《交通工程学》教案Word文档下载推荐.doc

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一、教学目的和要求

知识目的：

1.掌握交通工程学的定义及特点。

2.了解交通工程学的产生和发展以及未来的发展趋势。

二、教学重点和难点

教学重点：

交通工程学的定义及特点。

教学难点：

交通工程学的研究范围。

三、授课学时

4课时

四、授课方式

讲授

五、教学内容与教学组织设计

（一）导入新课

我们平时都说交通，那么什么是交通？

作为一门学科，我国现在的交通工程学研究状况怎样？

（二）新课教学

1.交通的概念

广义交通：

人、车、路和信息在两地间输送的总称。

人和物的运转与运输【人和物借助交通工具的载运，产生有目的的空间位移】。

语言、文字、符号、图像等的传递播送。

狭义交通：

人和物在管理空间上的移动。

现代运输包括铁路、道路、水运、航空和管道运输，在本领域指道路交通。

2.交通运输系统的功能

实现社会生产和生活中人流、物流的经济有序的流动；

促进人类的活动空间和经济空间的形成和拓展。

活动空间：

住宅、写字楼、购物中心、公园、度假村，公共读书馆等；

经济空间：

物资移动的赢利范围，出行过程中可承受的时间与费用范围，等；

3.交通工程学的定义

交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系，探讨道路交通的规律，建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法，以及有关设施、装备、法律和法规等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。

（构成要素：

人、车、路；

手段：

探讨、规律；

建立：

法律、法规；

目的：

安全、快捷、高效）。

研究交通发生（过去及现在）、发展（将来），时空分布规律，道路交通调查、路网规划、设计、营运、管理控制、安全的理论与方法以及与道路相关的法规、工程（Engineering）、教育（Education）、能源（Energy）、环境（Environment）等问题的综合性学科。

4.要树立五个方面的工程意识：

改善的观点，可操作的观点，定量的观点，全局的观点，可持续的观点。

5.我国交通工程学的主要内容

（1）人车路特性

（2）交通流特性（3）交通调查（4）交通流理论（5）道路通行能力（6）交通信号控制（7）道路交通规划（8）交通安全（9）城市公共交通系统（10）停车场规划与设计（11）道路交通环境保护（12）智能运输系统

6.交通工具的变革与工程的发展

①步行时代；

②马车时代；

③汽车时代；

④高速公路时代；

⑤智能运输时代。

7.交通工程学科的建立与发展：

①基础理论形成阶段（20世纪30年代初~40年代末）；

②交通规划理论研究阶段（20世纪50年代初~70年代初）；

③交通管理技术形成阶段（20世纪70年代~90年代）；

④智能化交通系统研究阶段（20世纪90年代中期）。

8.我国交通工程学的发展

（1）我国的交通现状

综合运输，公路交通，城市交通。

（2）我国交通工程学科的产生及面临的任务

我国交通工程学科的产生

我国交通工程学科面临的任务

9.交通工程在我国目前的发展状况，主要有：

（1）建立学术和研究机构，培养专业人才

（2）开展了基础数据的调查

（3）城市交通规划与公路网规划

（4）制定交通法规

（5）交通管理与交通控制

（6）交通安全设施与交通检测仪器的研制

（7）交通工程学基本原理在道路交通实践中的应用

（8）计算机技术在交通工程中的应用

（9）新理论、新技术的研究

10.适应我国交通特点的交通控制理论与方法研究

（1）区域交通控制软件系统开发与实施的研究；

（2）区域交通控制系统设备与配套技术的研究；

（3）高等级公路情报采集与信息传输、监控技术的研究；

（4）高等级公路与城市道路的交通管理体制、理论方法与设施的研究；

（5）高等级公路立交规划设计与评价理论与方法的研究。

六、总结

1．交通工程学的定义。

2.交通工程学科外延：

①社会科学方面；

②自然科学方面；

③工程设计方面。

3.交通工程学性质：

一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科。

七、作业布置

1．交通工程学的定义是？

2．交通工程的发展机理哪几个过程？

3．交通工程学研究的内容有哪些？

4．发动机经济性指标包含哪几个指标？

八、教学答疑、记录

九、教学反思

第2章交通特性

1.掌握人-车-路的交通特性。

2.掌握交量特性的定义、时间分布，空间分布等。

3.了解行车速度特性，交通密度特性的定义。

能力目的：

能够对交通密度进行计算。

人-车-路的交通特性。

交量特性的时间分布，空间分布。

本节课学习交通系统各要素特性及要素之间相关特性。

第一节人、车辆、道路的交通特性

一、道路交通系统的四个基本要素：

1.人——车辆（机动车和非机动车）驾驶员、乘客和行人

2.车辆——机动车、非机动车

3.道路——公路、城市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路

4.环境——渗透在以上三个因素之中

二、人的交通特性

1.驾驶员的交通特性

2.非驾驶员的交通特性

乘车、骑自行车、步行等

3.交通规划、设计与管理及运营者特性

三、交通系统中”人”的特性及其影响

1.人是交通系统中的最活跃的因素；

2.人是交通需求之源；

3.人是影响交通安全之关键；

4.人是改善交通系统之主；

5.交通系统应以人为本。

四、机动车的交通特性

1.动力性能，2.制动性能，3.通过性，4.机动性，5.操纵稳定性

第二节交通量的基本特性

一、交通量的定义

交通量是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。

按交通类型分，有机动车交通量、非机动车交通量和行人交通量，一般不加说明则指机动车交通量，且指来往两个方向的车辆数。

二、交通量特性的分析一般要从三个方面来进行：

1.交通量的时间分布特性；

2.交通量的空间分布特性；

3.交通量的构成特性。

三、交通量的空间分布

交通量的大小与社会、经济发展速度、人民文化生活水平、气候、物产等多方面因素有关，它除了随时间而变化外，还随空间的不同而变化。

这种随空间位置而变化的特性称为空间分布特性，一般是指同一时间或相似条件下，随地域、城乡、路线、方向、车道等的差别而变化的情况。

第三节行车速度特性

一、基本定义

设行驶距离为l，所需时间为t，则车速可用l／t形式表示。

按l和t的取值不同，可定义各种不同的车速：

1．地点车速

这是车辆通过某一地点时的瞬时车速，因此观测时l取尽可能短，通常以20-25m为宜，用做道路设计、交通管制规划资料。

2．行驶车速

这是从行驶某一区间所需时间（不包括停车时间）及其区间距离求得的车速。

3．运行车速

是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速，用于评价道路通行能力和车辆运行状况。

4．行程车速

行程车速又称区间车速，是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括停车时间）之比。

5．临界车速

这是指道路达到理论通行能力时的车速，对于选择道路等级具有重要作用。

6．设计车速

是指在道路交通与气候条件良好的情况下仅受道路物理条件限制时所能保持的最大安全车速，用作道路线形几何设计的标准。

二、行车速度的统计分布特性

行车速度与交通量一样，也是一个随机变量。

研究表明，在乡村公路和高速公路路段上，运行车速一般呈正态分布，在城市道路或高速公路匝道口处，车速分布比较集中，一般呈偏态分布，如皮尔逊Ⅲ型分布。

表征车速统计分布特性的特征车速常用：

1．中位车速

也称50％位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。

在正态分布的情况下，50％位车速等于平均车速，但一般情况下，两者不等。

2．85％位车速

在该路段行驶的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以下，只有15％的车辆行驶速度高于此值，交通管理部门常以此速度作为某些路段的限制车速。

3．15％位车速与速率波动幅度

意义类前。

在高速公路和快速道路上，为了行车安全，减少阻塞排队现象，要规定低速限制，因此15％位车速测定是非常重要的。

三、时间平均车速与区间平均车速

1．时间平均车速

在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速，这些点速度的算术平均值，即为该断面的时间平均车速，即：

式中：

——时间平均车速（km／h）；

Vi——第i辆车的地点车速（km／h）；

n——单位时间内观测到车辆总数（辆）。

2．区间平均车速

如果研究行驶于道路某一特定长度（S）内的全部车辆的车速分布的平均值，则其数值为地点车速观测值的调和平均值。

3．两者之间的关系时间平均车速和区间平均车速都是描述交通流运行速度的指标。

前者用于描述某地点一段时间内交通流的平均运行速度；

后者用于描述某一路段某一瞬间交通流的平均运行速度。

四、影响车速变化的因素

驾驶员、车辆、道路、交通条件等。

第四节交通密度特性

一、交通密度的定义

交通密度是指某一瞬间，道路上单位长度存在的车辆数。

K＝ 式中：

K——车流密度（辆/km）；

N——车辆数；

L——观测路段的长度。

二、车头间距和车头时距

车头间距是指一条车道上前后两辆车之间的距离，用车辆上有代表性的点来测量，如前保险杠或前轮。

车头时距是前后两辆车通过车道上某一点的时间差，也是用车辆上有代表性的点来测量。

对观测路段上所有车辆的车头间距和车头时距取平均值称为平均车头间距和平均车头时距。

三、交通密度资料的应用

车流密度调查是交通调查的重要组成部分，它对了解交通状况具有十分重要的作用。

表现在：

1.车流密度是研究交通流理论和制定交通控制措施的重要基础数据。

2.车流密度是划分服务水平的依据，可为改善道路设施提供依据；

3.车流密度指标，可以反映道路上交通堵塞状况。

4.流密度对道路通行能力的研究十分重要。

1.人-车-路的交通特性

驾驶员的反应操作过程；

驾驶员的视觉特性、反应特性和选择特性

道路基本特性（路网密度、典型的道路布局）

2.交通量特性

定义、时间分布，空间分布等

3.行车速度特性

定义、二者关系

4.