。 高速公路具有运量大、速度快、效率高、事故小、灵活、方便等优点，其缺点是建设造价高，占地多。

5.智能运输时代 智能运输时代是交通发展的一个新阶段，是社会经济发展与科技进步的必然产物。 一方面，汽车增加速度很快而道路难以迅速增加，各国交通拥堵，事故频发，环境污染，道路设施不足，同时土地资源方面的矛盾也日益突出，要大量修筑新路就得占大量土地，造价高昂矛盾尖锐，难以付诸实施；另一方面由于科学技术的进步，特别是计算机与信息技术、电子技术的飞速发展。

§1.2内涵、外延、性质和特点 内涵: 1.交通特性 2.交通调查 Q、V、D，OD调查，延误，通行能力，交通环境，交通安全，交通事故 3.城市公共交通 公共交通方式，线路规划理论、方法，配时优化

4.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，目前使用的主要方法有：概率方法、流体力学方法、队论、跟驰方法、交通动力学方法，以及宏观与微观的理论的表达模式与方法等。 5.交通规划的理论与方法 交通预测、分配、规划理论与模型、城市道路与公路网络规划及线形设计理论与方法。 6.交通管理理论 交通组织管理与坚控、诱导的理论、技术与方法； 7.交通安全理论 交通事故的预测、防御，交通安全的评价、对策与违章管理；

8.静态交通理论 停车需求与停车设施的规划、设计、管理； 9.交通环境保护 10.慢行交通 自行车交通的特征、通行能力使用条件及线路的规划设计；步行交通； 11.交通法规 道路交通立法、条理等； 12.新交通体系及各种交通设施等。 此外，与交通工程学的应用与发展密切相关的基础理论有：应用数学、交通物理学、交通统计学、交通经济学、交通心理学、交通医学、人体工程学、汽车动力学、运筹学、系统工程学等。

交通工程学科的外延: 1.社会学科方面：社会学、法学、心理学、经济学、管理学、行为科学。 2.自然科学方面：高等数学、统计学、物理学、动力学、预测学、汽车学、电子学、运输学、控制理论、系统工程。 3.工程设计方面：道路工程、土木工程、城市规划、轨道工程、环境工程、运输工程、工效学、隧道工程、岩土工程、电子计算机技术等；从内容性质来分，既有基本理论与方法，又有技术基础与计测技术，还有专业理论与仿真技术等。

交通工程学科的性质 交通工程学科是一门发展中的综合性学科，它从交通运输的角度，把人、车、路、环境与能源作为统一的有机整体进行研究和应用。 交通工程是一门兼有自然科学与社会科学双重性质的综合学科。

交通工程学科的特点 1.系统性 2.综合特点 内容涉及工程(engineering)、执法(enforcement)、教育(education)、环境(environment)、能源(energy)等“五E”科学； 3.交叉性或复合性 4.社会性 5.超前性 6.动态性

§1.3我国交通工程学科的发展 一、古代道路交通工程简况 中国是最早使用车辆的国家之一，相传早在4600多年前的黄帝时代，劳动人民就已发明了舟车，公元前21世纪，奚仲就任夏朝的“车正”，商代我国已能制造出相当精美的双轮车，成为世界上最早用车的国家。欧洲在此之后1000年才发明马车。从舟车到马车，使人类的交通进入车辆时代，历史上称为“车轮文化”。 世界上第一条最长的路----“丝绸之路”由我国开通，从此，道路交通在军事和商业中的作用越来越明显。

我国也是最早重视道路规划与设计的国家，如诗经中记载：“国道如砥，其直如矢”， 古代交通规划也有规则，礼记中说：“道路男子由右，妇人由左，车从中央。” 唐代是中国道路发展的极盛时期，初步建成以长安为中心的四通八达的驿道网，此外唐代还采用上下分行，靠左行走的交通规则。 中华民国时期亦曾采用靠左行车. 中华人民共和国成立后，才改为靠右行走。

二、近、现代交通工程的发展 1840年之后，由于帝国主义的侵略，战乱频繁，我国汽车工业与道路的发展大大落后。 自清光绪27年（1901年)上海输入欧洲生产的汽车开始，到中华人民共和国成立前，我国根本没有自己的汽车工业。 中华人民共和国成立后，1956年长春第一汽车厂开始生产载货汽车，但由于经济基础薄弱等原因，汽车产量一直不高。直到改革开放前，国产汽车车型单一，性能落后，致使进口汽车仍占相当比重。 改革开放后，汽车有了较大发展，特别是小汽车产业得到了迅速发展。截止2010年底，全国民用汽车拥有量从1978年的135.84万辆增长到8500万辆，再加上其他机动车辆（不含运输用的拖拉机)，全国民用（不含军用车)机动车辆总数达到1.99亿辆。

我国的公路建设，早于汽车引进。我国最早修筑的公路为清同治13年（1874年)台湾抚顺沈葆桢修筑的以台南为中心的中南北三大干线道路。 1908年苏元春修建广西龙州--那堪长30km公路，以后张家口、湖南等地区也纷纷修建，上海、北京、天津等大城市也先后出现了公共汽车和电车，兴建了一些城市道路。

1932年，有经委会公路处督导7省公路专门委员会，又拟订了7省联络公路11条，共2 1932年，有经委会公路处督导7省公路专门委员会，又拟订了7省联络公路11条，共2.2万公里。这一规划在经委会公路处督导下得以实施，至抗日战争爆发前，全国公路总里程全国公路总里程已达11万公里。在抗日战争前后，国民党发动内战期间，由于战争的需要，在西北、西南等地区虽新建了一些公路，但也破坏了一些公路。 全国解放时，能通车的公路仅7万多公里，且基本是双车道以下的低等级路。在城市道路中，除少数大城市的主要干道铺有沥青路面外，大多为碎石路和土路。在交通管理设施方面，则无甚建树。

近30多年来，我国各国有关方面的专家们，在交通工程的理论与实践方面取得了很大进展和成就，表现在： 1.交通调查 2.交通规划的理论和方法 1)公路网规划 2)城市交通综合规划 3.道路线形设计理论 在道路交通安全研究中，发现交通事故与道路设计不尽合理有关系。北京工业大学提出了道路线形设计新理论，其要点是以用路者的行车需求为依据，从交通的角度，即用动态的观点分析问题，用协调的方法进行设计。 4.高速公路及其监控系统等 5.城市交通自动控制系统（信号、诱导等) 6.交通管理

7.交通评价理论与评价方法 在交通评价范围内，研究了综合效益函数法，模糊数学法，层次分析法及灰色理论的应用问题，提出了建模原则，建立了适合不同用途的评价体系，编制了交通规划评价专家系统。这些成果已广泛应用于城市交通综合评价，道路系统功能评价，交通规划方案评价，交叉路口评价，路面管理评价，交通安全评价等各个方面。 8.实施GBM工程 在公路养护中推行公路标准化，美化作业，简称GBM工程。该项工程旨在挖潜改造，完善设施，强化标准，重视景观，实行科学养护与管理。据不完全统计，全国已有1万多公里的国道实施了GBM工程，效果很好。

三、我国交通工程学科的进展 1.国内外学术交流兴起 2.建立学术组织，培养交通工程人才 3.开展了交通工程基础数据的调查 4.编制城市交通规划与公路规划方兴未艾 5.组织制定交通法规 6.引进和研制控制与感应式自动控制信号机

四、我国交通工程学科近期的研究任务 1.交通流理论 2.城市规划理论与方法 3.区域综合交通规划理论与方法 4.适应我国交通特点的交通控制理论与方法 5.交通综合治理 6.城市公共交通（含轨道交通）