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圖書簡介

　　第一章　緒論
　　第一節(jié) 交通工程學(xué)的定義
交通是人、車、物和信息在兩地之間的往來、傳遞和輸送的總稱。它是隨著人們生產(chǎn)和生活活動所引起的信息交往和客貨流通的需要而必然產(chǎn)生的事物，而且隨著人類社會生產(chǎn)發(fā)展而不斷地發(fā)展。現(xiàn)代交通是由道路（含公路與城市道路）、鐵路、水路、航空和管道五種主要運(yùn)輸方式所構(gòu)成。利用道路作為交通方式的，稱為道路交通。道路交通工程學(xué)是研究公路與城市道路交通的一門學(xué)科，常簡稱為交通工程學(xué)。
交通工程學(xué)是一門正在發(fā)展中的新興邊緣學(xué)科，世界上對其定義有多種，現(xiàn)僅將具代表性的幾種定義闡述如下。
早在20世紀(jì)40年代，美國交通工程師協(xié)會對交通工程學(xué)的定義為：交通工程學(xué)是研究道路規(guī)劃、幾何設(shè)計與交通管理，研究路網(wǎng)、車站以及與之相鄰接的土地等同交通方式的關(guān)系，使人和物的運(yùn)輸達(dá)到安全、有效和便利的目的。
著名的澳大利亞交通工程教授布倫敦對交通工程學(xué)的定義為：交通工程學(xué)是關(guān)于交通和旅行的量測科學(xué)，是研究交通流和交通發(fā)生規(guī)律的科學(xué)，為了使人和物安全而有效地移動，把這些科學(xué)知識應(yīng)用于交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計和營運(yùn)的領(lǐng)域。
1983年世界交通工程師協(xié)會會議指南提出的定義為：交通工程學(xué)是運(yùn)輸工程學(xué)的一個分支，它涉及規(guī)劃、幾何設(shè)計、交通管理和道路網(wǎng)、終點(diǎn)毗連用地與其他運(yùn)輸方式的關(guān)系。
由上述可見，交通工程學(xué)是一門研究道路交通問題的邊緣學(xué)科。它研究道路交通各基本要素相互之間的時間和空間關(guān)系，使之獲得最佳配合，從而達(dá)到安全、通暢、經(jīng)濟(jì)、舒適和低公害，充分發(fā)揮交通效能。其主要研究的內(nèi)容是：交通流特性及其理論、交通規(guī)劃、交通設(shè)計、交通安全、交通管理與控制等。
交通工程學(xué)不同于一般的工程學(xué)，它是一種由自然科學(xué)和社會科學(xué)相互滲透、相互交叉的多種相關(guān)學(xué)科組成的邊緣科學(xué)。它所研究的內(nèi)容，不僅與車、路、環(huán)境等的工程因素有關(guān)，而且與人的生理、心理因素有關(guān)，還與社會、經(jīng)濟(jì)、政治的因素有關(guān)。在研究的過程中，既要以靜態(tài)的觀點(diǎn)研究道路工程技術(shù)、車輛構(gòu)造及其技術(shù)特性等問題，還要用動態(tài)的觀點(diǎn)，以交通流為中心，綜合地研究交通體系中的人、車、路三大要素在交通流中的特性，以及三者在交通這個動態(tài)環(huán)境中的作用與相互關(guān)系。
交通工程學(xué)不僅是把道路工程學(xué)、汽車工程學(xué)、運(yùn)輸工程學(xué)和環(huán)境工程學(xué)綜合在一個交通系統(tǒng)中，去探討如何發(fā)揮交通的最大效能，它還涉及城市規(guī)劃學(xué)、國土學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、電子工程、電子計算機(jī)、自動控制等學(xué)科。由于交通工程學(xué)的內(nèi)容涉及以下五個方面：法規(guī)（Enforcement）、教育（Education）、工程（Engineering）、環(huán)境（Environment）、能源（Energy），所以人們直觀地把交通工程稱為“五E”科學(xué)。
我國的交通工程專家們提出過不同的定義，迄今為止尚未形成統(tǒng)一的意見。我國《交通工程手冊》給出的交通工程學(xué)的定義為：交通工程學(xué)是研究道路交通中人、車、路、環(huán)境之間的關(guān)系，探討道路交通規(guī)律，建立交通規(guī)劃、設(shè)計、控制和管理的理論方法，以及有關(guān)的設(shè)施、裝備、法律和法規(guī)等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適的一門技術(shù)科學(xué)。•第二節(jié) 交通工程學(xué)科的研究范圍與特點(diǎn)交通工程學(xué)作為一門新興學(xué)科，發(fā)展至今其內(nèi)容已經(jīng)很豐富了，主要包括以下內(nèi)容。
一、道路交通中人、車、路的特性
　 1.駕駛員和行人的特性
　駕駛員在道路交通中起著主導(dǎo)作用；行人在我國當(dāng)前交通單元中所占的數(shù)量很大，但他們又是交通事故中的弱者。這兩者的特性是交通流量及流向預(yù)測、交通規(guī)劃、交通設(shè)施設(shè)計、交通管理與控制以及其他交通安全措施等的重要依據(jù)。他們的主要特性有：駕駛員和行人在交通中的心理與生理特性、視覺特性、反應(yīng)特性、駕駛特性及差異特性等。
　 2.車輛的特性
　車輛是道路交通的主要運(yùn)輸工具，車輛擁有量是一個城市或一個地區(qū)交通狀況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此要研究車輛歷年的增長率、人均擁有的車輛數(shù)、車輛的增長與道路發(fā)展的關(guān)系、車輛擁有量的預(yù)測以及如何合理控制車輛擁有量的盲目增長等。
車輛運(yùn)行特性主要包括車輛構(gòu)造特性和在道路上的運(yùn)動特性。動力特性、操縱特性、穩(wěn)定性、通過性與經(jīng)濟(jì)性等，可為道路設(shè)計、交通設(shè)施的設(shè)計與安置，以及交通管制、交通安全、交通環(huán)境保護(hù)等提供基本依據(jù)。
　 3.道路的特性
　道路是交通的基礎(chǔ)，各種道路的幾何線形、視距、路幅的布設(shè)，各種幾何尺寸，路面狀況等給交通流特性、道路通行能力、交通安全、交通管理等提供基本參數(shù)。
　 4.道路交通環(huán)境
　道路交通環(huán)境的存在是車輛運(yùn)行的客觀依托，其質(zhì)量如何，直接影響到道路交通的安全與通暢與否。反之，當(dāng)交通環(huán)境受到交通污染，又將危及交通的正常運(yùn)行。
　　5.交通流特性
　 交通流是交通工程研究的中心，其時問、空間特性可通過基本參數(shù)表征，能體現(xiàn)其基本特性的參數(shù)為交通量、車速、密度。交通調(diào)查中除對這三項基本參數(shù)進(jìn)行調(diào)查外，還包括對交叉口和路段通行能力的調(diào)查，延誤調(diào)查，人流、車流、貨流的起訖點(diǎn)調(diào)查，交通安全調(diào)查等。通過調(diào)查所收集到的實(shí)際資料，是交通規(guī)劃、交通管制、交通安全措施等的基礎(chǔ)資料。
二、交通調(diào)杏
交通調(diào)查是開展交通工程研究的基礎(chǔ)工作，主要調(diào)查項目有：交通量、車速和車流密度調(diào)查；行車時間和延誤調(diào)查；通行能力調(diào)查；交通事故調(diào)查；交通環(huán)境調(diào)查等。對于上述調(diào)查項目如何取樣、如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的整理都是交通工程學(xué)的研究問題。
　　三、交通流理論
交通流理論是對各種不同密度的交通流狀態(tài)的基本參數(shù)間的關(guān)系，運(yùn)用宏觀與微觀的方法，進(jìn)行研究所獲得的基本特性及其規(guī)律與模型。目前，已經(jīng)發(fā)展相對成熟的交通流理論研究方法，大體可概括為概率統(tǒng)計分布方法和排隊論、跟馳理論與流體力學(xué)模擬理論的方法。近幾年，隨著人們對人工智能方法認(rèn)識的進(jìn)一步深入，交通工程領(lǐng)域也對其進(jìn)行了相關(guān)研究。
四、道路通行能力
道路通行能力是指各種道路的路段及其各式交叉口在各種情況下，所能通過車輛的數(shù)量，即道路的容量。這是用以度量道路疏導(dǎo)車輛能力的一項定量指標(biāo)，是作為交通規(guī)劃、道路規(guī)劃與設(shè)計和交通管制的重要依據(jù)。
　　五、交通規(guī)劃
　　交通規(guī)劃研究交通發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地利用、人口發(fā)展之間的關(guān)系，提出道路交通與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)或促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的統(tǒng)籌部署，即在確定規(guī)劃期限、目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)交通調(diào)查、分析和預(yù)測以及社會經(jīng)濟(jì)效益估價等，制訂交通結(jié)構(gòu)與道路網(wǎng)規(guī)劃。它是區(qū)域城市總體規(guī)劃的重要組成部分，是道路網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)。交通規(guī)劃的基礎(chǔ)是地區(qū)或城市的總體規(guī)劃及其土地利用和人口發(fā)展規(guī)劃等。交通規(guī)劃的程序是從現(xiàn)狀交通出行調(diào)查和經(jīng)濟(jì)調(diào)查人手，預(yù)測規(guī)劃年的出行分布、交通方式劃分和交通量在路段上的分配，然后做出對規(guī)劃的評價，提出實(shí)施方案。
　　六、交通管理與控制
交通管理與控制的研究，是根據(jù)交通工程學(xué)的原理，運(yùn)用科學(xué)的方法與手段，采取技術(shù)、行政和法制等措施，探求如何合理地引導(dǎo)、組織和限制交通流，以達(dá)到交通的安全、快速，暢通和低公害的目的。現(xiàn)在常用的辦法有：設(shè)置各種標(biāo)志與信號，包括對一個交叉口或危險地段的“點(diǎn)控”、對一條路線的“線控”和對某個區(qū)域或城市的“面控”。此外還常采用渠化交通、單向交通等辦法；在行政管理方面有錯時上下班、限制車輛的流向等；在法制管理方面有加強(qiáng)對駕
駛員的管理和對車輛的檢驗等。交通管理與控制的目的是在現(xiàn)有的道路條件下，使各交通要素達(dá)到協(xié)調(diào)一致，從而保障交通的安全、暢通與低公害。
七、交通安全
在全世界范圍內(nèi)，交通事故都是一個嚴(yán)重的問題。2006年我國共發(fā)生道路交通事故378781起，共造成76 350人死亡，431 139人受傷，直接財產(chǎn)損失達(dá)14.9億元。因此，研究和掌握交通事故在時間與空間的分布規(guī)律，分析產(chǎn)生事故的各種原因，建立安全度評價指標(biāo)體系，宏觀地預(yù)測未來交通安全狀況，對保證交通安全極為重要。交通安全研究就要提出如何減少或避免交通事故，增強(qiáng)交通安全的對策或措施。
　　八、交通工程設(shè)計
交通工程設(shè)計研究道路與交叉15的交通設(shè)計，如高速干道的交通檢測、交通管理設(shè)施和交通安全構(gòu)筑物設(shè)計，停車場、停車站、收費(fèi)系統(tǒng)等交通設(shè)施的設(shè)計，道路交通通信及用電系統(tǒng)的設(shè)計等。
　　第三節(jié) 道路交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展
人和物在道路上的移動構(gòu)成了道路交通，它是人類最早使用、與人們生活關(guān)系最密切的一種交通方式。最初人們只是修建簡易道路供人、畜以及畜力車通行，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的運(yùn)用越來越廣泛，出現(xiàn)了一些交通問題，便開始了有關(guān)道路交通問題的研究。1926年美國哈佛大學(xué)率先設(shè)立交通工程專業(yè)，培養(yǎng)專門的交通工程人才。1930年美國成立了交通工程師協(xié)會，這成為世界上交通工程學(xué)誕生的重要標(biāo)志。
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