道路交通工程系统分析方法篇（1）

关键词：交通安全 影响因素 灰色关联度

1、引言

随着社会经济的快速发展，人民生活品质的不断提高，机动车保有量的迅速增加，道路交通安全问题也随之日益突出，成为影响地区交通、制约地区发展的重要因素。2008年4月30日中共中央政治局委员、国务院副总理张德江在全国道路交通安全工作部联席会议上讲话时强调，必须充分认识做好道路交通安全工作的极端重要性，坚持以人为本，坚持安全发展，更加注意制度建设、科学管理、综合治理、政策指导，尽职尽责，扎实工作，努力开创道路交通安全工作新局面。据统计，重庆市2011年共发生道路交通事故5729起，造成985人死亡、8528人受伤，直接经济损失达1364万元。因此，有必要对造成交通事故发生的因素进行合理分析，找出影响交通安全态势的主要因素，从而科学地分析道路交通安全现状与发展趋势，有效地引导交通安全工作的开展。

2、现有因素分析方法的局限性

现有的因素分析方法主要有：数理统计中的回归分析、方差分析、主成分分析等[1-4]。这些方法比较适用于数据容易获取、样本容量大的问题。但是，在针对道路交通安全影响因素进行分析时，统计数据和分析方法本身都存在一定的局限性。

（1）由于我国关于交通安全的统计数据十分有限，且现有数据灰度较大，加之人为因素，许多数据起伏不定，不具有典型的分布规律；（2）分析方法难以实现一些定性因素的定量化；（3）当数据量少时，很难发现统计规律，因此需要大量的数据统计；（4）要求统计数据样本服从某个典型的概率分布（如正态分布、泊松分布、威布尔分布等）；（5）要求各因素数据与系统特征数据之间呈线性关系且各因素之间彼此无关，这对大多数统计问题都难以满足；（6）可能出现量化结果与定性分析结果不符的现象，导致系统的关系和规律遭到歪曲和颠倒。

3、灰色关联度分析方法

根据灰色理论的基本观点，道路交通系统可以作为一个抽象系统，由于它没有物理原型，很难确定影响系统的全部因素，更难确定因素之间的映射关系。因此，可将道路交通系统视为本征性灰色系统。道路交通事故存在于道路交通系统中，事故的发生与众多因素互相关联和制约，但又很难找出影响事故发生的全部因素，也就是说，影响事故发生的信息不明确，不完全。同时，在多种因素中必然有的对事故影响程度大，有的影响程度小。灰色理论所研究的正是这种外延明确、内涵不明确的对象。灰色关联理论提出了系统的关联度分析方法，它是根据因素之间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间关联程度的方法。

同时，灰色关联分析方法弥补了采用数理统计方法作系统分析时存在的不足，它对样本量的大小和样本统计数据有无规律都同样适用，而且计算量小，计算简便，也不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况[5]-[6]。

关于灰色关联度的具体计算方法与步骤刘兆惠在文献[8]作了详细的介绍，本文不再赘述。

4、重庆市道路交通安全影响因素分析

影响交通安全的因素由众多错综复杂、相互联系的定性和定量因素组成，概括起来可以分为微观因素（道路交通系统因素，即人、车、路）和宏观因素（即系统环境）[7]。依据道路交通安全影响因素指标的选择原则，确定重庆市道路交通安全的人口、车辆、道路及社会环境影响因素序列，具体包括城镇总人口数、农村总人口数、机动车驾驶员数、机动车保有量、客运车辆数、货运车辆数、公路里程、人均GDP和GDP年增长率等。以重庆市2007-2011年相关统计数据为分析基础，如表1。

利用文献[8]公式（1）—（3）计算各关联序列的关联度为：

从表3可以看出，所选的9个影响因素与当量事故数的关联程度都比较大，说明重庆市道路交通安全与这些因素都有较强的相关性。其中，与当量事故数的关联程度最大的是农村总人口数，为0.895；关联程度最小的是机动车保有量，为0.532。

为了更加明确的反映重庆市道路交通安全的主要、次要因素，根据关联度的大小，将影响因素分为四个等级，分别为重要影响因素，其关联度不小于0.85；显著影响因素，其关联度为0.75～0.85；一般影响因素，其关联度为0.65～0.75；轻微影响因素，其关联度小于0.65，结果如下表所示[8]。

5、结论

（1）与回归分析、方差分析、主成分分析等传统的分析方法相比，灰色关联度理论更加适用于分析道路交通系统这种外延明确、内涵不明确的对象，并且该方法的计算量小，计算简便，分析结果准确。

（2）道路交通安全影响因素众多，利用灰色关联度理论可以在这些因素中找出主要因素和次要因素，并发现它们对道路交通安全趋势的影响。

（3）结合重庆市2007-2011年的相关统计数据，通过灰色关联度分析，得到重庆市道路交通安全影响因素与当量事故数的关联度大小，并由此划分主要因素包括农村总人口数、城镇总人口数公路里程、GDP增长率；次要因素包括客运车辆数、人均GDP、机动车驾驶员数、机动车保有量、货运车辆数。所得结果与实际情况比较吻合。

参考文献：

[1]王学民.主成分分析因子分析应用中值得注意的问题[J].统计与决策，2007，239（6）.

[2]夏立明，王亦虹.基于因素重构分析法和主成分分析法的企业安全文化评价模型[J].中国安全科学学报，2007，17（12）.

[3]潘 洁.多元统计分析在分析物价变动主因中的应用[J].数理统计与管理，1997，16（2）.

[4]杨宇音，赵雅明，曲立敏.因子分析法在大学生综合排名中的应用[J].贵州工业大学学报：自然科学版，2005，34（1）.

[5]刘思峰，党耀国，万志耕等.灰色系统理论及其应用[M].北京：科学出版社，2004（第三版）.

道路交通工程系统分析方法篇（2）

一、我国城市道路交通安全的状况及其影响因素的概述

自改革开放特别是进入21世纪以来我国城市化进程不断加快，截至到2010年我国市区人口超过100万的城市数量超过了78个，超过1000万的城市达到了7个，城市化水平接近50%。城市的快速兴起和不断集中的人口规模对于城市道路交通安全带来了非常大的压力，城市机动车保有量的不断攀升以及大量的交通事故伤亡人数都在预示着城市交通状况的潜在隐患。据一份2000-2010年关于城市交通伤亡人数的调查统计资料显示，该期间的交通事故数量呈现不断攀升的趋势，死亡受伤人数以及直接经济损失也在不断升高。

影响城市道路交通安全的因素很多，综合起来可以分为两大类，一类是直接原因，一类是间接原因。直接原因方面主要包括的因素有：交通参与者的失误，车辆机械故障，道路状况不佳等，而产生这些问题的原因多是有相关的交通安全教育培训、规章制度、组织管理和交通环境的缺失而引起的；间接原因方面主要包括的因素有：车辆缺乏基本的检查维护和保养，道路及其辅助设施缺乏养护，交通环境的综合治理力度不够以及车辆安全行驶制度落实不力等。

二、城市道路交通安全的基本构成因素及其特性分析

整体上来说，城市道路交通安全的基本构成因素包括三个方面，即人、车、路。人包括驾驶员、行人、乘客和居民，车包括客车货车和非机动车，路包括公路、城市道路、出入口道路及相关设施。下面着重分析驾驶员、机动车和城市道路的交通特性。

驾驶员的交通特性方面，驾驶员在车辆行驶中通过各种感官来获取交通信息，其对于信息处理的状况直接影响到交通的安全状况，其可靠性取决于其技术熟练程度、个性与感受交通信息的特性以及在动态环境中的应变能力。具体的可以通过下面几个方面进行衡量和检测，即驾驶员的视觉特性、反应特性和性格倾向。驾驶员的性格特征与其在道路上的驾驶特征和表现密切相关，外向型驾驶员和内向型驾驶员其在行车过程中的特征及紧急情况下的处理应变能力等都对城市道路的交通安全起着重要影响。影响驾驶员反应时间的主要因素包括注意力、内在素质涵养、情绪、成熟性、性别年龄、刺激信息量及强度以及交通环境状态。另外驾驶员的视野与其自身的运动速度相关，运动速度越快注视点就会前移，视野也随之变低。

机动车的交通特性方面，机动车的性能和特征在道路交通安全中有着重要作用，具体地说有下列属性和参数影响着机动车的交通特性，即车辆尺寸、动力性能、制动性能。机动车的尺寸与道路参数设计、驾驶员的操作和交通工程有着十分密切的关系。机动车的动力性能通常包括其最高车速、单位时间的加速度和爬坡能力等属性，机动车的加速度是车辆速度变化量与单位时间段的比值，其对于车辆的灵活性和驾驭能力以及及时地躲闪各种可能引起交通事故的路况有着重要影响；机动车的制动性能是指其在运行过程中能够迅速地变化速度且能够保持车辆行驶的稳定性，它可以分为停车制动和驻车制动两个方面，是机动车安全运行的重要保障，其衡量指标一般采用制动效能、制动效能的恒定性和制动时方向稳定性来进行衡量。

城市道路的交通特性方面，城市道路是交通安全的基本保障，是交通的基础和支撑物，城市道路的交通特性可以从下面几个方面进行分析和衡量，即道路的平面线形、行车视距、路面和横断面的构成等。城市道路的直线长度由于多种交叉口和城市瓶颈口的交接等因素其直线长度设计不应该太短，城市道路的圆曲线设计应该充分考虑机动车的离心力，其半径设计可以采用极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径等三种形式。另外道路的纵断面线形和纵坡的设计应该注重竖曲线的设计，为了保证驾驶员视距和减轻离心力作用而专门设计的纵坡折现称为竖曲线。

三、加强和提高城市道路交通安全的建议和对策分析

根据我国城市道路交通安全状况及其影响因素的概述，在分析了城市道路交通安全的基本构成因素及其特性的基础上，结合笔者在城市道路施工多年的管理经验，特别是对我省城市道路交通安全的大量案例的综合分析，从其导致的几个基本原因和影响因素即从技术原因、管理原因和教育原因等三个方面提出全面加强和应对城市道路交通安全的建议和对策。

第一，加强和提高城市道路交通安全中的工程技术方面的对策。城市道路交通安全中为了预防和减少交通事故的发生，从工程技术的角度分析其应该加强和重视道路框架设计及其附属配套设施、道路交通运输工具及其附属设备及相关的设备维修养护方面的问题，在制定具体的工程技术解决方案中，首要的问题是分析和识别系统方案所隐藏的危险因素和不确定性，并就不确定性提出应急预案，通过调查研究和实验，有针对性有系列地提出控制消除危险因素和潜在不确定性因素的工程技术方案和具体应对措施对策。将城市道路交通中的各种对象采取合理的隔离措施和系统解决办法，以和谐城市和宜居城市为基本理念将交通、旅游、休闲、生活、商业等各种因素最优化地融入到设计方案之中，从而更体现出城市道路交通系统中的人性化因素。

第二，加强和提高城市道路交通安全中的法制管理方面的对策。法制管理对于城市道路的交通安全有着重要的规则化制约意义，科学严格的交通安全规程可以告诉每一个城市交通的参与者该做什么，不该做什么，从而最大限度地消除了人的不安全行为和物的不安全状态。交通法规行政条例的贯彻实施需要严密的组织结构和健全的规章制度予以保障，依靠这种强化管理可以及时地发现管理中的缺陷和隐患因素。值得一提的是目前在交通安全管理方面，重车轻人有违以人为本理念的地方特别突出，另外一些交通安全立法方面的缺失也使得相关的管理中缺乏法律的依据和凭证，比如对于车辆驾驶人的身心素质检查尚未得到法律层面的确认。

第三，加强和提高城市道路交通安全中的教育培训方面的对策。城市道路中参与者人的交通意识和态度以及技能方法对于确保交通安全预防相关交通事故有着十分重要的作用。因此要提高城市道路交通中人的交通意识和交通素质技能，培训的内容包括交通法制、安全知识、交通安全技能和交通安全态度，交通安全培训要充分利用社会、单位和个人三个方面的积极性，有重点多层次有计划地全面展开。

四、城市道路交通安全管理的GIS系统和相关评价体系

GIS即Geographic Information System，也就是地理信息系统，目前已经得到成熟的应用和推广，在各行各业提供着强大的空间地理信息分析功能。GIS系统一般由下面几个模块和子系统构成，即空间数据获取和处理子系统，数据存储和数据库关系系统子模块，数据转换系统子模块，数据查询系统子模块，数据输出系统子模块，这几大模块的配合和协同工作赋予了GIS系统对于空间数据信息的强大综合分析处理能力。

近年来在城市交通安全管理中GIS系统的应用有效地降低了城市道路交通安全事故的发生率。GIS系统对于城市道路交通的贡献主要体现在两个方面，一是提供了强大的信息数据管理分析功能，二是为车辆驾驶员提供了路径选择以及事故信息分析的统计管理功能，建立在GIS技术上的城市道路交通安全系统可以通过GPS系统、路况监视摄像头和其他监控终端实现对于道路动态信息的实时获取。当有交通事故发生的时候，GIS可以帮助相关事故分析管理者可视化地客观地描述事故发生的地点和过程，并精确地在电子地图上进行定位，然后帮助分析者分析和估计此次交通事故的影响范围，同时对于事故中的相关信息诸如碰撞时间、正面碰撞或侧面碰撞、严重程度以及车辆行车车道情况进行自动化存储和分析。因此通过GIS系统同时辅之以机动车辆自身配载的电子通信设备以及交通信号灯等设施可以对进入或处于危险状态的车辆和行人发出预警和通知，从而最大限度地减少交通事故的发生。

城市道路交通安全评价指标体系是用来衡量和指导一个城市改善交通质量的重要手段，目前在这个领域一般采用道路安全当量事故指标层次分析法来进行相关的测量和评估，通过这种方法为城市每条道路建立一个危险度表，从而为城市交通安全管理的相关据测提供一个基本依据。这个方法的基本做法是对城市道路交通中各项事故指标和参数进行分析研究，勾画出城市交通安全事故的综合评价指标系统，并进而对每条道路每隔一定的长度计算出其危险程度系数表，从而为分析交通事故的规律特征准备数据以便在必要的方位设置相关的警示标语和提示语。建立健全具有科学性和操作性的城市道路交通安全评价指标体系，必须遵循以下几个原则，一是清晰明确地廓清城市交通道路安全的交通设施建设状况、道路交通安全管理体系运行状况以及道路交通安全的相关保障体系建设情况，二是对道路条件、控制管理设施以及道路环境进行科学准确的评价并建立其相关的动态评价指标，三是对于各评价指标要根据分层级的基本思想对于其权重和重要性程度运用多级模糊综合评价模型进行系统分析，从而来区别和划分出每条道路的交通安全等级。

五、总结

随着和谐城市建设目标的提出，城市道路交通的和谐和安全成为衡量一个城市总体文明程度的重要指标。构成和影响城市道路交通安全的因素比较多，并且有些因素是短时间内无法改变和消除的，但是新的道路交通管理安全技术和方法也赋予了加强和提高城市道路交通安全系数和管理水平必要的技术手段。本文重点对影响城市道路交通安全的因素进行了分析，并就GIS地理信息系统在城市道路交通安全中的应用及解决方案进行了分析和阐述，最后提出了城市道路交通安全的评价指标和体系。

参考文献

[1] 管满泉.从道路因素分析交通拥堵的成因和对策[J]. 道路交通与安全. 2009(03)

[2] 王文涛,张启义.对城市交通安全畅通问题的几点思考[J]. 交通标准化. 2008(01)

道路交通工程系统分析方法篇（3）

0.引言

随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，如何解决城市交通问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。

1995年的《北京宣言：中国城市交通发展战略》为中国城市交通的发展指明了方向：交通的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。而这样的战略目标只有通过政策法规和严格的管理才有可能实现。

为了保证城市交通合理、有序的可持续性发展，就必须从城市交通系统的内在机制及其与外部环境条件之间的相互作用关系出发来进行合理的交通管理规划。具体而言，应从城市结构与土地利用、城市交通结构、城市交通网络的完善与充分利用三个层次，从供给和需求量方面解决问题。因此，道路交通管理工作是城市总体规划中重要的环节，制定城市道路交通管理规划也就显得十分必要而迫切。而城市道路交通管理规划的编制与实施，有利于提高我国城市整体管理与文明水平，适应国民经济和整个社会可持续发展。

有鉴于此，全国城市“畅通工程”实施和检查评估中要求各被检查城市必须进行城市交通管理规划。其主要评价内容包括道路交通流特性调查、现状分析与问题诊断、交通需求分析计算、交通管理方案（含交通需求管理措施、交通组织方案优化）分析评价、通过专家论证及政府实施等。

1.道路交通管理规划现状

西方国家城市交通系统发展经历了两个阶段，即建设阶段：二战后至二十世纪70年代；管理阶段：二十世纪80年代至现在。重点在公共交通系统、小汽车发展、单项交通、交通信号控制以及道路的有效利用等多方面进行交通管理规划。

目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。

随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”。

取得成绩的同时，我们还要清楚地认识到，目前我国城市交通管理总体水平与畅通工程要求还有一定差距。在2000年全国“畅通工程”工作组检查的138个城市中，42个城市的交通管理规划工作只达到畅通工程11项要求中的5项要求，20个城市仅满足4项要求。由此可见，我国在城市交通管理规划方面远远滞后于现代道路交通发展的要求。

城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%～90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用科学的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。

为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨工业大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学研究所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。

2.道路交通管理规划基本内容与方法

2.1道路交通管理规划的目的>

道路交通管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等问题。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和经济上的巨大损失。

2.2道路交通管理规划的基本内容

道路交通管理规划的工作内容主要包括：

（1）城市道路交通现状调查

应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通网络结构及道路几何要素资料、历史道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。

（2）现状分析与问题的诊断

从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及现代化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传教育等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。

（3）城市交通需求分析

通过交通需求模型的建立和计算（具体模型及方法将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。

（4）城市交通管理方案的制定

一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先发展策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。

（5）城市交通管理方案的评价

通过方案评价，分析交通管理措施是如何影响交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。

交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。

2.3道路交通管理规划的层次

可分为三个层次（如图1所示）。三个规划层次的效果是不一样的，层次越高，其规划效果越大。

图1交通管理规划的层次

宏观交通发展战略规划的目的是制定城市交通发展政策，影响、优化交通结构。优化城市交通结构的本质是优化城市道路资源的利用，它通过交通政策的引导来实现，而政策的实施需要强有力的保证体系。

道路交通网络的组织规划的目的是在城市交通网络已建成的情况下，通过实施各种技术措施，平衡整个交通网络的交通流量，均衡交通分布，提高运输效率，使这个交通网络发挥最大的效用。如通过实施单行线、专用线、诱导系统、绿波、特殊运输线路、转向限制等措施的综合运用，使交通网络的时间资源、空间资源得到优化利用。

重点交叉口、路段的交通管理方案设计是交通管理最基础的工作，也是解决近期局部交通问题最简捷的手段。具体措施有：交叉口渠化、信号灯配时优化设计、转向控制、路段机非分隔、车道划分、港湾式公交停靠站设计、停车管理、设“严管街”等。

2.4道路交通管理规划操作过程

管理规划过程的核心是管理方案设计及方案评价。方案的设计是在掌握现状交通信息，分析出其存在问题，并预知未来交通需求的基础上进行的；方案评价过程是对未来交通运行情况的模拟过程，它是建立在掌握现状及未来交通信息基础上的。交通管理规划的基本过程如图2示。

图2交通管理规划的基本过程

3.交通需求模型的建立及发展预测

交通需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行分析、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。

3.1出行生成预测

居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的方法很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。

居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。

3.2交通分配预测

在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间O-D量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。目前，道路交通管理规划中应用较广泛的交通分配是随机用户平衡模型(StochasticUserEquilibrium)。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代计算，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。

3.3停车需求预测

世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入研究，由于各国国情不同、城市发展形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通影响分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。

（1）静态交通发生率模型

根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：

Pij=∑aiLij（i=1，……，mj=1，……，n）（1）

式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。

对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：

式中参数意义同前。

（2）交通量-停车需求模型

通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。

模型表达式为：

logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi（3）

式中：Pi为预测年第i交通小区的日停车需求量（标准车次/日）；Vki为预测年第i交通小区的客车日出行吸引量（标准车次/日）；Vhi为预测年第i交通小区的货车日出行吸引量（标准车次/日）；Ao、A1、A2为回归系数。

4.应用实例

4.1哈尔滨市道路交通管理规划

哈尔滨市作为中国东北北部的最大中心城市，素有“东方小巴黎”之美称。经过多年，特别近五年的建设和发展，哈尔滨市的城市交通框架已初具规模，无论是在交通基础设施的建设方面，还是在城市交通管理方面都取得了令人瞩目的重大进展。但在城市交通基础设施规划建设管理的水平及其与交通发展需求的适应性、城市交通管理的科学化等方面尚存在较大差距。为了实现城市交通管理的现代化、满足或合理地适应日益增长的交通需求，系统地进行城市交通管理规划和交通系统建设规划就显得十分必要而迫切。

4.1.1规划内容

（1）城市道路交通现状调查及数据库的建立

为了明确城市交通发展目标、找出城市道路交通存在问题，项目组于2001年6月和2001年8月对哈尔滨市区19个主要路段和56个交叉口进行了调查，获得了大量丰富、翔实的第一手交通流资料，并对有关数据进行了分析、整理，建立了相应的道路交通管理数据库，为后期交通管理规划奠定了坚实的基础。调查内容包括主要路段、交叉口、行人及非机动车、主要交通枢纽、单向交通管理设施、交通标志、标线设置、交通拥堵、事故、交通停车设置及其它监控设施等交通调查。

（2）现状资料分析与问题诊断

在掌握了哈尔滨市道路交通全面资料情况下，重点从城市道路基础设施、城市道路交通状况、城市道路交通管理、交通事故与安全、停车状况、公共交通、交通规划等方面进行了现状分析及问题诊断。

（3）理论研究与模型建立

以TransCAD、VISUM、Transtar等软件为基础，配合交通管理规划方案进行交通流量验算等评价工作，并建立了针对哈尔滨市的一系列交通模型。如选用双约束重力模型进行居民出行分布预测，采用随机用户平衡模型进行交通分配；选用静态交通发生率模型进行停车需求分析，并利用交通量-停车需求模型检验静态交通发生率模型的计算结果。

（4）道路交通管理规划方案拟定与评价

交通管理规划方案主要包括近期交通组织管理规划、ITS发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通监控系统规划、交通管理其它规划等方面内容。针对上述交通管理规划方案，进行系统地分析、讨论和评价。

4.1.2主要成果

本项目成果主要由下述几部分组成：

（1）在大量基础性实地调查数据资料基础上，建立了内容全面、数据翔实的道路交通管理数据库系统。该系统的建立，对哈尔滨市道路交通管理的科学化和信息化将起到积极的推动作用。

（2）采用四阶段法及综合预测法，并利用目前世界上先进的交通规划软件对哈尔滨市交通发展进行预测，进而得到规划年道路网各路段、交叉口的分配交通量，以及公交客流量、停车需求量等交通管理所需要的规划依据资料。

（3）对哈尔滨市现状道路管理设施、交通组织方案、CBD交通管理、公共交通、停车场和加油站、对外交通等存在的问题及交通运行质量进行了深入的分析、评价。同时，开发了城市停车规划地理信息系统UPP-GIS，使停车设施的规划、建设、利用及组织管理更直观、科学、高效。

（4）对哈尔滨市近、远期道路网、主城区二环路以内的路段、交叉口以及CBD区域公交、停车、安全和政策法规等交通管理问题进行了深入研究和规划，提出了各项规划指标及管理、实施建议，并给出了相应的规划图、表及建设项目库。

（5）立足于战略发展的高度，对哈尔滨市智能交通系统及交通信号控制系统进行了近期和远期规划，为哈尔滨市城市交通管理迈入现代化行定了目标和方向。

4.1.3社会经济效益分析

哈尔滨市道路交通管理规划是针对哈尔滨市道路交通管理存在的具体问题而进行的规划项目，该规划实施后将产生巨大的社会效益和经济效益。

（1）社会效益

在短期内改善城市部分区域交通阻塞的现状，降低交通事故的发生率。通过对道路基础设施规划，采用交通信号线控和面控、规划路网结构等手段，增加主要干道道路通行能力，合理控制非机动车车流和行人人流，突出“以人为本”、“公交优先”的政策思想，进行专项公共交通规划，并对哈尔滨市停车管理进行专项规划，避免车辆乱停乱放、节约市区土地占用。上述规划措施可以有效缓解城市行车难、乘车难、停车难和行路难等问题。同时，规划中建议采取减少城市用地占用和对机动车尾气排放超标的汽车进行严格管理等措施，这对城市环境保护具有重要的现实意义。

（2）经济效益

借助先进的管理手段来改善道路交通环境，防止资金的盲目投入和重复建设，从而节约了大量的建设资金。此外，规划的实施将在一定程度上减少交通事故，从而避免人身的意外伤害和车辆物品的意外损失，也就有效地避免交通事故所造成的经济损失。

4.2大庆市道路交通管理规划

4.2.1规划背景与内容

作为享誉世界的石油基地，大庆市在黑龙江省乃至全国具有举足轻重的政治地位和经济地位。经过多年的交通发展，大庆市城市交通框架基本形成。但截至目前，大庆市在道路交通管理系统规划方面还是一个空白。为此，本项目结合大庆市城市布局、交通组成、出行方式、土地利用等具体特点，确定和提出大庆市道路交通管理规划方案。这对于改善大庆市城市道路交通现状，适应未来城市交通发展需要具有重要的指导意义。

按照项目研究工作计划，本项目分十个专题进行，主要包括：城市道路交通管理现状调查分析与问题诊断、城市交通需求分析与预测、近期交通组织管理规划、智能交通系统(ITS)发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通信号控制系统规划、城市道路交通管理其它规划和城市道路交通管理信息系统。

4.2.2规划过程

根据大庆市道路交通现状、发展设想以及城市畅通工程对交通管理规划的要求，综合考虑社会经济发展和区域自然环境等条件，对大庆市道路交通的管理提出近期和远期的规划方案。在规划过程中，充分考虑到大庆市与同等规模城市相比地广人稀、规划发展空间比较大的自身特点，同时，为了使规划方案具有广阔的发展前景，在交通预测中对交通小区的划分、出行产生、吸引量预测方法进行了深入研究，建立了各种出行目的出行吸引与土地利用的基本关系；在道路网络规划方面，按先整体、后局部的规划思想，对市政道路和油田道路进行了具体分析、统筹规划。

4.2.3建议与展望

建议交通主管部门按照本规划中市区近期交通组织管理规划的内容，加强和完善道路交通管理，改进存在问题的路段和交叉通组织形式；在停车、公共交通、智能交通系统、道路交通设施、监控系统和法规政策等领域中逐步落实规划方案。为了实现本规划确定的发展目标，建议尽快开展世纪大道、重要干线道路、交叉口的交通组织、交通控制问题及综合交通管理方案的交通设计工作，提高交通服务质量，最终实现达到模范管理水平的目标。

总体来讲，大庆市道路交通在城市布局、道路网及车辆拥有等方面具有较扎实的基础条件，加上大庆市日趋成熟的现代交通管理技术和管理水平，这一切均表明，大庆市已具备了向现代化城市交通体系迈进的条件。可以相信，随着《大庆市道路交通管理规划》的制订与实施，大庆市的道路交通管理与规划必将走上一个良性循环的轨道。

5.结语

近年来，随着城市“畅通工程”的深入开展，各地城市都在积极进行城市道路交通管理规划编制工作。本文结合我国哈尔滨和大庆这两座具有重要政治、经济意义的东北边陲城市的道路交通管理规划编制与实施情况，全面、系统分析和阐述了城市道路交通管理规划的内容、方法及相应理论模型，并在具体规划实践中，在引进国际先进技术软件基础上，开发了适合我国城市道路交通管理规划的应用软件，建立了道路交通管理数据库系统。这些工作，希望能够对其他同类城市今后的规划工作有所借鉴和帮助。理论与实践表明，城市道路交通管理规划的编制与实施对于改进和加强我国道路交通管理工作必将起到积极的推动作用。

参考文献：

哈尔滨市赴大连等六城市考察团.关于对大连等城市道路交通管理情况的考察报告.交通工程通讯，2000（2）

庄严、罗辑.促进城市交通发展、走城市交通可持续发展之路.交通工程通讯，2000（2）

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王炜、徐吉谦、杨涛、李旭宏.城市交通规划理论及其应用.南京:东南大学出版社,1998.

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ResearchontheMethodologyandItsApplicationforUrbanTrafficManagementandPlanning

PEIYu-longZHANGYa-pingMAji

道路交通工程系统分析方法篇（4）

0.引言

随着我国国民 经济 的快速发展和城市化进程的加快，如何解决城市交通 问题 已经成为城市可持续发展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。

1995年的《北京宣言：中国城市交通发展战略》为中国城市交通的发展指明了方向：交通的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。而这样的战略目标只有通过政策法规和严格的管理才有可能实现。

为了保证城市交通合理、有序的可持续性发展，就必须从城市交通系统的内在机制及其与外部环境条件之间的相互作用关系出发来进行合理的交通管理规划。具体而言，应从城市结构与土地利用、城市交通结构、城市交通 网络 的完善与充分利用三个层次，从供给和需求量方面解决问题。因此，道路交通管理工作是城市总体规划中重要的环节，制定城市道路交通管理规划也就显得十分必要而迫切。而城市道路交通管理规划的编制与实施，有利于提高我国城市整体管理与文明水平，适应国民经济和整个 社会 可持续发展。

有鉴于此，全国城市“畅通工程”实施和检查评估中要求各被检查城市必须进行城市交通管理规划。其主要评价内容包括道路交通流特性调查、现状分析与问题诊断、交通需求分析 计算 、交通管理方案（含交通需求管理措施、交通组织方案优化）分析评价、通过专家论证及政府实施等。

1.道路交通管理规划现状

西方国家城市交通系统发展经历了两个阶段，即建设阶段：二战后至二十世纪70年代；管理阶段：二十世纪80年代至现在。重点在公共交通系统、小汽车发展、单项交通、交通信号控制以及道路的有效利用等多方面进行交通管理规划。

目前 我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。

随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”。

城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%～90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用 科学 的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。

为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨 工业 大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学 研究 所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。

2.道路交通管理规划基本内容与方法

2.1 道路交通管理规划的目的

道路 交通 管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等 问题 。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和 经济 上的巨大损失。

2.2 道路交通管理规划的基本 内容

道路交通管理规划的工作内容主要包括：

（1）城市道路交通现状调查

应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通 网络 结构及道路几何要素资料、 历史 道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。

（2）现状 分析 与问题的诊断

从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及 现代 化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传 教育 等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。

（3）城市交通需求分析

通过交通需求模型的建立和 计算 （具体模型及 方法 将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。

（4）城市交通管理方案的制定

一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先 发展 策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。

（5）城市交通管理方案的评价

通过方案评价，分析交通管理措施是如何 影响 交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。

交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。

2.3 道路交通管理规划的层次

可分为三个层次（如图1所示）。三个规划层次的效果是不一样的，层次越高，其规划效果越大。

图1 交通管理规划的层次

宏观交通发展战略规划的目的是制定城市交通发展政策，影响、优化交通结构。优化城市交通结构的本质是优化城市道路资源的利用，它通过交通政策的引导来实现，而政策的实施需要强有力的保证体系。

道路交通网络的组织规划的目的是在城市交通网络已建成的情况下，通过实施各种技术措施，平衡整个交通网络的交通流量，均衡交通分布，提高运输效率，使这个交通网络发挥最大的效用。如通过实施单行线、专用线、诱导系统、绿波、特殊运输线路、转向限制等措施的综合运用，使交通网络的时间资源、空间资源得到优化利用。

重点交叉口、路段的交通管理方案设计是交通管理最基础的工作，也是解决近期局部交通问题最简捷的手段。具体措施有：交叉口渠化、信号灯配时优化设计、转向控制、路段机非分隔、车道划分、港湾式公交停靠站设计、停车管理、设“严管街”等。

2.4 道路交通管理规划操作过程

管理规划过程的核心是管理方案设计及方案评价。方案的设计是在掌握现状交通信息，分析出其存在问题，并预知未来交通需求的基础上进行的；方案评价过程是对未来交通运行情况的模拟过程，它是建立在掌握现状及未来交通信息基础上的。交通管理规划的基本过程如图2示。

图2 交通管理规划的基本过程

3.交通需求模型的建立及发展预测

交通 需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行 分析 、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。

3.1 出行生成预测

居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、 社会 经济 特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的 方法 很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。

居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。

3.2 交通分配预测

在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间O-D量分配到具体的交通 网络 上。通过交通分配所获得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。 目前 ，道路交通管理规划中 应用 较广泛的交通分配是随机用户平衡模型(Stochastic User Equilibrium)。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代 计算 ，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。

3.3 停车需求预测

世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入 研究 ，由于各国国情不同、城市 发展 形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通 影响 分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。

（1）静态交通发生率模型

根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：

Pij=∑aiLij （i=1，……，m j=1，……，n） （1）

式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai 为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。

对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：

式中参数意义同前。

（2）交通量-停车需求模型

通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。

模型表达式为：

4.应用实例

4.1 哈尔滨市道路交通管理规划

哈尔滨市作为 中国 东北北部的最大中心城市，素有“东方小巴黎”之美称。经过多年，特别近五年的建设和发展，哈尔滨市的城市交通框架已初具规模，无论是在交通基础设施的建设方面，还是在城市交通管理方面都取得了令人瞩目的重大进展。但在城市交通基础设施规划建设管理的水平及其与交通发展需求的适应性、城市交通管理的 科学 化等方面尚存在较大差距。为了实现城市交通管理的 现代 化、满足或合理地适应日益增长的交通需求，系统地进行城市交通管理规划和交通系统建设规划就显得十分必要而迫切。

4.1.1 规划 内容

（1）城市道路 交通 现状调查及数据库的建立

（2）现状资料分析与问题诊断

在掌握了哈尔滨市道路交通全面资料情况下，重点从城市道路基础设施、城市道路交通状况、城市道路交通管理、交通事故与安全、停车状况、公共交通、交通规划等方面进行了现状分析及问题诊断。

（3） 理论 研究 与模型建立

以TransCAD、VISUM、Transtar等软件为基础，配合交通管理规划方案进行交通流量验算等评价工作，并建立了针对哈尔滨市的一系列交通模型。如选用双约束重力模型进行居民出行分布预测，采用随机用户平衡模型进行交通分配；选用静态交通发生率模型进行停车需求分析，并利用交通量-停车需求模型检验静态交通发生率模型的 计算 结果。

（4）道路交通管理规划方案拟定与评价

交通管理规划方案主要包括近期交通组织管理规划、ITS发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通监控系统规划、交通管理其它规划等方面内容。针对上述交通管理规划方案，进行系统地分析、讨论和评价。

本项目成果主要由下述几部分组成：

（1）在大量基础性实地调查数据资料基础上，建立了内容全面、数据翔实的道路交通管理数据库系统。该系统的建立，对哈尔滨市道路交通管理的 科学 化和信息化将起到积极的推动作用。

（2）采用四阶段法及综合预测法，并利用 目前 世界上先进的交通规划软件对哈尔滨市交通发展进行预测，进而得到规划年道路网各路段、交叉口的分配交通量，以及公交客流量、停车需求量等交通管理所需要的规划依据资料。

（3）对哈尔滨市现状道路管理设施、交通组织方案、CBD交通管理、公共交通、停车场和加油站、对外交通等存在的问题及交通运行质量进行了深入的分析、评价。同时，开发了城市停车规划地理信息系统UPP-GIS，使停车设施的规划、建设、利用及组织管理更直观、科学、高效。

（4）对哈尔滨市近、远期道路网、主城区二环路以内的路段、交叉口以及CBD区域公交、停车、安全和政策法规等交通管理问题进行了深入研究和规划，提出了各项规划指标及管理、实施建议，并给出了相应的规划图、表及建设项目库。

（5）立足于战略发展的高度，对哈尔滨市智能交通系统及交通信号控制系统进行了近期和远期规划，为哈尔滨市城市交通管理迈入 现代 化行列确定了目标和方向。

4.1.3 社会 经济 效益分析

哈尔滨市道路交通管理规划是针对哈尔滨市道路交通管理存在的具体问题而进行的规划项目，该规划实施后将产生巨大的社会效益和经济效益。

（1）社会效益

在短期内改善城市部分区域交通阻塞的现状，降低交通事故的发生率。通过对道路基础设施规划，采用交通信号线控和面控、规划路网结构等手段，增加主要干道道路通行能力，合理控制非机动车车流和行人人流，突出“以人为本”、“公交优先”的政策思想，进行专项公共交通规划，并对哈尔滨市停车管理进行专项规划，避免车辆乱停乱放、节约市区土地占用。上述规划措施可以有效缓解城市行车难、乘车难、停车难和行路难等问题。同时，规划中建议采取减少城市用地占用和对机动车尾气排放超标的汽车进行严格管理等措施，这对城市环境保护具有重要的现实意义。

（2） 经济 效益

借助先进的管理手段来改善道路 交通 环境，防止资金的盲目投入和重复建设，从而节约了大量的建设资金。此外，规划的实施将在一定程度上减少交通事故，从而避免人身的意外伤害和车辆物品的意外损失，也就有效地避免交通事故所造成的经济损失。

4.2 大庆市道路交通管理规划

4.2.1 规划背景与 内容

作为享誉世界的石油基地，大庆市在黑龙江省乃至全国具有举足轻重的 政治 地位和经济地位。经过多年的交通 发展 ，大庆市城市交通框架基本形成。但截至 目前 ，大庆市在道路交通管理系统规划方面还是一个空白。为此，本项目结合大庆市城市布局、交通组成、出行方式、土地利用等具体特点，确定和提出大庆市道路交通管理规划方案。这对于改善大庆市城市道路交通现状，适应未来城市交通发展需要具有重要的指导意义。

按照项目 研究 工作计划，本项目分十个专题进行，主要包括：城市道路交通管理现状调查 分析 与 问题 诊断、城市交通需求分析与预测、近期交通组织管理规划、智能交通系统(ITS)发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通信号控制系统规划、城市道路交通管理其它规划和城市道路交通管理信息系统。

4.2.2 规划过程

根据大庆市道路交通现状、发展设想以及城市畅通工程对交通管理规划的要求，综合考虑 社会 经济发展和区域 自然 环境等条件，对大庆市道路交通的管理提出近期和远期的规划方案。在规划过程中，充分考虑到大庆市与同等规模城市相比地广人稀、规划发展空间比较大的自身特点，同时，为了使规划方案具有广阔的发展前景，在交通预测中对交通小区的划分、出行产生、吸引量预测 方法 进行了深入研究，建立了各种出行目的出行吸引与土地利用的基本关系；在道路 网络 规划方面，按先整体、后局部的规划思想，对市政道路和油田道路进行了具体分析、统筹规划。

4.2.3 建议与展望

建议交通主管部门按照本规划中市区近期交通组织管理规划的内容，加强和完善道路交通管理，改进存在问题的路段和交叉口交通组织形式；在停车、公共交通、智能交通系统、道路交通设施、监控系统和法规政策等领域中逐步落实规划方案。为了实现本规划确定的发展目标，建议尽快开展世纪大道、重要干线道路、交叉口的交通组织、交通控制问题及综合交通管理方案的交通设计工作，提高交通服务质量，最终实现达到模范管理水平的目标。

总体来讲，大庆市道路交通在城市布局、道路网及车辆拥有等方面具有较扎实的基础条件，加上大庆市日趋成熟的 现代 交通管理技术和管理水平，这一切均表明，大庆市已具备了向现代化城市交通体系迈进的条件。可以相信，随着《大庆市道路交通管理规划》的制订与实施，大庆市的道路交通管理与规划必将走上一个良性循环的轨道。

5.结语

近年来，随着城市“畅通工程”的深入开展，各地城市都在积极进行城市道路交通管理规划编制工作。本文结合我国哈尔滨和大庆这两座具有重要政治、经济意义的东北边陲城市的道路交通管理规划编制与实施情况，全面、系统分析和阐述了城市道路交通管理规划的内容、方法及相应 理论 模型，并在具体规划实践中，在引进国际先进技术软件基础上，开发了适合我国城市道路交通管理规划的 应用 软件，建立了道路交通管理数据库系统。这些工作，希望能够对其他同类城市今后的规划工作有所借鉴和帮助。理论与实践表明，城市道路交通管理规划的编制与实施对于改进和加强我国道路交通管理工作必将起到积极的推动作用。

参考 文献 ：

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Research on the Methodology and Its Application for Urban Traffic Management and Planning

PEi Yu-long ZHANG Ya-ping MA ji

道路交通工程系统分析方法篇（5）

中图分类号：G42 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）09-0150-01

一、前言

《交通系统工程》是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合形成的交通管理工程专业的专业基础课。经过整合后，本门课的内容更加集中反映交通管理专业应具有的系统工程方面的基础知识。因此在这门课程的教学中，应当总结和继承以往教学过程中积累的有益经验，并结合新的形势，进一步对教学内容、教学方法与教学手段进行改革，使学生在掌握系统工程的基本概念、基本理论的基础上，提高将系统工程的思想、方法和原理应用到交通管理实践中的能力。

二、教学内容的整合

《交通系统工程》的教学内容可以分为三个部分：基础知识，应用知识和计算机应用。《交通系统工程》的基础知识是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合后形成的。《交通系统工程》也是一门应用学科。通过这门课程的学习，学生不仅要学到系统工程的基础理论，更要具备较强的面对交通问题的建模能力及分析、综合能力。系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按照一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论和方法。

在《交通系统工程》课程的教学中，应当注重培养学生运用计算机解决交通实际问题的能力。通过计算机的应用，使系统工程的理论与交通实践更直观、更有机地结合起来。可以从两方面入手：一是指导学生用所学过的编程语言编写典型算法的计算机程序，提高学生的计算机编程能力；二是在教学中详细介绍多种求解系统工程问题的成熟软件，使学生及时掌握各种软件的使用方法，培养和锻炼学生运用适合的计算机软件解决问题的能力。

三、教学应用案例的编写

着重编写系统工程理论在交通中应用的案例，内容有利用系统工程的有关算法研究高速公路交通控制、交通分配、路径诱导、交通量预测、交通事故预测、道路交通管理评价、交通安全管理评价、智能交通系统评价等问题，使学生掌握解决交通问题的数学方法，培养学生对各种简单和复杂的交通现象正确建立数学模型的能力；同时指导学生运用系统工程的思路和方法研究交通系统、交通管理、智能交通、交通管理规划、交通安全管理规划、交通设计等问题，以提高学生的分析和综合能力。同时，还整理完成了目前常用的、较成熟的求解线性规划问题的软件的使用方法，这些软件包括：EXCEL、MATLAB、MATHEMATICA和LINDO等。

四、教学内容和应用案例的应用

研究成果已在本科《交通系统工程》教学中得到应用，促进了本门课教学内容和教学方法的更新。不仅如次,为了更好地推广上述研究成果,我们还综合采用了几种新的教学方法：

（一）案例教学法

案例教学法是把案例作为一种教学工具，把学生引导到实际问题中去，通过分析与互相讨论，调动学生的主动性和积极性，并提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法。它是连接理论与实践的桥梁。结合《交通系统工程》应用性较强的特点，在教学中结合各章节的基础理论，讲授了一些相关的道路交通问题的实际案例，如用系统观点分析交通系统、高速公路多匝道整体定时控制的调节率计算、利用最短路算法进行交通分配、城市交通管理评价体系、城市交通安全管理评价、层次分析法应用等，通过实际案例讲解理论、计算步骤和计算过程，将理论教学与实际案例有机地结合起来，使得教学内容更加生动清晰，收到良好的教学效果。

（二）小组讨论法

小组讨论法是将学生分为几个小组，对教学内容进行讨论和交流的方法。通过成立兴趣小组，开展小组讨论、全班交流，有利于使学生更多地参与到课堂教学中来。在小组讨论过程中，学生们通过查阅文献、收集资料、分析并解决交通实际问题，达到学以致用的目的。这种方法可以充分调动学生的主动性和创造精神，培养学生自信心、成就感和团队协作精神。教学中要求学生利用系统工程有关原理讨论熟悉的交通问题，如交通事故预防对策研究——以系统工程方法论、高速公路交通安全评价系统、关于北京市未来汽车保有量的预测、城市交通系统的可持续发展、系统方法解决换乘枢纽交通问题、解析结构模型在城市交通分析中的应用等，并要求撰写论文，然后在课堂上做报告。大部分学生都能积极参与，课堂报告及讨论非常热烈，效果比较好。

（三）软件演示法

在传统的教学中，通常只讲授有关算法的原理、解法及应用，并不介绍相关的求解软件。目前，计算机应用已非常普遍，在教学中，注重培养学生运用计算机解决实际问题的能力。

五、结语

作为交通管理专业的一门专业基础课，《交通系统工程》的教学内容和教学方法还有许多需要完善和探讨之处。在这门课程的建设和改革中，整合教学内容及其研究、整理和编写系统工程理论在道路交通中应用的案例是一项非常重要的工作。通过引导学生独立地进行案例分析，将系统工程理论、相关交通知识和计算机应用三者有机地融为一体，可以使学生深入浅出地理解系统工程的基本概念和基础理论，掌握相关的交通专业知识，并学会使用常用的数学软件。

道路交通工程系统分析方法篇（6）

一、引言

经济发展带动城市化建设不断加速，城市人口集聚，伴随着机动车数量和道路交通量不断增加，满足了人们基本的交通需求，同时也促进了城市的繁荣发展。但同时带来了一些问题如交通设备条件不足，各大城市交通道路拥堵的现象日益严重，交通事故频发。交通道路发生车辆拥堵，严重阻碍了人们正常的出行情况。这拥堵情况从表面上看，一是汽车保有量增长过快，二是道路增长相对过慢。以北京市为例，90年代汽车年平均增长率约为15%，而同期道路年增长率仅为3.5%。随着轿车加速进入百姓家庭，车多路少的矛盾将更加严重[1]。城市交通道路状况面临着严峻的挑战，堵塞的交通情况不仅严重阻碍了人们生活出行，而且阻碍城市经济发展。城市交通对城市的发展具有重要的影响，对城市产业布局、城市土地利用、城市经济发展和人口迁移方向等有着重要的作用。拥堵的城市交通情况会严重制约城市的发展和人们安全出行，而这个是各个城市化建设过程中普遍面临的问题。在交通运输系统健康安全运作前提下，如何充分将系统工程原理利用到交通运输系统中，发挥最大道路运输利用价值并造福人们，值得我们进一步深入研究。

二、系统工程相关知识

2.1系统工程的概念从字面上理解，“系统”是指系统的思想和方法，“工程”强调实践性。系统工程是一门涉及自然科学（物理学、生物学、建筑学等）和社会科学（社会学、心理学等）综合性的管理工程技术。系统学是系统科学的基础学科，技术层面上就需要运用运筹学、控制论和信息论等学科指导。2.2系统工程的特点系统工程，是用系统的观点，科学合理地运用控制论、信息论、经济管理科学、现代数学、电子计算机和其它有关工程技术，按照系统工程的程序和方法，去建立优化系统的一门综合性的管理工程技术[2]。所谓系统的观点，就是把新研究事物的看作由若干部分组成的整体。系统的重要工作是对信息进行获取、判断、加工、贮存、传递，然后输出必要的信息。对系统的分析和评价，是以技术经济指标为衡量依据的。同时，系统的设计、研制、试验、运用等过程都离不开各个管理科学分支的实质内容。现代数学的最优化方法，主要是指它利用了许多现代数学分支的理论，对构成系统的各个要素进行分析、归纳和总结，最后形成一个数学模型。通过不断调整相关变量及参数，准确地反映实际系统，将数学模型与实际情况相结合，数学模型的求解则可获得最优化方案，这就是系统的最优方案。系统工程具有以下特点：（1）系统工程是一门交叉学科，综合运用各种现代科学思想、理论、技术，对系统进行分析研究。系统工程和传统工程不同，系统工程所研究的对象已不仅仅是特定的具体工程，研究的方法也不是单单的专业知识，它集中体现了各种现代科学知识和专业知识。例如设计一个产品，传统的方法指强调成本，而系统工程对目标的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及综合运用各专业方面（经济学、环境学、法律学）。（2）系统整体的最佳化是系统工程追求的目标。在一项工程中，从目标选择、实施过程、事后评价都是建立在整体性原则的基础上。通过系统的思想对系统模型来调整，不断改进优化系统结构，使之体现整体系统最优化。（3）任何系统都是人、设备和过程的有机组合，其中人是最主要的因素。人是参与决策活动的主导者和能动者，在系统工程实施过程中发挥主导作用。因此在应用系统工程的方法处理系统问题时，要以人为中心，最终体现的作用也要表现“以人为本”的宗旨。2.3系统工程方法论系统工程研究的对象是复杂大系统。一般情况下，系统包含“硬件”单元，也包含“软件”要素，尤其是人的行为。因此，要有独特的思考问题和处理问题的方法，要用多种技术方案进行求解。这就是我们要讲的系统工程方法论。系统工程方法论除一般的数学描述方法和逻辑推理方法外，还有工程技术的规范和社会科学的艺术等[3]。系统工程方法论强调对系统的深入了解，进行系统识别，处理问题应注重系统整体性以及计算机手段的辅助作用等。

三、城市交通领域中的系统观

城市交通是一个复杂开放的巨系统，系统内部由多个要素组成。一般而言，城市交通系统可以分为四大系统，如图1所示。图1城市交通系统要真正解决城市交通问题，不能孤立的眼光看问题，只想着从单方面着手处理城市交通问题。必须先认真分析系统内部各要素之间的关系，整理好内部各要素关系后，再结合外部环境，分析内部与外部环境的联系。通过用系统工程观点分析城市交通系统，具有以下几个方面特点。（1）相关性系统要素之间相互联系，某一要素若发生变化则会影响其他要素的状态变化。以道路系统为例，它是由主干道、次干道、支路、专用道路四个不同层次的道路组成，辅助以道路监测系统、交通信号指示系统等等，若交通信号指示发生故障，交通运输肯定发生混乱，造成更严重的道路拥挤情况。（2）动态平衡性在城市化建设中，城市通过修建高速公路、地铁、轻轨、快速公交车道等来缓解城市交通堵塞问题，堵塞问题得到一定的缓解，但很快被新产生的交通量抵消。经济发展，私人汽车购买力不断增强，汽车拥有量不断上升，在一定的道路数量下，城市道路又出现拥堵状况，城市交通系统就是在这种“拥堵——缓解——拥堵”的动态平衡中循环往复发展。（3）整体性城市交通系统是由几个子系统相互协作共同运行的，各个子系统不是单独发挥作用的，是协调于城市交通系统中，发挥着1+1>2的作用。

四、系统工程理论和方法在城市交通规划中的应用

城市发展是必然趋势。城市化建设和城市人口规模的增长必然影响道路交通量，同时城市用地是否合理规划也会影响城市交通情况。同时，由于现代生活节奏步伐加快，对于提高交通速度有了更高的要求。实践证明，道路的建设速度远远跟不上交通量的发展速度，现有道路结构难以满足加快运行速度的要求[4]。因此，结合当前道路交通建设、城市化建设发展速度，交通规划更加需要结合系统工程理论和方法的应用。（1）规划中注重各种分析方法的综合利用在交通规划中，需要借助专家将理论知识提炼出来，把实践中成功的经验进行总结提升，形成体系指导工作。同时也需要结合现有的科学技术，将理论和各种信息结合起来，将理论知识与实践相结合，充分发挥综合系统的整体优势。（2）交通规划更加注重交通网络的可靠性研究可靠性测度作为一种概率测度，是反映运输系统的运行特征的有力工具[5]。我国大力发展交通设施建设，考虑的问题主要从费用最经济和减少拥堵情况出发，却忽略可靠性研究，这样容易导致路网服务水平的稳定性不高。所以，结合我国国情，将可靠性分析融入到道路交通规划中，在一定程度上改善现有的交通问题。

五、城市交通领域中的系统管理与控制

随着经济的发展，人口向城市聚集，城市道路交通运输问题日趋严重。这一方面体现在汽车保有量逐年激增，交通基础设施的快速建设也无法满足我国快速增长的交通运输现实及潜在需求，事故频发、交通拥堵等情况时常发生；另一方面也表现在目前的交通控制系统和管理水平的相对落后。因此除了不断加快交通基础设施建设之外，将现有的先进的科学技术手段充分利用到交通运输设施上，缓解交通拥挤情况、减少环境污染，是我国交通运输行业发展面临的更迫切任务。智能交通系统的出现，有效地缓解了我国交通压力。时至今日，我国城市智能交通系统在城市交通管理、信息服务及发展决策等方面开始发挥越来越重要的作用，对于缓解日益严峻的道路交通拥堵状况起到了良好的支撑作用。例如，通过智能信号控制系统的建设，提高路口通行能力和路口间协调水平，缓解了道路拥堵情况，同时相应地提高了车辆的运行速度；通过信息服务系统的建设，调整了出行者的出行需求，促进了交通供给与需求间的均衡；通过违法监测系统等的建设，规范了出行者的出行行为，改善了交通秩序和安全水平，也相应地减少了交通拥堵的情况；通过智能公共交通系统的建设，引导市民使用公共交通，逐步改变城市的出行结构……智能交通管理系统是城市交通管理发展的方向。现在城市智能交通体现在如下几个方面的趋势：（1）交通管理控制的集成化以城市交通信号控制为核心，以综合交通管理信息平台为支撑，整合包括视频监控、违法监测、智能调度、信息服务、主动管理、指挥决策等功能在内的集成化的城市交通管理系统是当前城市智能交通系统发展的一大方向。当前我国的众多大中小城市都建设了多个智能交通管理系统，并逐步推进系统的集成与应用。（2）交通信息服务的多样化传统的道路交通管理，交通参与者都是根据设置好的规则去实施。当路面发生重大事故或者塞车情况时，交通参与者并不能实时得到路面信息，造成更大的塞车情况。而智能交通管理的出现，给道路交通运输系统带来了质的变化。通过信息共享，体现以人为本的宗旨，以实现道路畅通和提高运输效率为目的，让道路参与者在信息充裕的条件下选择最佳的路线，不仅缓解道路堵塞问题，而且节约道路参与者的时间。交通信息服务的多样化。一方面是信息技术的发展使得信息服务的手段不断增多，如智能手机的出现所催生出来的新的信息服务方式，例如滴滴打车、Uber，在一定程度上改变了出租车的运行模式，打车便捷在一定程度上减少了私人驾车出行的次数，有利于缓解道路上车辆多的问题；另一方面是提供信息服务的主体不断增加，有政府部门、交通运输企业(如公交公司)、汽车厂商、专业的交通信息服务商(如TomTom、Inrix)以及IT巨头(如Google等)等，使得出行者的选择日趋多样化，而信息服务内容的增加和实时性的提高也使得智能交通系统在调整交通需求方面开始发挥着越来越明显的作用。（3）交通安全辅助的全面化一方面通过实时的、多途径的信息服务来为驾驶员提供驾驶辅助决策，例如盲区监测、夜视辅助、超速提醒、车道偏离报警、碰撞报警等技术，另一方面则通过汽车自动驾驶技术的发展实现常态或异常情况下的辅助驾驶或自动驾驶，如自动泊车、主动巡航控制、车道保持等，从而大幅度降低由于人的失误导致的交通事故的发生，直接降低了交通事故的发生概率和严重程度，也间接缓解了由于交通事故导致的交通拥堵状况。在国家大力鼓励创新发展的氛围下，在现有科技手段支持下，在“智慧城市”与“互联网+”日益得到重视和研究之下，城市智能交通系统的研究和发展将会进入全新时代，为我们的城市交通服务，在缓解城市交通问题发挥重要的作用。

六、城市交通系统管理与控制的绩效评价

绩效评价对于交通建设项目的综合评价有着很大的作用，通过精细化的综合管理，可以形成多方面的技术控制，并且能结合交通建设中项目管理的特殊性，形成多方面的综合运用。科学的评论体系和评论方法是城市交通发展中的一个不可或缺的重要内容。随着城市社会经济的发展，评价体系在不断融入现代元素。回顾道路交通评价的发展历程，呈现出的是螺旋式的发展过程，从最早的以工程造价为标准，到以交通服务水平为标准，再到增加了环境保护的内容，发展到现在的以可持续发展为标准。每一次的提高，都蕴涵着社会的进步和技术的发展，客观上反映了对城市交通系统认识的逐步深化[6]。科学的评价体系形成质量、环境、费用三大综合评价体系的综合运用，具体体现在以下三方面的内容：（1）质量评价高度重视规划，确保规划先行。要解决城市交通问题，必须坚持从规划抓起，城市交通区与城市用地布局相协调，以城市主要功能区的分布为依据。（2）环境效益评价我们的经济生产活动对自然生态产生了改变，所以需要通过环境效益评价来综合评估和衡量。这里主要是考虑交通项目对城市生态环境的影响。城市交通道路规划必须对稀缺资源进行合理的分配，不能以破坏生态环境为代价进行城市交通道路建设。（3）经济效益评价建设城市道路，首要任务就是解决出行问题。按照规划建设道路，是否缓解交通堵塞问题、是否充分发挥这些设施的作用、是否降低出行成本、是否提高道路通行能力，这些都是经济效益评价的重要指标。

七、总结

系统工程是用系统的观点看问题，统筹全局，将系统的理论与实际生活相联系。按既定的目标合理规划、设计、试验、建造实施、管理和控制系统，在现有的城市交通情况下融入系统工程方法，为解决城市交通问题提供新指导思想和指导方向。交通运输问题是不断变化发展的，相信随着科技日新月异，不断学习借鉴系统工程的理论和方法，运用科学技术手段能够对交通运输更好地规划。

参考文献

[1]徐强.我国大城市交通规划存在的问题及解决对策[J].中小企业管理与科技.2008

[2]段益庆.PDCA模式在建筑施工现场安全管理中的改进应用研究[D].重庆大学,2007

[3]许国志,顾基发,车宏安.系统科学[M].上海:上海科技教育出版社,2000

[4]王春娇.基于GIS的城市道路规划设计管理系统研究[D].东北林业大学,2008

道路交通工程系统分析方法篇（7）

城市轨道交通选线设计是一项复杂的系统，其本身的影响因素特别多，选线方案的优劣性对城市的发展和人们的生活有很大的影响，因此，城市轨道交通选线设计十分重要。基于GIS平台进行城市轨道交通设计能确保选线设计的合理性和有效性，提高城市轨道交通的管理水平，GIS技术对城市轨道交通选线设计有十分重要的意义。

1 GIS概况

1.1 GIS简述

GIS是以地理模型方法为主要手段，产生高层次的地理信息，实现多要素综合分析、动态预测及空间分析，GIS的核心是应用空间分析能力，通过计算机程序模拟专业的地理分析方法及常规的地理分析方法，形成有用的信息，从而完成任务。由于计算机系统的支持，GIS能快速、准确、综合的对复杂的地理信息进行空间定位和动态分析。GIS在空间位置信息工程研究中有十分广泛的应用前景，目前，GIS在环境资源管理、设施管理、交通运输、城市和区域的规划、石油产业、灾害预测等领域中有十分广泛的应用。

1.2 GIS主要功能

GIS系统具有数据管理系统的数据输入、存储、输出等功能，为满足用户的需求，GIS能对数据进行操作、运算、处理；制图功能是GIS系统的主要功能之一，它能在地图上将地理要素显示出来，并给予数值范围，GIS系统能为用户输出全要素图，根据用户的需求，分层次的将地图显示出来，将地图、各种专题图、图例、统计图表等一起打印出来；GIS系统能通过数字地形模型，用分散的平面点对地形进行模拟，从中提取数据进行地形分析。

2 GIS技术选线的可行性

在传统的城市轨道交通选线设计中采用CAD系统进行设计，虽然CAD系统具有图形交互设计功能，但CAD系统缺乏空间数据分析处理功能及管理功能，而GIS系统能实现空间数据分析和管理，GIS技术在城市轨道交通选线设计中具有线路勘测数据来源广，数据采集全面、质量高、更新速度快，勘探设计数据内容多样，空间定位、定量、定强等特点，GIS系统为城市轨道交通选线提供了三维可视的选线环境，提供了精准的空间属性数据，GIS系统不仅具有CAD系统的图行交互设计功能，还具有很强的空间分析能力和地理信息管理功能，因此，基于GIS的城市轨道交通选线是可行的。

3 基于GIS的城市轨道交通选线设计

3.1 系统数据库的构成

城市轨道交通选线的设计需要的主要数据有勘探数据、设计数据、分析数据。勘探数据包括在进行线路勘测过程中涉及到的城市气候特征、经济发展状况、基础设施管理、市政道路、市政管线等所有数据；设计数据主要指设计过程中产生的所有数据，如平面曲线设计数据、纵断面设计数据、坐标表等；分析数据是指GIS系统空间分析产生的所有数据。因此，基于GIS的城市轨道交通选线设计数据库可以分为轨道交通勘测数据库、轨道交通设计数据库、中间结果数据库等三个层次，从而实现数据的分类管理。

3.2 勘测数据的处理

当轨道交通勘测数据库建成后，用户能对专题要素进行查询，能根据特定的属性查询空间元素，同时也能根据特定的空间元素查询各种属性数据，这样设计人员在进行设计过程中，能快速的获得各种详细信息，保证城市轨道交通选线设计的合理性和有效性。基于GIS的城市轨道交通选线设计的主要优势是GIS系统具有完善的空间数据输入、更新、分析、管理等功能，能保证线路设计的合理性。

3.3 GIS辅助城市轨道交通选线设计

3.3.1 线路设计

线路选线设计主要遵循以下原则：线路走向应符合轨道交通线网规划，结合工程实施条件，对局部线路走向进行调整，同时协调与其它线路的衔接、换乘；线路平面沿城市主干道并在道路规划红线范围内布置，车站分布可根据城市现状和规划综合考虑，车站位置尽量靠近客流集散中心和公交枢纽；地下区间线路穿过地上地下构筑物时，充分考虑到桩基础、市政管线、河流等因素的影响，合理选择埋深方案，确保隧道施工安全和构筑物安全；高架线应满足桥下各种道路净空要求，还应注重沿线环境保护；保护沿线文物古迹，注重景观。

结合线路选线的主要原则，可通过GIS辅助选线设计。在设计过程中，图形交互设计是线路平面、纵断面辅助设计的保障。图形交互设计时，GIS系统能对线路沿线的商业及居住建筑、大型市政设施、市政道路、重大管线、文物古迹、地质灾害、需要避让的控制点发出预告信息，根据空间信息及时的形成线路纵断面图、线路工程地质纵断面图、平面、纵断面交互设计成果等，并且将这些信息自动存在轨道交通勘测数据库中，供用户使用。

3.3.2 车站设计

车站站位对城市轨道交通选线设计有十分重要的作用，城市轨道交通对乘客的服务是通过车站实现的，城市轨道交通的服务水平如何很大一部分取决于车站所处的位置，车站站位的选址对城市轨道交通系统、居民出行状况、城市用地布局、城市社会经济发展、城市环境保护等有很大的影响。

因此，车站站位选址应符合城市总体规划，并与车站所在区域的城市规划相互协调，使车站成为周围环境有机整体的一个组成部分，与过街地道、天桥、物业开发相结合。同时，站位选址还要考虑与其它轨道线路车站的换乘，及其它公共交通方式的换乘；确定站址后，需对该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑的拆迁或改造的可能性、地下构筑物之间的关系等作综合考虑，尽量减少房屋拆迁、管线迁移。

在进行车站站位选址时综合考虑城市规划、车站功能、工程经济、环境等各种因素，在GIS系统内，调取轨道交通勘测数据库相关数据，运用网络分析的手段，建立城市交通状况和客流量分布模型，对可能选择的站位进行全面分析，确保车站站位的合理性。

3.4 基于GIS的城市轨道交通选线方案评价模型

选线方案的评价是城市轨道交通选线设计的重要内容之一，由于城市轨道交通线路走向的影响因素比较多，进行选线评价时，在GIS空间数据库的基础上，利用GIS空间分析功能，对各种影响因素进行模型分析，从而获取全面的线路信息，通过分类、汇总、必选，实现选线防线进行全面的评价，为设计人员和决策人员的判断提供真实的数据依靠。

4 总结

GIS系统具有强大的空间数据综合分析管理能力，将GIS技术应用在城市轨道交通选线设计，能确保轨道选线的合理性和有效性，提高城市轨道交通的管理水平，提高城市轨道交通服务质量，促进城市轨道交通的发展，从而推动城市化的建设。

参考文献：

[1]彭沙沙，吴小萍，梅盛.基于GIS的城市轨道交通与土地利用协调研究[J].铁道工程学报，2011（01）.

道路交通工程系统分析方法篇（8）

中图分类号：G710 文献标识码：A

城市轨道交通车辆电气是城市轨道交通车辆工程专业的特色课，其任务是让学生掌握城市轨道车辆上的主要电气设备如牵引系统、辅助供电系统、电子电气控制、照明、车门等的结构、工作原理以及维护、维修相关知识与技能，培养学生在城市轨道交通电气领域解决问题的思维方式，为今后从事相关工作和科学研究奠定基础。

一、课程的特点及存在的问题

从课程体系来看，车辆电气属于城市轨道交通车辆工程专业里“电类”方向，有别于“机械类”方向。其先修课程包括电工学（电工技术与电子技术）、电力电子技术、电机及拖动、城市轨道交通车辆电力牵引与控制等，其后续课程有城市轨道交通车辆电气课程设计、生产实习、岗位实习、毕业设计等，因此，车辆电气在课程体系中具有承前启后的作用，对后续课程有重要的影响。

传统的车辆电气课程讲授过程主要集中在牵引系统、辅助供电系统等车辆电气系统的电路拓扑结构、工作原理等方面，理论性强，缺少与工程实践的联系。而我国目前城市轨道交通的快速增长需要大量的车辆检修、维修类的城市轨道交通工程人才，因此加强课程的实践性迫在眉睫。另外，上海工程技术大学的城市轨道交通车辆工程专业是教育部第一批卓越计划实施高校试点专业，而卓越计划的核心就是培养学生的工程实践能力和创新能力，所以车辆电气课程必须责无旁贷地深入、强化与工程实践的联系。

二、制定与修改大纲

城市轨道交通车辆工程专业定位为以车辆的设计、制造、运行维护及故障诊断等工程技术为主线，着力培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，强化创新精神。车辆电气课程大纲的制定要围绕这一主题展开，在对车辆电气设备的结构、工作原理进行深入分析的基础上，根据车辆运营过程中所出现电气方面的故障进行分类、归纳，初步掌握快速定位故障、排除故障的能力，逐步提高学生的实践能力和创新能力。具体来说，大纲中明确要求对车辆牵引系统、辅助供电系统、控制回路及避雷器、高速回路断路器等的维修检修方法与技能以及其故障现象、故障特征等进行重点讲授，并就典型故障进行案例分析。这些内容与现场联系密切，在学时分配中占有一半以上的份额，这为学生毕业后顺利适应岗位需求打下坚实基础。

三、进行教材建设

目前国内外针对城市轨道交通行业进行人才培养的正规高等院校还比较缺少，尽管近年来一些高校陆续开设了相关专业和课程，但就课程设置、教材内容等方面还有很多问题需要完善和探讨。据调查，车辆电气设备故障是地铁车辆故障中比例最大的部分，如何快速定位故障，排除故障，保证运行安全、可靠显得尤为重要。鉴于此，上海工程技术大学城市轨道交通学院车辆系结合实际需要，编辑出版了《城市轨道交通车辆电气设备》教材。教材以当前国内地铁列车主流车型庞巴迪、西门子、阿尔斯通为主体，对车辆电气设备的结构、工作原理、常见故障及车辆新技术等进行了深入解析，符合“卓越计划”的培养目标。表1是教材内容与课时分配。

表1 城市轨道交通车辆电气设备教学内容与学时安排

课程章目

具体内容

建议学时

城市轨道交通车辆电气概述

车辆电气基本概念

2

城市轨道交通车辆电器

受电弓、高速断路器、交流/直流接触器等车辆高低压电器的结构、工作原理、维修相关知识与技能

6

（讲课学时：4）

（维修技能与方法：学时：2）

牵引电机及牵引变流器

牵引电机的结构、工作原理与控制方法;牵引变流器内部组成模块与主要保护功能的工作原理;二者基本检修、故障分析方法和手段

6

（讲课学时：2）

（检修方法学时：2）

（故障分析方法学时：2）

车辆辅助供电系统

辅助逆变器内部结构与基本工作原理、监控与保护电路、故障分析、维修方法

6

（讲课学时：2）

（维修技能与方法学时：2）

（故障分析学时：2）

综合线路图

城市轨道交通主电路、控制回路、辅助回路等的线路图

4

（结合现场图纸进行讲解）

电气故障案例

牵引系统、辅助系统、CCU及车门等常见故障案例分析

6

（结合现场典型故障来进行）

从表1的教材内容及学时分配中可以看出，维修检修方面的技能学习及故障分析、故障定位两部分内容在教学过程中占有约三分之二的教学时间。教师在相应内容讲授过程中，要充分结合现场故障案例来进行，例如在对车门故障讲解过程中，以“列车运行中客室车门系统错误打开”故障为例，结合门控电路进行故障定位。下图给出的是与之对应的各级名称及具体分析。

代号

含义

代号

含义

P1

运行途中门开启

X3

轴断裂

P2

控制器未阻止门在运行途中打开

X4

无电压

P3

驱动马达无法驱动轴单元

X5

紧急事件指令失效

P4

驱动马达不接受控制器命令

X6

紧急限止开关失效

P5

开门未被紧急事件单元检测到

X7

关门锁定指令失效

P6

紧急手柄开启未被检测到

X8

开关单元弹簧失效

P7

门扇打开未被检测到

X9

开关控制阀卡死

X1

齿带破损或被撕裂

X10

人为拉动紧急手柄

X2

驱动马达不工作

图1 地铁车门某故障发生时的分析

综上所述，卓越计划的实施是一个综合过程，需要在教学各环节中充分践行其主旨，挑战其中的各种变革，真正实现“卓越工程师”的培养目标。就城市轨道交通车辆电气设备这门课程而言，其中还有很多问题需要去提高、完善，只有不断地加强理论与实践的结合才能逐步提高学生的培养质量，达到培养目标。

（通讯作者：李小波，1974―，女，山东烟台人。上海工程技术大学城市轨道交通学院，副教授，工学博士，研究方向为轨道交通车辆电力牵引、地铁列车电气设备故障检测和诊断等。）

参考文献

[1]柴晓冬，方宇，郑树彬等.城市轨道交通特色专业群卓越工程师人才培养模式研究[J].中国科教创新导刊，2012（5）：75-76

道路交通工程系统分析方法篇（9）

以欧美日等发达国家智能化交通系统计划为例，表面看这是交通系统结构的变化和技术的变化，在传统的交通系统中增加了交通诱导系统、交通信息系统等，以及采用了计算机技术、控制技术、通信技术等进行技术改造。实际上在后台起到支撑作用的是这样一种认识：在有限的土地资源和环境资源制约下，传统的交通系统无法满足不断增长的交通需求，必须通过采用现代高新技术加以改造，提高资源的利用效率。在此基础上形成了一系列新的系统概念，例如：

综合交通信息系统提供道路网上的交通阻滞、交通事故、运行时间等情报，并提供公共交通的情报，帮助人们选择合适的交通方式、恰当的出行时间、合理的交通路线，促使交通出行分布在综合交通网络上进行合理分布，以减轻整个交通网络的负担。

交通诱导系统向车辆驾驶员提供信息服务，帮助他们了解整个道路网络的交通拥挤状态，引导他们避开拥挤路段或交叉口，促使整个路网负荷均匀化，达到提高利用效率的目的。

货运管理系统在交通信息的支持下，合理制定车辆调度计划，提供货物集配服务等，其目标是促进货物运输的高效化。

客运管理系统在交通信息的支持下，合理进行营运车辆调度，并提供公共交通服务信息，以提高客运系统的服务水平，吸引更多的客流，减轻整个城市交通系统的负担。

自动驾驶控制系统是在自动控制技术的支持下，提高单位道路面积的车辆通行能力，以及增强交通安全性。

由此可见，新的交通系统概念的提出过程中，需要观念和目标的更新作为前导。

当今世界，可持续发展已经成为许多国家的战略目标，我国亦将其作为重大战略加以实施。1992年总理率团出席了联合国环境与发展会议（UNCED），庄严承诺中国将认真履行会议所通过的文件，总书记在党的十四届五中全会和第四次全国环境保护会议上的讲话中均强调：在现代化建设过程中，必须把实施可持续发展作为一项重大战略。同时，我国政府制定了《中国21世纪议程》，作为重大举措，制定了《全国主要污染物排放总量控制计划》、《中国跨世纪绿色工程规划（第一期）》。

与基础设施建设紧密关联的可持续发展目标是：改善人类居住区的社会、经济和环境；改善居民的居住工作环境和生活质量。这一目标需要通过多种途径的努力才能有效地实现，作为基础设施重要组成部分的交通建设对这一目标产生多方面的作用：引导作用，对区域社会经济空间形态发展的引导；支持作用，提供区域空间的基本支撑框架；保障作用，对于地震等灾害的救援来说，交通网络是最基本的生命线。对于交通领域来说，在可持续发展的思想指导下的建设目标是建立促进人类居住区持续发展的基础条件，其手段主要有：将土地利用与交通运输规划相结合；确立减少交通需求的发展模式；发展公共交通；改善交通管理；鼓励非机动运输方式等。

与发展目标相互关联，可将面临的复杂问题分解为如下层次关系：

第一层次的问题（目标层）：建立支持可持续发展的道路交通综合系统，提供对区域空间合理支撑框架、合理使用自然资源、有效支撑经济发展、具有一定的防灾抗灾可靠性的交通服务基础条件。同时需要强调的是，道路交通综合系统的直接目的是对人和物的流动加以支持，而不是简单地对车辆的运行加以支持等。

第二层次的问题（宏观控制层）：通过规划手段实现交通系统的总体协调和优化，以避免资源的浪费，并将交通建设作为用地规划、城市体系规划、国土规划实现过程的重要支撑基础和调控手段；通过政策手段引导实现交通模式的合理结构，通过需求管理促进用资源的合理利用，优先发展公共交通系统；采用政策手段促使交通行业的技术更新，优先推广节约资源和能源，提高交通系统运行效率的技术等。

第三层次的问题（技术层）：加强信息技术在交通工程中的应用，例如交通诱导系统、交通综合信息系统等；认真研究和实施公共交通系统的发展和技术进步；减少对环境的交通污染：噪声、废气、振动的防治；废旧材料的利用，以减少对自然界的索取等。

可持续发展是当今使用频率相当高的一个词汇，其基本定义可以表述为“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展”。可持续发展是一种思想，意味着观念的转变；可持续发展是一种方向，意味着规划和目标的修正；可持续发展是一种宣言，意味着具体行动中的计划和贯彻。

回顾道路交通工程发展的历史，呈现出一种人的认识观念与科学技术相互交织的发展过程，道路设计概念曾经历多个层次的提高：以工程造价为标准层次；结合交通服务水平标准层次；增加环境保护标准层次；可持续发展标准层次。每一层次的提高，都是在前一层次的基础上增加了新的评价因素，体现了一种观念的更新。每一次层次的提高，也都伴随着新技术的推广应用：第一次层次的提升，是在交通工程学科发展的基础上进行的，交通流分析技术、交通设计技术、交通工程技术提供了强有力的支撑。第二次层次的提升，引进了环境科学的观念，形成交通环境的研究领域，考虑道路网环境容量的交通规划、交通公害（噪声、废气、振动）的防治、道路景观设计等。第三次提升，则更加注重巨型系统思想的应用，将把基础设施建设与社会经济的持续发展紧密联系在一起。在可持续发展思想指导下，道路交通现代化建设需要进行观念的调整、目标的调整，以及系统结构的调整。

2.结构的变化—道路交通综合系统的构成

在可持续发展战略指导下建立道路交通综合系统是一个包括“政府调控行为、科学技术能力建设和社会公众参与”的复杂系统工程，采用宏工程的观点看待这一问题，需要分析系统外部环境对道路交通系统所提出的功能要求，根据这种功能要求确定系统的结构，支撑这一结构的科学技术体系。

根据执行可持续战略的要求，道路交通系统将与其它系统之间形成如下接口关系：

与自然系统的直接接口，包括从自然界的索取、向自然界的排放、对自然界的干预等。

与社会系统的接口，与城市化进程的协调，对国土发展均衡程度的调节，对消费模式的影响等。

与经济系统的接口，包括与区域经济发展战略的协调，与能源利用政策的协调，对产业结构与布局的影响等。

这种接口关系要求道路交通系统满足如下功能：

基本交通功能，保证交通运输通畅、安全、快速、舒适、便捷；

环境保护功能，提高单位土地的利用效率，减少对自然界的索取和排放；

促进社会进步功能，通过有效的规划手段促进城市体系、区域布局的健康发展，正确引导社会消费方式，促使社区健康发展；

支持经济发展的功能，保障经济发展战略的实现，促进经济结构和经济布局的调整。

为适应功能要求多样化的发展趋势，所建议的道路交通综合系统将由政府管理子系统、基础设施子系统、科学技术子系统、公众服务及参与子系统所构成。

交通基础设施建设就是政府对可持续发展发挥作用的一个重要方面，政府有责任为社会和经济发展的建立合理结构和布局的基础，有责任确定正确的交通发展战略，同时交通设施又是政府的一种很有效的宏观调控手段。回想一下泰国曼谷城市交通所陷入的困境，许多城市交通造成的严重废气污染，我国城市交通中公共交通危险的萎缩倾向等，可以清楚地看到政府所担负的责任有多么重大。与这种责任相比，我国政府机构在制定交通发展战略、政策、规划和管理的过程中所获得的技术支持就显得有所不足，不够健全的信息系统、分割的管理体制、不够畅通的与专家之间的沟通渠道等都是需要进一步克服的重要问题点。

针对这一情况拟建的政府管理子系统，是以政府管理工作人员为使用对象，依托计算机网络系统，支持政府决策过程的人机系统。其理论基础在于钱学森先生1989年提出的开放的复杂巨系统及方法论，即从定性到定量综合集成法，这种方法进一步发展成为从定性到定量综合集成研讨厅。这一理论方法的实质是将专家体系、统计数据和信息资料、计算机技术三者结合，构成一个有机的整体支持决策活动。政府管理子系统的技术目标主要是提高决策的质量，而非单纯提高决策分析速度。系统的基本工作方式是信息服务、集成研讨、决策分析。

基础设施子系统中除了传统的道路本体设施以外，交通监控系统、交通信息系统、交通环境保护系统、自动收费系统、交通安全及事故处理系统等均是其中重要的组成部分。现代化的交通监控系统是道路交通系统中不可缺少的部分，它以平滑交通流为直接目标，并由此产生减少废气排放、减少能源消耗的目的。与国外的系统不同，我国需要认真考虑混合交通所带来的特殊问题。交通信息系统对调节交通需求、支持管理决策、支持运输部门和企业制定车辆调度计划等均有重要的作用，由信息采集、信息加工、信息几部分所组成。交通环境保护系统由废气、噪声、振动防治和监测两个基本部分所组成，其硬件包括隔音墙、低噪声铺装、桥梁减震装置、交通污染专用监测装置等。

科学技术子系统的目的是通过技术推广和技术培训促进行业的技术进步，其构成包括科学情报服务体系、新技术推广体系、学术研讨体系等，硬件方面得到重点实验室、部门开放实验室、网络虚拟实验室、情报信息Web服务节点、观测实验系统等的支持。其中网络虚拟实验室是进行有关道路交通领域工程技术研究和科学研究、进行道路交通领域高等工程教育、推广新技术新概念的重要基地；其主要服务对象为道路交通工程技术研究人员、高等学校的教师、研究生和本科学生等；虚拟实验室建立在计算机广域网络基础上，其核心是由计算机仿真实验系统所构成；系统主要提供远程教学实验和工程实验方面的服务。

公众服务与参与子系统在道路交通综合系统中占有不可替代的地位，交通需要公众密切参与，对公众服务包括信息服务、救援服务、管理服务等，例如智能交通系统中交通诱导系统、停车场引导系统、公共交通服务信息系统等均是公众服务概念系统；而公众参与则是指为获得公众理解与支持，所进行的公众教育（有些甚至是采取计算机仿真游戏的方式）、公众训练等活动，道路交通综合系统将通过交通培训基地、依托计算机网络的虚拟训练基地、交通宣传系统等对其进行必要的支持。

3.科学研究结构的变化—值得关注的研究领域

由于可持续发展提出了新的要求，因而支撑道路交通建设的科学研究内容发生着重要的变化，传统技术的比重正在下降，新技术学科的研究内容正在迅速得到关注，并正在得到逐步应用。

具有远见的规划是可持续发展的基本保证，因而交通规划研究领域正在发生着深刻的变化。交通规划从以基本依靠经验的定性分析为主阶段，到调查研究基础上的定量分析为主阶段，在向定性定量相结合的新阶段，呈现了一种螺旋式上升发展的过程。这首先是由于对于交通系统的要求变化，不仅需要满通需求，而且需要对社会经济的可持续发展提供基础支撑条件。要求的变化造成研究范围的扩大变化，使得我们更加难以对研究对象的长期发展作出准确的预测。因此，交通规划的研究范围进一步扩大，更加注重与社会经济系统之间的协调配合，更加注重解决战略规划层面的问题，同时更加注意在长期交通需求预测不可能准确的前提下交通规划方法的研究。作为理论基础，宏工程理论和从定性到定量综合集成技术正在引起研究者的关注。

宏工程指的是关系全局的超大型工程项目的规划、设计、决策和组织实施。这一理论力图采用全新的综合大系统的工程概念，运用定性定量参半的方法，采用协调折衷、互补共济等寻求合适而非最优的思想方法来解决自己的问题。支撑宏工程思想的分析方法有系统动力学（SD）、结构解析（ISM）、试误分析（TryandErrorAnalysis）等。与传统系统工程相比，宏工程更加重视注重系统包络之外的整个系统环境。应用这一理论将有助于我们更好地分析交通系统与社会经济系统之间的协调关系。

从定性到定量综合集成是钱学森先生提出的一种研究复杂巨系统的具有我国特色的方法。其核心是将专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有机地结合起来，把有关学科的科学理论与人知识和经验结合起来，发挥综合系统的整体优势去解决实际问题。这一理论方法为我们在交通规划中定性定量相结合提供了基础，有助于改进面向复杂巨系统的决策理论方法。

从规划研究内容来看，发展城市公共交通，促进合理交通模式的建立，正在引起人们的重视。有限的自然资源不可能承担迅速发展的私人交通，必须采用政策、税收、建设、管理等多方面手段促使大量的人员利用公共交通系统。我国的城市交通规划多年来一直强调公共交通优先，但真正落实下来的情况并不好，如何以有力的分析论证说服政府及公众，在城市的空间资源利用、政府财政预算、技术进步支持等方面确实实施公共交通优先战略，仍是亟待解决的问题。

从规划范围来看，都市通网络规划随着城市化进程而提到了日益重要的位置，当行政协调问题能够解决之后，长江三角洲、珠江三角洲都市群的交通规划问题将迅速提出，必须为之进行必要的理论准备。

交通需求管理在可持续发展过程中需要给予关注的问题，人类应该较为自觉地调整自己的消费观念，其中交通消费是极为重要的一部分。交通需求管理通过停车管理、税收管理等多种手段实现对交通方式的调节，鼓励减少交通出行的模式及较少资源消耗的模式。

信息技术正在迅速进入交通工程领域，智能交通系统建立在信息技术的基础上，其核心就是交通信息系统。我国的交通信息系统还十分落后，不够完善的交通信息采集系统、非常不够充分的信息加工利用，有待改进的信息手段等，都是需要重点解决的问题。道路交通综合系统是一个多维世界，信息在其中发挥着重要的作用。人们的交通选择行为正是在信息的支持下完成的，政府的交通战略、交通规划、交通政策正是在信息的支持下制定的，交通管理机构的日常管理决策更是离不开信息基础。当前需要注意的是计算机与通信技术的结合，特别是广域计算机网络基础上的信息传播和信息采集。

作为信息技术实现载体，交通诱导系统、交通信息系统、交通控制系统在现代道路交通体系中发挥着十分重要的作用，它们将交通主体—人或物、交通工具、交通基础设施、交通管理部门联系为有机的整体，减少了由于系统内部不相协调造成的效率下降。交通诱导系统的研究工作已在我国展开，当前的工作重点其一是系统的总体框架研究和具体分析模型研究，作为基础理论交通行为值得给予必要的重视。交通信息系统目前的研究主要是试图综合各方面的信息，加工后提供分层次的信息图像以满足不同任务的需要，近年来发展起来的数据仓库技术、数据挖掘技术等正在展现出良好的应用前景。同时，支持不同层次管理决策的决策支持系统也是研究者关注的一个方面，其需要研究的主要问题是如何利用信息网络所提供的大量信息，从中挖掘出自己所关心的内容；如何对定性定量相结合的决策过程提供有效的支持；如何适应不同层次的决策特点等。在信息技术应用过程中，值得注意的是分散布局、总体协调的趋势，总体规划强调的是协议标准，而不是拘泥于技术细节，这使得庞大的信息系统可以分步分散开发，逐步到位，以减少系统开发的难度。

道路交通环境保护技术仍然是今后关注的热点。汽车废气的防治手段主要是采用清洁能源、尾气净化，并通过政策调控减少汽车使用。除此之外需要注意的是加强工程技术的研究，分析废气在特定环境下的扩散规律，以减轻局部位置的废气污染。道路交通废气污染专用监测系统的建立也是非常重要的一项任务，国外建立的这类专用系统常年积累的数据为其环境对策制定创造了很好的条件。噪声防治在传统的研究领域仍然面临许多课题，可用于工程评价和工程设计的噪声传播基本规律研究还有待深化，隔音墙的设计有待改进，低噪声路面技术有待进一步进行工程化实验和推广。此外，在交通规划中考虑环境保护因素正在形成热点，特别是土地利用、城市体系结构与交通骨架相互配合，构成生态城市体系结构，是规划工作中的研究重点。在具体规划方案的制定过程中，交通环境容量分析技术具有较好的实用前景。为减少对自然界的索取，采用废旧材料进行道路建设仍值得给予高度重视，粉煤灰、废钢渣等用于路基建设取得了很好的效果，仍然需要进一步研究工业废料作为筑路材料，以及道路旧路改造过程中废旧沥清的再生利用。

交通网络的可靠性研究是一个值得展开的领域，特别是在城市道路网络规划中更应给予足够的重视。我国目前正在经历一个新的城市化过程，在城市布局规划过程中需要认真考虑对地震等重大自然灾害预防和救援问题，为城市的进一步发展打下良好的基础。在重大地震灾害发生后，道路交通系统对于城市的救援与恢复起着至关重要的作用，这已被国内外多次地震灾害血的事实所证明。

研究地震灾害情况下保障道路交通面临两个基本问题：

由于灾害情况下道路交通系统功能对于城市系统总体功能的恢复具有重大影响，因而需要提供具有一定可靠性、能够在抗御地震及其次生灾害发挥作用的交通网络。

在灾害情况下，特别是在救援工作初期，人们（特别是其交通行为）往往失去有效的组织性，这种分散无组织的行动有可能造成交通网络总体机能的丧失，因而对于城市救灾保障交通系统设计中需要考虑这种特殊情况下的供需关系，以及对应的交通保障方法。

类似的研究需求在抵御火灾、水灾等方面均有重要的意义。

4.交通环境的关注—对策与手段

道路交通的环境污染主要分为交通噪声、大气污染、交通振动三个主要方面。道路交通噪声是由通过道路的汽车群发生、并传播到道路沿线的随机噪声，其特点是大小不规则，且变动幅度大。降低道路交通噪声的主要措施有改善车辆结构、改善行驶状态、控制交通量等，其具体内容参见图1。

道路交通工程系统分析方法篇（10）

可持续发展是当今使用频率相当高的一个词汇，其基本定义可以表述为“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展”。可持续发展是一种思想，意味着观念的转变；可持续发展是一种方向，意味着规划和目标的修正；可持续发展是一种宣言，意味着具体行动中的计划和贯彻。

回顾道路交通工程发展的 历史 ，呈现出一种人的认识观念与 科学 技术相互交织的发展过程，道路设计概念曾经历多个层次的提高：以工程造价为标准层次；结合交通服务水平标准层次；增加环境保护标准层次；可持续发展标准层次。每一层次的提高，都是在前一层次的基础上增加了新的评价因素，体现了一种观念的更新。每一次层次的提高，也都伴随着新技术的推广 应用 ：第一次层次的提升，是在交通工程学科发展的基础上进行的，交通流 分析 技术、交通设计技术、交通工程技术提供了强有力的支撑。第二次层次的提升，引进了环境科学的观念，形成交通环境的 研究 领域，考虑道路网环境容量的交通规划、交通公害（噪声、废气、振动）的防治、道路景观设计等。第三次提升，则更加注重巨型系统思想的应用，将把基础设施建设与 社会 经济 的持续发展紧密联系在一起。在可持续发展思想指导下，道路交通 现代 化建设需要进行观念的调整、目标的调整，以及系统结构的调整。

2.观念的调整—支撑可持续发展的交通设施体系

对于交通设施体系的构成，随着人类思想的进步不断发生着变化：早期在有限的建设能力和资金能力基础上，其构成只包含了最基本的部分—道路、铁道的本体；当交通安全问题提到议事日程之上以后，交通标志和标记、交通监控系统等成为交通设施体系中不可缺少的 内容 ；当交通环境问题提上议事日程，隔音墙、交通环境监控设备等成为交通设施体系中的新成员；与可持续发展的要求相适应，支持与土地利用规划相结合的交通规划决策支持系统和信息采集管理系统、更加充分发挥交通设施能力的交通诱导系统等成为交通设施体系中的重要成员。在这种硬件设施构成内容变化的背后，设计观念的更新，交通基础设施建设目标的变化等发挥着重要的作用。

以欧美日等发达国家智能化交通系统计划为例，表面看这是交通系统结构的变化和技术的变化，在传统的交通系统中增加了交通诱导系统、交通信息系统等，以及采用了 计算 机技术、控制技术、通信技术等进行技术改造。实际上在后台起到支撑作用的是这样一种认识：在有限的土地资源和环境资源制约下，传统的交通系统无法满足不断增长的交通需求，必须通过采用现代高新技术加以改造，提高资源的利用效率。在此基础上形成了一系列新的系统概念，例如：

综合交通信息系统提供道路网上的交通阻滞、交通事故、运行时间等情报，并提供公共交通的情报，帮助人们选择合适的交通方式、恰当的出行时间、合理的交通路线，促使交通出行分布在综合交通 网络 上进行合理分布，以减轻整个交通网络的负担。

交通诱导系统向车辆驾驶员提供信息服务，帮助他们了解整个道路网络的交通拥挤状态，引导他们避开拥挤路段或交叉口，促使整个路网负荷均匀化，达到提高利用效率的目的。

货运管理系统在交通信息的支持下，合理制定车辆调度计划，提供货物集配服务等，其目标是促进货物运输的高效化。

客运管理系统在交通信息的支持下，合理进行营运车辆调度，并提供公共交通服务信息，以提高客运系统的服务水平，吸引更多的客流，减轻整个城市交通系统的负担。

自动驾驶控制系统是在自动控制技术的支持下，提高单位道路面积的车辆通行能力，以及增强交通安全性。

由此可见，新的交通系统概念的提出过程中，需要观念和目标的更新作为前导。

当今世界，可持续发展已经成为许多国家的战略目标，我国亦将其作为重大战略加以实施。1992年李鹏总理率团出席了联合国环境与发展会议（unced），庄严承诺

与基础设施建设紧密关联的可持续 发展 目标是：改善人类居住区的 社会 、 经济 和环境；改善居民的居住工作环境和生活质量。这一目标需要通过多种途径的努力才能有效地实现，作为基础设施重要组成部分的 交通 建设对这一目标产生多方面的作用：引导作用，对区域社会经济空间形态发展的引导；支持作用，提供区域空间的基本支撑框架；保障作用，对于地震等灾害的救援来说，交通 网络 是最基本的生命线。对于交通领域来说，在可持续发展的思想指导下的建设目标是建立促进人类居住区持续发展的基础条件，其手段主要有：将土地利用与交通运输规划相结合；确立减少交通需求的发展模式；发展公共交通；改善交通管理；鼓励非机动运输方式等。

与发展目标相互关联，可将面临的复杂 问题 分解为如下层次关系：

第一层次的问题（目标层）：建立支持可持续发展的道路交通综合系统，提供对区域空间合理支撑框架、合理使用 自然 资源、有效支撑经济发展、具有一定的防灾抗灾可靠性的交通服务基础条件。同时需要强调的是，道路交通综合系统的直接目的是对人和物的流动加以支持，而不是简单地对车辆的运行加以支持等。

第二层次的问题（宏观控制层）：通过规划手段实现交通系统的总体协调和优化，以避免资源的浪费，并将交通建设作为用地规划、城市体系规划、国土规划实现过程的重要支撑基础和调控手段；通过政策手段引导实现交通模式的合理结构，通过需求管理促进用资源的合理利用，优先发展公共交通系统；采用政策手段促使交通行业的技术更新，优先推广节约资源和能源，提高交通系统运行效率的技术等。

第三层次的问题（技术层）：加强信息技术在交通工程中的 应用 ，例如交通诱导系统、交通综合信息系统等；认真 研究 和实施公共交通系统的发展和技术进步；减少对环境的交通污染：噪声、废气、振动的防治；废旧材料的利用，以减少对自然界的索取等。

2.结构的变化—道路交通综合系统的构成

在可持续发展战略指导下建立道路交通综合系统是一个包括“政府调控行为、 科学 技术能力建设和社会公众参与”的复杂系统工程，采用宏工程的观点看待这一问题，需要 分析 系统外部环境对道路交通系统所提出的功能要求，根据这种功能要求确定系统的结构，支撑这一结构的科学技术体系。

根据执行可持续战略的要求，道路交通系统将与其它系统之间形成如下接口关系：

与自然系统的直接接口，包括从自然界的索取、向自然界的排放、对自然界的干预等。

与社会系统的接口，与城市化进程的协调，对国土发展均衡程度的调节，对消费模式的 影响 等。

与经济系统的接口，包括与区域经济发展战略的协调，与能源利用政策的协调，对产业结构与布局的影响等。

这种接口关系要求道路交通系统满足如下功能：

基本交通功能，保证交通运输通畅、安全、快速、舒适、便捷；

环境保护功能，提高单位土地的利用效率，减少对自然界的索取和排放；

促进社会进步功能，通过有效的规划手段促进城市体系、区域布局的健康发展，正确引导社会消费方式，促使社区健康发展；

支持经济发展的功能，保障经济发展战略的实现，促进经济结构和经济布局的调整。

为适应功能要求多样化的发展趋势，所建议的道路交通综合系统将由政府管理子系统、基础设施子系统、科学技术子系统、公众服务及参与子系统所构成。

交通基础设施建设就是政府对可持续发展发挥作用的一个重要方面，政府有责任为社会和经济发展的建立合理结构和布局的基础，有责任确定正确的交通发展战略，同时交通设施又是政府的一种很有效的宏观调控手段。回想一下泰国曼谷城市交通所陷入的困境，许多城市交通造成的严重废气污染，我国城市交通中公共交通危险的萎缩倾向等，可以清楚地看到政府所担负的责任有多么重大。与这种责任相比，我国政府机构在制定交通发展战略、政策、规划和管理的过程中所获得的技术支持就显得有所不足，不够健全的信息系统、分割的管理体制、不够畅通的与专家之间的沟通渠道等都是需要进一步克服的重要问题点。

针对这一情况拟建的政府管理子系统，是以政府管理工作人员为使用对象，依托 计算 机 网络 系统，支持政府决策过程的人机系统。其 理论 基础在于钱学森先生1989年提出的开放的复杂巨系统及 方法 论，即从定性到定量综合集成法，这种方法进一步 发展 成为从定性到定量综合集成研讨厅。这一理论方法的实质是将专家体系、统计数据和信息资料、计算机技术三者结合，构成一个有机的整体支持决策活动。政府管理子系统的技术目标主要是提高决策的质量，而非单纯提高决策 分析 速度。系统的基本工作方式是信息服务、集成研讨、决策分析。

基础设施子系统中除了传统的道路本体设施以外， 交通 监控系统、交通信息系统、交通环境保护系统、自动收费系统、交通安全及事故处理系统等均是其中重要的组成部分。 现代 化的交通监控系统是道路交通系统中不可缺少的部分，它以平滑交通流为直接目标，并由此产生减少废气排放、减少能源消耗的目的。与国外的系统不同，我国需要认真考虑混合交通所带来的特殊 问题 。交通信息系统对调节交通需求、支持管理决策、支持运输部门和 企业 制定车辆调度计划等均有重要的作用，由信息采集、信息加工、信息几部分所组成。交通环境保护系统由废气、噪声、振动防治和监测两个基本部分所组成，其硬件包括隔音墙、低噪声铺装、桥梁减震装置、交通污染专用监测装置等。

科学 技术子系统的目的是通过技术推广和技术培训促进行业的技术进步，其构成包括科学情报服务体系、新技术推广体系、学术研讨体系等，硬件方面得到重点实验室、部门开放实验室、网络虚拟实验室、情报信息web服务节点、观测实验系统等的支持。其中网络虚拟实验室是进行有关道路交通领域工程技术 研究 和科学研究、进行道路交通领域高等工程 教育 、推广新技术新概念的重要基地；其主要服务对象为道路交通工程技术研究人员、高等学校的教师、研究生和本科学生等；虚拟实验室建立在计算机广域网络基础上，其核心是由计算机仿真实验系统所构成；系统主要提供远程教学实验和工程实验方面的服务。

公众服务与参与子系统在道路交通综合系统中占有不可替代的地位，交通需要公众密切参与，对公众服务包括信息服务、救援服务、管理服务等，例如智能交通系统中交通诱导系统、停车场引导系统、公共交通服务信息系统等均是公众服务概念系统；而公众参与则是指为获得公众理解与支持，所进行的公众教育（有些甚至是采取计算机仿真游戏的方式）、公众训练等活动，道路交通综合系统将通过交通培训基地、依托计算机网络的虚拟训练基地、交通宣传系统等对其进行必要的支持。

3.科学研究结构的变化—值得关注的研究领域

由于可持续发展提出了新的要求，因而支撑道路交通建设的科学研究 内容 发生着重要的变化，传统技术的比重正在下降，新技术学科的研究内容正在迅速得到关注，并正在得到逐步 应用 。

具有远见的规划是可持续发展的基本保证，因而交通规划研究领域正在发生着深刻的变化。交通规划从以基本依靠经验的定性分析为主阶段，到调查研究基础上的定量分析为主阶段，在向定性定量相结合的新阶段，呈现了一种螺旋式上升发展的过程。这首先是由于对于交通系统的要求变化，不仅需要满足交通需求，而且需要对 社会 经济 的可持续发展提供基础支撑条件。要求的变化造成研究范围的扩大变化，使得我们更加难以对研究对象的长期发展作出准确的预测。因此，交通规划的研究范围进一步扩大，更加注重与社会经济系统之间的协调配合，更加注重解决战略规划层面的问题，同时更加注意在长期交通需求预测不可能准确的前提下交通规划方法的研究。作为理论基础，宏工程理论和从定性到定量综合集成技术正在引起研究者的关注。

宏工程指的是关系全局的超大型工程项目的规划、设计、决策和组织实施。这一理论力图采用全新的综合大系统的工程概念，运用定性定量参半的方法，采用协调折衷、互补共济等寻求合适而非最优的思想方法来解决自己的问题。支撑宏工程思想的分析方法有系统动力学（sd）、结构解析（ism）、试误分析（try and error analysis）等。与传统系统工程相比，宏工程更加重视注重系统包络之外的整个系统环境。应用这一理论将有助于我们更好地分析交通系统与社会经济系统之间的协调关系。

从定性到定量综合集成是钱学森先生提出的一种 研究 复杂巨系统的具有我国特色的 方法 。其核心是将专家群体、数据和各种信息与 计算 机仿真有机地结合起来，把有关学科的 科学 理论 与人知识和经验结合起来，发挥综合系统的整体优势去解决实际 问题 。这一理论方法为我们在 交通 规划中定性定量相结合提供了基础，有助于改进面向复杂巨系统的决策理论方法。

从规划研究 内容 来看， 发展 城市公共交通，促进合理交通模式的建立，正在引起人们的重视。有限的 自然 资源不可能承担迅速发展的私人交通，必须采用政策、税收、建设、管理等多方面手段促使大量的人员利用公共交通系统。我国的城市交通规划多年来一直强调公共交通优先，但真正落实下来的情况并不好，如何以有力的 分析 论证说服政府及公众，在城市的空间资源利用、政府财政预算、技术进步支持等方面确实实施公共交通优先战略，仍是亟待解决的问题。

从规划范围来看，都市群交通 网络 规划随着城市化进程而提到了日益重要的位置，当行政协调问题能够解决之后，长江三角洲、珠江三角洲都市群的交通规划问题将迅速提出，必须为之进行必要的理论准备。

交通需求管理在可持续发展过程中需要给予关注的问题，人类应该较为自觉地调整自己的消费观念，其中交通消费是极为重要的一部分。交通需求管理通过停车管理、税收管理等多种手段实现对交通方式的调节，鼓励减少交通出行的模式及较少资源消耗的模式。

信息技术正在迅速进入交通工程领域，智能交通系统建立在信息技术的基础上，其核心就是交通信息系统。我国的交通信息系统还十分落后，不够完善的交通信息采集系统、非常不够充分的信息加工利用，有待改进的信息手段等，都是需要重点解决的问题。道路交通综合系统是一个多维世界，信息在其中发挥着重要的作用。人们的交通选择行为正是在信息的支持下完成的，政府的交通战略、交通规划、交通政策正是在信息的支持下制定的，交通管理机构的日常管理决策更是离不开信息基础。当前需要注意的是计算机与通信技术的结合，特别是广域计算机网络基础上的信息传播和信息采集。

作为信息技术实现载体，交通诱导系统、交通信息系统、交通控制系统在 现代 道路交通体系中发挥着十分重要的作用，它们将交通主体—人或物、交通工具、交通基础设施、交通管理部门联系为有机的整体，减少了由于系统内部不相协调造成的效率下降。交通诱导系统的研究工作已在我国展开，当前的工作重点其一是系统的总体框架研究和具体分析模型研究，作为基础理论交通行为值得给予必要的重视。交通信息系统 目前 的研究主要是试图综合各方面的信息，加工后提供分层次的信息图像以满足不同任务的需要，近年来发展起来的数据仓库技术、数据挖掘技术等正在展现出良好的 应用 前景。同时，支持不同层次管理决策的决策支持系统也是研究者关注的一个方面，其需要研究的主要问题是如何利用信息网络所提供的大量信息，从中挖掘出自己所关心的内容；如何对定性定量相结合的决策过程提供有效的支持；如何适应不同层次的决策特点等。在信息技术应用过程中，值得注意的是分散布局、总体协调的趋势，总体规划强调的是协议标准，而不是拘泥于技术细节，这使得庞大的信息系统可以分步分散开发，逐步到位，以减少系统开发的难度。

道路交通环境保护技术仍然是今后关注的热点。汽车废气的防治手段主要是采用清洁能源、尾气净化，并通过政策调控减少汽车使用。除此之外需要注意的是加强工程技术的研究，分析废气在特定环境下的扩散 规律 ，以减轻局部位置的废气污染。道路交通废气污染专用监测系统的建立也是非常重要的一项任务，国外建立的这类专用系统常年积累的数据为其环境对策制定创造了很好的条件。噪声防治在传统的研究领域仍然面临许多课题，可用于工程评价和工程设计的噪声传播基本规律研究还有待深化，隔音墙的设计有待改进，低噪声路面技术有待进一步进行工程化实验和推广。此外，在交通规划中考虑环境保护因素正在形成热点，特别是土地利用、城市体系结构与交通骨架相互配合，构成生态城市体系结构，是规划工作中的研究重点。在具体规划方案的制定过程中，交通环境容量分析技术具有较好的实用前景。为减少对自然界的索取，采用废旧材料进行道路建设仍值得给予高度重视，粉煤灰、废钢渣等用于路基建设取得了很好的效果，仍然需要进一步研究 工业 废料作为筑路材料，以及道路旧路改造过程中废旧沥清的再生利用。

交通 网络 的可靠性 研究 是一个值得展开的领域，特别是在城市道路网络规划中更应给予足够的重视。我国 目前 正在经历一个新的城市化过程，在城市布局规划过程中需要认真考虑对地震等重大 自然 灾害预防和救援 问题 ，为城市的进一步 发展 打下良好的基础。在重大地震灾害发生后，道路交通系统对于城市的救援与恢复起着至关重要的作用，这已被国内外多次地震灾害血的事实所证明。

研究地震灾害情况下保障道路交通面临两个基本问题：

由于灾害情况下道路交通系统功能对于城市系统总体功能的恢复具有重大 影响 ，因而需要提供具有一定可靠性、能够在抗御地震及其次生灾害发挥作用的交通网络。

在灾害情况下，特别是在救援工作初期，人们（特别是其交通行为）往往失去有效的组织性，这种分散无组织的行动有可能造成交通网络总体机能的丧失，因而对于城市救灾保障交通系统设计中需要考虑这种特殊情况下的供需关系，以及对应的交通保障 方法 。

类似的研究需求在抵御火灾、水灾等方面均有重要的意义。

4.交通环境的关注—对策与手段

道路交通的环境污染主要分为交通噪声、大气污染、交通振动三个主要方面。道路交通噪声是由通过道路的汽车群发生、并传播到道路沿线的随机噪声，其特点是大小不规则，且变动幅度大。降低道路交通噪声的主要措施有改善车辆结构、改善行驶状态、控制交通量等，其具体 内容 参见图1。

汽车是大气污染的移动发生源，由汽车排放的污染物质有碳氢化合物、一氧化碳、氮氢化合物、铅化物、颗粒物质等。为减少汽车的排放污染，最重要的控制发生源，首先可以采取较少汽车排出的污染物质数量（例如采用无铅汽油）；第二可以以强化排出气体管理规章为中心，促进汽车结构的改善；第三利用交通控制系统保持交通流的畅通，通过交通规则改善行驶状态；第四，促使私人汽车交通转向公共交通系统，以及促进货运方式的合理化等交通总量控制手段；第五是改善道路结构，确保环境设施带、绿化等缓冲区域等。