002交通工程设施设计第二章

交通工程设施设计第二章交通工程设施总体规划第二章交通工程设施总体规划教学内容1）交通工程设施总体规划的原则与方法2）道路交通系统特性3）交通工程总体规划1交通工程设施总体规划原则1.1从最大限度地发挥高速公路快速、安全、经济、舒适的优点出发，提供充分的系统可靠性和安全性1.2既要考虑建设者和经营者的直接经济效益，利于节约资金和调动积极性，又要充分考虑高速公路的社会效益，发挥高速公路对国民经济的推动作用1.3总体规划应因地制宜，在充分考虑规划区域实际情况的前提下，尽量向世界和国内先进水平看齐，保证其经济合理性1交通工程设施总体规划原则1.4应考虑交通工程系统与道路工程系统的相互依赖和交通工程各子系统之间的协调1.5在考虑交通工程各系统的容量时，应考虑未来交通的发展，留有较大扩容的弹性2交通工程设施总体规划方法2.1基础资料调查政策方针调查调查国家对规划区发展的一系列政策方针地方经济发展规划国土资源开发计划环保政策综合运输规划公路网及高速公路建设规划规划区域公路网运输调查现有的公路网络组成及技术等级国省干线公路历年交通流量及组成已建成或已设计的高速公路交通工程设施2交通工程设施总体规划方法2.2分析预测1）根据区域公路网规划和经济资料对路网进行分析2）按照已有的高速公路立交布设原则对尚未进行预工可研究的高速公路的立交进行大致的布设3）根据规划区域内的社会经济资料和路线交通量资料，对未来路网的断面交通量和立交交通量进行预测分析4）根据路网交通分析结果，确定规划的阶段和总体性目标，明确规划各子系统所要解决的重要问题2交通工程设施总体规划方法2.3系统规划根据预测结果和规划目标，进行管理、收费、监控、通信、安全设施、服务区及养护区、电气、环保、救援等各子系统的近、远期规划方案设计1）管理体制规划对高速公路网近期及远期的管理模式、管理机构的性质、职责、人员设备规模等进行规划2）收费系统规划对高速公路网收费系统方案进行比较论证，确定收费系统的收费制式、收费方式，对收费设备、土建工程、收费人员的配备进行规划和估算2.3系统规划3）监控系统规划对高速公路网的监控目标，设备、系统的建设规模、建设方式等进行系统规划4）通信系统规划对高速公路通信系统网络的网络构成、组成规模、形成方式、建设周期、系统投资、网络的维护方式、人员设备和费用等进行规划5）救援系统规划对区域高速公路网的交通救援系统进行规划2.3系统规划6）安全设施规划对高速公路网安全设施的配备、材料类型及投资等进行统一规划7）服务区及养护区规划从高速公路网总体出发，对高速公路服务区和养护区进行系统布设，确定规模及投资估算8）电气系统规划区域高速公路供电的要求、供电的方式、照明的设置及设备类型选择和投资估算2.3系统规划9）环保规划对高速公路进行环保评价，提出环保措施、管理方式等10）系统评价对高速公路网交通工程设施总体规划方案进行系统评价，并对交通工程系统效益进行定性和定量分析3道路交通系统特性交通规划、设计、管理理论、方法和技术交通设施交通参与者交通工具安全性/效率性/舒适性提高，环境明显改善调整交通需求提高服务能力交通规划、设计、管理理论、方法和技术交通设施交通参与者交通工具安全性/效率性/舒适性提高，环境明显改善调整交通需求提高服务能力3道路交通系统特性3.1人的交通特性道路交通系统中的主要部分，贯穿于交通工程学的各个方面驾驶员乘客行人驾驶人员机动车道路环境用方向盘、制动器等进行控制（人）（机）量仪表、振动等坡度、凹凸不平、各种交通管理标志等驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一，是影响交通安全与效率的关键要素1）驾驶员驾驶员的反应操作过程驾驶员在驾驶车辆过程中，首先通过自己的感官，从外界环境接受信息，产生感觉，然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。在知觉的基础上，形成所谓“深度知觉”。最后，驾驶员凭借“深度知觉”形成判断，从而指挥操作。车内环境车外环境信息输入感受器知觉器记忆思考判断器意志决定反应器车辆行驶反应输出兴趣、情绪环境感觉器官传入神经传出神经动作器官车辆中枢神经反馈产生知觉1）驾驶员驾驶员的反应操作过程驾驶员在驾驶车辆过程中，首先通过自己的感官，从外界环境接受信息，产生感觉，然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉。在知觉的基础上，形成所谓“深度知觉”。最后，驾驶员凭借“深度知觉”形成判断，从而指挥操作。车内环境车外环境信息输入感受器知觉器记忆思考判断器意志决定反应器车辆行驶反应输出兴趣、情绪环境感觉器官传入神经传出神经动作器官车辆中枢神经反馈深度知觉形成判断1）驾驶员视觉特性视力眼睛分辨两物点之间最小距离的能力静视力：站在视力表前5m处的视力。驾驶员要求0.7以上，无红、绿色盲动视力：在行车过程中的视力，比静视力小。随着车速增大，视力明显下降。也随着年龄增大而下降。夜间视力：受某些因素影响，位于明亮地方的物体容易被人发现，位于黑暗地方的物体不易被发现1）驾驶员视觉特性夜间视力夜间驾驶员辨认距离衣物的颜色白黑乳白红灰绿能发现某种颜色的距离（m）82.542.876.667.866.367.6能确认是某种物体的距离（m）42.918.832.147.236.436.4能断定其移动方向的距离（m）19.09.613.224.017.017.81）驾驶员视觉特性视力与亮度有关夜间视力随着照度的增大而增大,注意夜间行人消失现象黄昏时间对驾驶员最为不利1）驾驶员视觉特性视觉适应视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感受性适应过程暗适应：由明亮处进入暗处，眼睛习惯后，视力恢复明适应：由暗处到明亮处，眼睛习惯后，视力恢复1）驾驶员视觉特性视觉适应暗适应时间较长，通常要3～6min才能基本适应，约30～40min才能完全适应明适应则可在1min内达到完全适应由隧道外进入没有照明条件的隧道内，大约发生10s的视觉障碍夜晚在城区和郊区交界处，由于照明条件的改变也会使驾驶员产生视觉障碍，从而影响行车安全黄昏时路面的明亮度急速降低(特别是秋天的黄昏)，但天空还较明亮，视觉的暗适应较困难，此时正值驾驶员和行人都感到疲劳的时候，事故发生率较高，应从多方面予以重视1）驾驶员视觉特性视觉适应1）驾驶员视觉特性眩目视野内有强光照射，颜色不均匀，使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍间断性的眩目：夜间行车，对面来车的前灯强光照射，易使驾驶员产生眩目现象生理性眩目：当受到对向车灯强烈照射时，不禁要闭目或移开视线心理性眩目：由于路灯照明反射所产生的眩光使驾驶员有不愉快的感觉眩目是由眩光产生的。眩光会使人的视力下降，下降的程度取决于：光源的强度、视线与影响光之间的夹角、光源周围的亮度、眼的适应性等多种因素视力的眩光影响恢复：由亮到暗6s，由暗到亮3s1）驾驶员视觉特性眩目视野内有强光照射，颜色不均匀，使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍防治方法1）驾驶员视觉特性立体视觉人对三维空间各种物体远近、前后、高低、深浅和凸凹的感知能力双眼注视景物时，会在视网膜上产生视差，是深度知觉的基础深度信息传到大脑枕区再经加工处理后，便产生深度立体感知双眼视觉：两眼视差所产生的二维物象融合为一个单一完整的具有三维立体感的三维物象的能力立体视觉的生理基础是双眼视觉功能必须正常，立体盲患者在视差的传递或视中枢信息处理时会发生断路或紊乱，从而导致对深度距离的判断不准或反应迟钝3.1人的交通特性1）驾驶员视野：注视点两侧可以看到的范围在静止状态下，头部不动两眼注视前方时，眼睛两侧可以看到的范围称为静视野。头部不动，但眼球可以转动时，所能看见的范围称为动视野与车速大小有关，静止时视野范围最大（设标志牌等的依据），车速越高视野越小，但前方注意点越远与颜色有关（绿色视野最小，红色较大，兰色更大，白色最大）视野与视力密切相关：最佳视力、清晰视力视锥角10度范围内，标志、信号设在此范围内）3.1人的交通特性1）驾驶员视野：注视点两侧可以看到的范围影响因素：视力、速度、颜色、体质3.1人的交通特性1）驾驶员色感红色光（禁行信号）：刺激性强，易见性高，使人产生兴奋、警觉黄色光（警告信号）：亮度最高，反射光强度最大，易唤起注意绿色光（通行信号）：比较柔和，给人以平静、安全感3.1人的交通特性1）驾驶员反应特性：知觉—反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素决定因素：驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思想集中、工作经验3.1人的交通特性1）驾驶员反应特性：知觉—反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素决定因素：驾驶员素质、个性、年龄、情绪、环境、行程途中思想集中、工作经验3.1人的交通特性1）驾驶员心理特点和个性特点：身心健康是行车安全必不可少的条件必要条件：思想上注意安全行车，平静的精神状态，安定审慎的性格3.1人的交通特性1）驾驶员心理特点和个性特点：身心健康是行车安全必不可少的条件3.1人的交通特性1）驾驶员驾驶疲劳：由于驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳及客观测定驾驶机能低落3.1人的交通特性2）乘客交通心理要求：省时、省钱、省力、安全、方便、舒适影响因素：不同的道路等级、线形、路面质量、汽车行驶平稳性、车厢内的气氛、载客量、车外景观、地形3.1人的交通特性2）乘客3.1人的交通特性3）行人交通特性（步行交通）：行人的速度、对个人空间的要求、步行时的注意力相关因素：年龄、性别、出行目的、修养、心境、体质、生活区域、街景、交通状况（表2-2）P113.1人的交通特性3）行人因素行人速度个人空间行人注意力年龄成年人正常的步行速度为1.0~1.3m/s之间，儿童的步行速度随机性较大，老年人较慢成年人步行时个人空间要求为0.9~2.5m2/人，儿童个人空间要求比较小，老年人则要求比较大成年人比较重视交通安全，注意根据环境调整步伐和视线，儿童喜欢任意穿梭性别男性比女性快男性大、女性小大致相当出行目的工作、事务性出行，步行速度较快，生活性出行较慢工作、事务性出行，注意力比较集中，生活性出行注意力分散文化素养受教育程度高的人一般要求高，为自己，也为别人。反之，则要求低，也不太顾及他人受教育程度高的人一般对个人空间要求高，也比较注意文明走路和交通安全心境心情闲遇时速度正常，心情紧张、烦恼时速度较快心情闲暇时个人空间要求正常，心情紧张时要求较小，烦恼时要求较大心情闲暇时注意力容易分散，紧张时比较集中街景街景丰富时速度放慢，单调时速度加快街景丰富时个人空小，单调时个人空间大街景丰富时注意力分散，单调时集中交通状况拥挤时，速度放慢拥挤时个人空间变小拥挤时，注意力集中生活区域城里人生活节奏快，步行速度高；乡村人生活节奏馒，步行速度慢城里人步行时注意力比较集中，乡村人比较分散3.1人的交通特性3）行人3.1人的交通特性3）行人3道路交通系统特性3.2车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用1）动力性能30％空气阻力滚动阻力地面驱动力坡度阻力Fk=f(Φ，G，Mk)地面驱动力车轮驱动力附着重量附着系数3道路交通系统特性3.2车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用1）动力性能最高车速加速时间最大爬坡能力车辆类型项目尺寸(m)总长总宽总高前悬轴距后悬小客车6(5)1.82(1.6)0.8(1.0)3.81.4载重汽车(普通汽车)122.541.56.54鞍式车(铰接车)16(18)2.541.2(1.7)4+8.8(5.8+6.7)2(3.8)3道路交通系统特性3.2车辆交通特性车辆的特征和性能在设施设计中起重要作用2）制动性能制动距离制动效能的恒定性：制动过程实际上是汽车行驶的动能通过制动器转化为热能。所以温度升高后，能否保持在冷状态时的制动效能对于高速时制动或长下坡连续制动都是至关重要的制动时的方向稳定性：指制动时不产生跑偏、侧滑及失去转向能力的性能。制动跑偏与侧滑，特别是后轴侧滑是造成事故的主要原因2254VLi3道路交通系统特性3.3道路基本特性3道路交通系统特性3.3道路基本特性道路建设数量是否充分，道路结构和质量能否保证安全快速行车，路网布局、道路线形是否合理1）路网密度衡量道路设施数量的基本指标2）道路结构结构物设计标准