交通运输规划原理-第一章

1交通运输规划原理西南交通大学本科生课程主讲教师：杨达副教授博士开课单位：交通运输与物流学院教育和工作经历：(1)2003/09–2007/06，西南交通大学，交通运输学院及物流学院首届“茅以升班”，本科。(2)2007/09–2009/06，西南交通大学，保送物流学院物流工程专业，硕士；(3)2009/09–2013/06,西南交通大学，交通运输与物流学院交通运输规划与管理，博士，交通工程方向；(4)2010/08–2012/08，美国威斯康星大学麦迪逊分校，土木与环境学院交通工程专业，为期两年中美“联合培养”博士；（5）2013/07-至今，西南交通大学，交通运输学院交通工程系（6）2015/09-2015/12，香港科技大学，计算机科技与工程系，学术合作（7）2015/11，破格晋升副教授自我介绍主持基金：国家自然科学基金、四川省科技厅基金、成都市科技局基金、中央高校基金、西南交通大学高层次人才计划“竢实之星”发表论文：共发篇论文40篇，其中顶级交通SCI、EI期刊论文20余篇学术兼职：担任JournalofIntelligentTransportationSystems,TransportationResearchRecord,TransportmetricA,JournalofAppliedMathematics,PhysicaScripta等著名SCI期刊的审稿人。研究方向：(1)交通流理论与方法;(2)城市道路施工交通组织、优化、控制;(3)车联网\智能道路;(4)辅助驾驶\自动驾驶联系方式：手机[phone]邮箱[e-mail]自我介绍学时:32作业:2-3次考核:出勤(10%)+期中考试(20%)+作业(20%)+期末考试(40%)点名:5次，3次不到取消考试资格要求:上课不讲话，考试不作弊课程安排教材及参考书作者课程教材及主要参考书名称出版社名称出版时间教材邵春福交通规划原理中国铁道出版社2004参考书徐慰慈城市交通规划论同济大学出版社1998陆化普交通规划理论与方法（第2版）清华大学出版社2006刘灿齐现代交通规划学人民交通出版社2001SheffiY.UrbanTransportationNetworks:EquilibriumAnalysiswithMathematicalProgrammingMethodsPrentice-Hall,Inc,EnglewoodCliffs,NewJersey1985课程内容安排第一章绪论（2学时）第二章交通调查（2学时）第三章交通与土地利用（4学时）第四章交通网络布局与设计（2学时）第五章交通的发生与吸引（2学时）第六章交通分布（4学时）第七章交通方式划分（2学时）第八章交通流分配（8学时）第九章交通需求预测中的其它相关模型（2学时）第十章交通规划中几种常用的软件系统（2学时）第十一章交通规划实例（2学时）复习课（2学时）第一讲绪论1.交通概述2.交通规划概述3.交通规划的发展交通——人和物的流动，采用一定的方式，在一定的设施条件下，完成一定的运输任务，包括航空、水运、铁路和道路上的交通。“交通”通常被广义地定义为“人、货物、信息的地点间,并且伴随着人的思维意识的移动”。由于人和货物的移动与信息的移动在速度上的差异,信息的移动已经形成了独立的学科。communication,traffic,transportation,transport,Jiaotong第一节交通概述交通又被狭义地定义为“人或货物的地点间，并且伴随着人的思维意识的移动”。也就是说，流水、下雨、刮风以及泥石流等物体的单纯地点间的移动不能认为属于交通的范畴。城市综合交通——存在于城市中及与城市有关的各种交通形式。第一节交通运输概述1、城市对外交通——指城市与其他城市间的交通，及城市地域范围内的城区与周围城镇、乡村间的交通。2、城市交通——指城市道路上的交通，分为货运交通和客运交通。3、城市公共交通——指使用公共交通工具的城市客运交通。第一节交通运输概述第二节交通规划概述交通规划的背景交通规划的定义交通规划的作用2.1交通规划的背景★规划：解决问题的可能方案（途径），代价和效果，供决策交通规划的重要性在于引导重要决策，其目的之一是围绕既定的目标来融合政府、利益集团和个人的决定第二节交通规划概述★需求、技术、价值观表层需求和深层需求技术：可以选择的设施和工具。解决已有的交通问题；设施建设--防患于未然发展的环境代价。可持续发展的理念2.1交通规划的背景第二节交通规划概述★城市发展和经济增长交通问题，对设施的需求交通模式，生活方式★服务和效率★政府行为：资源分配的合理性要求2.1交通规划的背景第二节交通规划概述★未来的不确定性：经济发展前景；经济对生活方式的影响汽车发展和作用的多变前景能源与环境的制约因素观念的改变郊区化和城市化2.1交通规划的背景第二节交通规划概述①交通规划是理解出行者行为以及未来规划有重大影响的其他行为的依据，包括：车辆数、出行方式、出行目的地选择、土地发展趋势等；②为主要的道路和公共交通设施计划提供选择和依据；③为设施管理和使用政策提供依据，包括财务、运行管理和公共交通的服务形式，各类设施(如道路和停车)的交通管理；④为设施的使用收费和为设施建设的融资计划提供依据2.2交通规划的定义第二节交通规划概述定义1：所谓城市交通规划，是通过对城市交通需求量发展的预测，为较长时期内城市的各项交通用地、交通设施、交通项目的建设与发展提供综合布局与统筹规划，并进行综合评价。它是解决城市交通问题的最有效途径之一。（东南：王炜）定义2：城市交通规划是以城市总体规划和城市交通活动特点的调查资料为基础，对城市未来交通进行研究的过程和对未来交通的安排。（同济：徐慰慈）2.2交通规划的定义第二节交通规划概述1.交通运输的特点使规划十分重要交通运输设施建设费用高，在地方政府投资中占很大比例设施建设是一项长期计划，很难半途而废；交通建设投资不能进行小规模试验；交通建设项目投资并不一定是有益的；不恰当的对策意味着损失时间和经济效益；交通规划可以有很多方案，但方案的比较和选择却很困难2.3交通规划的作用第二节交通规划概述2.中国的现状使规划更为重要人口继续增长，城区很高的人口密度机动车数量，汽车工业政策有限的城市道路用地道路用途混杂，通行能力低下2.3交通规划的作用第二节交通规划概述我国古代城市的城市道路交通规划近、现代城市的城市道路交通规划现代城市交通规划理论的发展阶段第三节交通规划的发展3.1我国古代城市的城市道路交通规划原始社会后期至商周的“井田制”道路交通《周礼》：周代，耕地、沟、道路、居住地同时规划，径、畛、涂、道、路五级道路担负不同的交通，形成了历史上最早的方格网道路系统。奴隶制和封建社会城市的道路交通井田规划思想得到延续：经涂，纬涂、环涂、野涂——周王城道路系统规划图曹魏邺城图唐长安城宋东京（开封）城宋东京（开封）城“营国制度”突破：政治职能兼具经济职能：如北宋东京汴梁道路系统规划图对比概括来说：营国制度影响，集中封闭的城市布局方式，城市道路呈现集中式的布置，通达性不够，城乡道路基本以城门为分界点和连接点。井田方格基础上，出现丁字交叉和斜街出现繁华的商业街道城市水系与道路网结合清代北京道路系统3.2近、现代城市的城市道路交通规划近现代城市的城市交通和城市道路系统规划资本主义初期的探索承袭了古典欧洲以广场为核心的规划手法，修建宽阔笔直的大街，在城市中心设立资本主义经济所需要的设施，如交易所，税务，邮电等这些改造仅仅限于中心街区，贫困居民从中心迁移，新的恶化出现。1669年重建伦敦方案1812年纽约道路网图1882年马塔提出的“带形城市”理论一种主张城市平面布局呈狭长带状发展的规划理论。“带形城市”的规划原则是以交通干线作为城市布局的主脊骨骼；城市的生活用地和生产用地，平行地沿着交通干线布置；大部分居民日常上下班都横向地来往于相应的居住区和工业区之间。带形城市也较易于防止由于城市规模扩大而过分集中，导致城市环境恶化。城市局部地区分期建设带形发展模式交通干线一般为汽车道路或铁路，也可以辅以河道。城市继续发展，可以沿着交通干线（纵向）不断延伸出去。带形城市由于横向宽度有一定限度，因此居民同乡村自然界非常接近。纵向延绵地发展，也有利于市政设施的建设。1898年霍华德田园城市道路网图田园城市是为健康、生活以及产业而设计的城市，它的规模能足以提供丰富的社会生活，但不应超过这一程度；四周要有永久性农业地带围绕，城市的土地归公众所有，由一专业委员会受托掌管。霍华德设想的田园城市包括城市和乡村两个部分。城市四周为农业用地所围绕；城市居民经常就近得到新鲜农产品的供应；农产品有最近的市场,但市场不只限于当地。田园城市的居民生活于此,工作于此。所有的土地归全体居民集体所有，使用土地必须缴付租金。城市的收入全部来自租金；在土地上进行建设、聚居而获得的增值仍归集体所有。城市的规模必须加以限制，使每户居民都能极为方便地接近乡村自然空间。邻里单位示意图“邻里单位”是20世纪初首先在美国产生的，是居住区的规划理论，其基本出发点一是以“邻里单位”为细胞来组织居住区，二是力图解决现代机动车交通对居民，特别是小学生上学的安全的影响。Radburn形态示意图扩大街坊图解扩大街坊：提出把城市主、次干路同地方支路分开，在城市中开辟容量高，速度快的干路，划出大街坊，干路上设置少量的交叉口以允许和限制交通进入大街坊内的地方支路，街坊内有自己的地方性商业服务设施，还可以组织内部的步行道路系统，这样既保证了城市干路交通的畅通，又可使居住区内部不受干扰。双层城市交通系统立体交通：提出在不同平面把人行交通和车行交通分开的立体交通方案。美国明尼阿波利斯的“空中步道”系统马尔默“双层城市”交通系统有机疏散理论：含义就是要像人的机体一样有生命地疏散过于拥挤的城市。成组成团地组织城市生活。按照有机疏散的原则．城市以邻里单位组成居住区的“细胞”，以树枝状道路系统为骨架，公共服务设施分级布置，集中工业区安排在交通干线附近．无害工业可靠邻里单位就近布置，城市各部分之间形成有机的关系。“有机疏散”交通规划模式3.3现代城市交通规划理论的发展阶段交通规划理论的产生和发展大致可分作4个阶段：一、萌芽阶段1944年美国进行了有史以来第一次针对交通出行的家访调查、20世纪50年代美国借用系统分析方法对城市路网的布局进行了分析、日本于1950年在东京进行了机动车出行OD调查。但这些只是局部的尝试性探索，作为系统的交通规划理论尚未形成二、四阶段法阶段以1962年美国芝加哥市发表的《ChicagoAreaTransportationStudy》为标志，交通规划理论得以诞生。该阶段把交通规划中的交通需求分析分为交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配四个步骤进行，这就是交通规划的四阶段法理论。1962年美国制定的联邦公路法规定凡5万人口以上城市，必须进行城市交通规划，方可得到联邦政府财政补贴。3.3现代城市交通规划理论的发展阶段三、非集计模型(DisaggregateModel)阶段该模型最早始于20世纪60年代后期，20世纪70年代后，McFadden等学者对其进行了深入的研究，并推向实用化。四阶段法是将个人的交通活动的数据资料按交通分区进行统计处理的，是以交通分区为单位的模型非集计模型的分析单位是个人，对调查得到的数据不进行统计处理，而是引入效用理论、概率论的方法进行直接分析。3.3现代城市交通规划理论的发展阶段四、平衡模型加计算机阶段1975年LaBlanc发明Beckmann平衡交通分配模型的算法以来，人们借助数学规划方法、神经网络法、计算机技术使该模型得以推广应用。3.3现代城市交通规划理论的发展阶段因此，现代交通规划最为突出的特点是交通流的定量化，它从交通的基本发生源着手，