(答案10.17)同济考博专业课题（交通工程）

2000年交通工程

1. 试结合中国城市的实际情况，简述城市交通问题的基本表现与成因（10）

也可以参考 陆化普.大城市交通问题的症结与出路.城市发展研究,1997,5(1),16-20 or杨晓光 交通工程PPT

在城市发展过程中，城市交通问题的基本表现为：

1.1 交通量增大，车速下降，交通拥挤随着城市经济发展，车辆增多，居民出行次数增多，路上交通量变大，交通流特性决定了车速下降。 1.2 停车困难

各个城市的机动车，每年以>15%的速度增加，停车成了大问题，社区甬道停满了车辆，社区周边道路路边停车过度，公共停车场匮乏妨碍了一些活动，商店建筑缺少泊位，影响了购销。

1.3 公共交通分担出行比例小

对于单中心的大城市，居住密度大，城市应优先发展公共交通，公共交通人均占用的时空资源少，对环境造成的污染小。然而，各城市的现实情况，公共交通分担的居民出行比例小。北京、上海应当说公共交通发展比较好，其分担出行比例也不过是35%左右，天津的公交出行比例不到10%。公共交通分担出行比例大体在50%以上比较适当。大城市发展公交的任务很重。 1.4 交通事故多

中国大城市的交通事故，每年绝对数增加，相对数下降，万车事故死亡率为10%左右。2001 年，北京为8.8/万车。城市交通事故偏多，对人民生命安全威胁大。 1.5 行人交通不方便

中国大城市的居民出行中，步行者占1/3 以上行人步行在街道上十分不方便，每每过街，左顾右盼，提心吊胆，过街难。人行道上各种线杆、图窗广告、宣传标语，占用行走空间。以人为本，如何体现。 1.6 交通污染严重

交通给城市造成的污染包括废气排放、噪声和振动，其中尤以废气排放对空气的污染为甚。城市交通是城市空气污染的主要来源。有文献报道，造成大气污染的物质中有80%源自汽车废气。城市交通拥挤，速度下降加剧了污染程度。有很多业内人士认识到，城市汽车的增加，应以路网容量和环境容量为度。 1. 7 交通管理技术水平低, 道路设施简陋

以西安市为例,由于历史及认识的原因, 西安城市交通管理和交通安全的现代化设施极少。城市交通运行仍处于交警管理的阶段, 各个交叉口及道路缺少交通信息的沟通, 没有全市道路交通信息发布和交通管制监控系统, 难以形成“绿波”、“无阻碍”通行。一旦发生交通事故则长时间塞车, 事故疏导体系的建设仍是空白。西安道路交通设施除了有必要的红绿灯和交通标志外, 其它设施的数量很少。市区仅有5 座立交桥(一座为与铁路交叉) , 隧道1 处, 公共性的过街天桥4 处, 过街地道3 处, 而市区有道路交叉口742 个, 城市交通组织多采用堵、截、压的方法, 没有对交通流进行有机的疏散。 城市交通问题成因：

(一)道路基础设施建设投入长期不足

城市道路作为城市交通的基本载体，被公认为是城市交通系统中最重要的组成部分。由于经济基础和思想观念问题，道路基础设施被认为是非生产性设施，长期片面强调挖潜，建设与改造速度缓慢。

(二)城市道路系统结构不合理、等级功能不清及交通混行

我国城市规划长期按照计划经济模式运作，50年代受到前苏联城市规划理论的影响，城市道路系统的建设具有路网密度低、干道间距大(间距为600 ^-1100米)的特点，使城市交通过于集中于有限的城市干道上。许多城市忽视了次干道与支路的建设，使得城市干道系统缺少低等级道路的配套与支撑，路网级配不合理，交通生成点与干道系统缺乏过渡性连接。同时缺乏承担城市长距离快速通过性交通的快速路系统，城市干道上长短距离交通、快慢速度交通混行。

(三)城市公共客运交通日益萎缩

自80年代中期开始，我国大城市公共汽车交通出现了全面萎缩。由于运营技术、管理水平落后，运营效率低、服务质量差，高峰时间极度拥挤等因素，公共交通承担的客运量不断减少，公交公司长期依靠政府的补贴经营。

(四)对城市交通规划重视不够

长期以来，我国对现代交通的特点认识不足，对建立综合的、层次分明的交通系统缺乏理解，对日益增长的交通需求准备不足，缺少科学系统的交通战略规划，使城市交通矛盾日益严重。交通问题具有整体性和综合性，单从增加道路建设投资或提高交通管理水平出发是不够的，必须将人、车、路、环境综合考虑，制定一个全面的有科学依据的交通规划。城市规划要交通先行，做好交通规划必须引起各城市的高度重视。

(五)城市交通运输体系不健全

当今世界的大城市和特大城市中，轨道交通己在公共交通系统中占有骨干地位，成为城市居民出行的主要工具，较好地解决了地面交通的拥堵问题，并为汽车_F业的发展创造了条件。由于经济发展水平所限，我国大城市交通运输体系未能建立以轨道交通为骨干的综合交通体系。与发达国家相比，我国在城市轨道交通上差距比较大，还处于起步阶段，绝大多数城市还是以低运量型交通即公共汽车和无轨电车为主，还有大量的自行车交通。而大、中运量型轨道交通发展缓慢。交通困境必须从客运方式的根本问题上寻求解决，建立完善的城市综合交通体系。综合交通体系的形成，轨道交通系统应是重点。

造成交通问题的原因是复杂的，除了以上主要因素之外，还有自行车过量发展、城市停车设施不足、各类占道情况严重，城市道路交通规划、建设、管理及决策上的失误等等2. 交通规划、交通设计与交通管理是改善城市交通的主要技术和方法，试简述其含义，并说明几者之间的关系？近年来交通管理规划的概念被引用，你认为何为交通管理规划？（10）

交通规划：即有计划地引导交通的一系列行动，即规划者如何提示各种目标，又如何将提示的目标付诸试试的方法。根据城市规划的基本成果，基于现状的交通特征、交通设施及交通系统的条件，以及公交优先、改善交通的新理念，面向未来（近、中、远期），分析预测交通需求，确立交通系统结构、交通设施结构及交通设施规模，编制交通系统及交通设施投资与建设计划。

交通设计：(《城市道路交通设计指南 》杨晓光等著，主要内容包括：交通设计的基本概

念和内容；面向交通设计的资料收集、调查与分析；交通通行空间设计；交通控制信号配时设计；交通设计方案评价等。）

基于城市及交通规划的理念和成果，运用交通工程学的基础理论和原理，以交通安全、通畅、效率、便利及其与环境协和的目的，以交通系统“资源”（包括时间、空间及投资水平）为约束条件，对现有和未来建设的交通系统及其设计加以优化设计，寻求改善交通的最佳方案，科学地确定交通系统地时间和空间要素及通行条件。

交通设计贯穿于交通规划和交通管理之中，指导交通设施的土木工程设计与交通管理，具有微观的性质。

交通管理：即对道理上的行车、停车、行人和道理使用，执行交通法规的“执法管理”，并用交通工程技术措施对交通运行状况进行改善的“交通治理”的一个统称。

交通管理规划：面向交通管理的短期规划，试图从管理的角度除非，进一步优化城市管理措施。它是基于交通工程技术和系统工程原理，针对城市道路交通的基本问题，在现有资源有限的约束条件下，以交通安全、畅通、环保、效率及便捷为目标，系统而化地提出交通改善方案。旨在充分利用现有道理资源，挖掘通行能力，改善交通秩序，缓解交通拥挤，提高交通的安全性；同时对城市及交通规划、城市管理、交通设施设计与建设、体制改革、政策与法规地修正提出反馈意见。（面向问题的交通管理规划研究》杨晓光 道路交通与安全, 2003年 03期）

3.V/C通过交通设施交通量与通行能力之比，D/C交通需求与通行能力之比 评价交通设施的服务水平问题（10）

最大密度/最小速度/最大服务率/V/C

饱和度 V/C：交通量（V）与道路可能通行能力（C）的比，它反映出饱和度或行车密度与车辆行驶速度之间的关系。以速度为主的高速公路、城市快速路等高等级道路规划、设计时，交通量与可能通行能力之间的关系是：随着道路交通流量的增加，饱和度（V/C）逐渐增长，行车速度呈下降趋势，V/C 接近1 时 ，行车速度降低到道路允许速度。一般为道路设计计算行车速度的0.5倍当交通量大于道路设计可能通行能力时，行车速度、服务水平、行车安全度都有所下降，尤其在行车安全方面难以保证。

我国许多城市道路系统，基本上是在原有历史遗迹发展起来的，其历史古城中的道路网络，无论是“棋盘式，蛛网式或自由式”，都具有道路比较窄流线自由曲折，横断面形式混乱等特点；而这些街道又绝大多数处于城市的黄金商业区何人口稠密地区，交通物种繁多，交通行为也十分负责，同时对道路的作用及利用限定，都因各条道路的具体情况大小不同，有些道路甚至变成了步行街，从而使交通量的基本性质发生改变，用V/C，会使“服务水平评价”失真。

用V/C评价服务水平，虽然有些道路交通量未处于饱和状态，也会出现拥挤甚至堵车现象，这实际上和交通管理及相关该道路的环境有关，如交通流在时间上的不均匀分布特性等，又如交叉口信号控制不合理时，造成的排队等待延误等，这些与交通容量无关。 在交织区，通常密度或者速度就更加能描述服务状况。

V/C的确是目前项目中评价路段服务水平的主要指标，但我认为不能全面甚至不能主要反映道路服务状况。如果研究的是道路服务水平，至少应该考察交叉口的情况，因为交叉口

是瓶颈。其实还可以以交通流速度等等来评价吧。其实我还是认为应该用系统的观点看整个道路网络的服务水平，考察系统以及用户的效率。

交叉口的确是瓶颈。对于交叉口我想速度不好评价，延误 停车次数 排队长度等指标比较好，个人理解。。。。对于单个交叉口：追求最大的通行能力，最小的饱和度，总延误最小或总停车次数最小（总延误最小不意味着停车次数最小） 对于路网就是一个系统思想 最优化思想的应用。

饱和度= D(Demand, 交通需求)/ C(Capacity, 交通供给)

饱和度大于1时, 交通阻塞，交通需求: 取决于社会发展、社会活动与管理，交通供给: 取决于交通方式、设施与交通管理；增加服务能力，或降低交通需求，可改善交通。 《道理通行能力分析》长安大学 严宝杰

4. 智能交通运输系统对交通工程学将产生怎样的影响（10）

交通工程学（定义）是研究交通的发生、发展、分布、运行和停驻的规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、运营、管理、安全的理论和方法，以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的关系，使道路交通更安全、高效、快捷、舒适、方便和经济的一门工程技术学科。

ITS是将先进的信息技术、数据通信传输技术、自动控制技术以及计算机处理技术等有效地运用于整个运输管理体系，使人、车、路密切配合，和谐地统一，从而建立起一种在大范围内，全方位发挥作用的实时、准确而高效的运输综合管理系统。它将交通运输也带入了信息时代，从而为目前面临的诸多交通问题，包括交通的拥堵、交通带来的环境污染以及交通事故与行车安全等带来可行解决方案，提高了交通运输效率、增强了交通安全性。（ITS定义）

随着人类社会活动的多样化，经济建设的不断发展，交通运输系统的安全性、效率化以及改善交通环境问题的研究愈变得更加重要。交通工程学正是以探讨交通系统的供求分析；交通设施（高速道路与普通道路、轨道、港口、航空港、客货流联运设施等）的规划与设计；交通运输系统的高效运营与管理；交通安全与交通环境；交通工程经济等的理论与应用问题为中心内容。进入八十年代，电子、计算机、信息和通讯等高新技术取得了突飞猛进的发展，在此基础上智能交通系统(ITS)为代表的新一代交通科学技术方兴未艾，将影响二十一世纪人类的生活。先进的交通信息系统、智能化交通管理系统、先进的公共交通运营与管理系统、智能化车辆控制与安全驾驶支持系统、先进的物流系统、先进的紧急交通救援管理系统等技术的研究与开发，更进一步拓展了交通工程学的研究领域。 5. ｈ，ｈs，Ｖs三者之间的关系（10）

交通流的基本概念：行人流、自行车流、机动车流；交通流具有约束（控制与管理）与自由（交通参与者选择行为）的双重性、车辆/道路及其他交通影响的局限性、时空变化性 交通特征参数：交通流量、交通密度、速度（地点速度、空间速度、时间速度）、车头时距、车头空距。

车头时距h：在同向行驶的一列车队中，两连续车辆的车头到达道路某断面的时间间隔； 车头间距（hs）：在同向行驶的一列车队中，两连续车辆车头间的距离； 车头时距、空距皆具动态性

车头间距hs、车头时距h、以及速度之间的关系为

hs?V3.6h

2001年交通工程

1. 排队论交通流模型的理论模型介绍（5）周商吾老师的教材（以下简称周）P75

ITS是在关键的交通流理论模型的研究前提下，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用，并且实时、准确、高效的交通管理系统。交通流理论模型是一门运用物理学和数学工具描述交通特性的科学。目前，交通流理论呈现百家争鸣的局面，既有考虑总体流动特性的宏观模型，也有考虑单一车辆行为的微观模型。研究的方法包括跟驰模型、动力学模型、动力论方法及元胞自动机方法等。研究的方法包括跟驰模型、动力学模型、动力论方法及元胞自动机方法 【1】基本概念

“排队”单指等待服务的，不包括正在被服务的，而“排队系统”既包括了等待服务的，又包括正在被服务的车辆。

【2】排队系统的3个组成部分：

（1）输入过程 即各种类型的“顾客（车辆或行人）”按怎样的规律到达。有各式各样的输入过程：定长输入：顾客等时距到达。泊松分布：顾客到达时距符合负指数分布。这种输入过程最容易处理，因而应用广泛。爱尔朗输入：顾客到达时距符合爱布朗分布。 （2）排队规则 指到达的顾客按怎样的次序接受服务。例如：1损失制：指顾客到达时，若所有服务台均被占，该顾客就自动消失，永不再来。2等待制：顾客到达时，若所有服务台均被占，他们就排成队伍，等待服务，服务次序有先到先服务（最通常的情况）和优先权服务（如急救车、消防车）等多种规则。

3混和制：顾客到达时，若队伍长小于L。就排入队伍；若队伍长等于L，顾客就离去，永不再来。

（3）服务方式 指同一时刻有多少服务台可接纳顾客，每一顾客服务了多长时间。每次服务可以接待单个顾客，也可以成批接待，例如公共汽车一次就装载大批乘客。 服务时间的分布有以下几种：1.定长分布：每一顾客的服务时间都相等； 2 负指数分布 即各顾客的服务时间相互独立，服从相同的负指数分布；3 爱尔朗分布：即各顾客的服务时间相互独立，具有相同的爱尔朗分布。

为叙述方便，引入下列符号：令M代表泊松输入或负指数分布服务； D代表定长输入或定长服务；Ek代表爱尔朗分布的输入或服务。于是泊松输入、负指数分布服务，N个服务台的排队系统可以写成M/M/N，泊松输入定长服务、单个服务台的系统就可以写成M/D/1。同样可以理解M/Ek/N、D/M/.N。。。等符合的含义。如果不附其它说明，则这种符号一般都指先到先服务，单个服务的等待制系统。

【3】排队系统的主要数量指标

（1）等待时间 即从顾客到达时起到他开始接受服务时止这段时间。 （2）忙期 即服务台连续繁忙的时期，这关系到服务台的工作强度。

（3）队长 有排队顾客数与排队系统中顾客之分，这是排队系统提供的服务水平的一种衡量。

2. 四阶段法分为哪几个阶段，各自得功能是什么（15）周P109-120，《交通工程总论》P133

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