交通运输工程学笔记
9月5日陈小鸿
我国运输基础设施现状（2007）
铁路营业里程7.77万公里，“八纵八横”铁路网
公路通车里程358.5万公里，其中高速公路5.4万公里 内河通航里程12.35万公里，初步形成了环渤海、长三角和珠三角等三个沿海港口群。2008年港口集装箱吞吐量12835万标准箱，增长12.2% 民航机场141个，定期航线1176条、历程234.30万公里 输油（气）长距离管道5.44万公里 城市道路达19.2万公里，城市轨道交通217公里
绪论
交通运输的地位和作用
提高社会经济生产效率，地区开发，军事产业带动
五种基本运输方式
公路铁路航空水运管道
交通运输发展四阶段
- 水运阶段
-
- 铁路阶段高潮衰落与复兴 1825- 公路阶段高速公路的兴起 1930-
- 铁路、公路、航空管道竞争发展阶段 1930-
- 综合运输协调发展 1950-
城市发展：城市-城市群-都市圈方向发展（大规模、高密度）
交通瓶颈：阻塞、事故、能耗与污染、土地浪费
交通业技术革新带来“移动性”显著改善；速度、舒适、安全、普遍
交通运输业五大特点：
-
-
-
-
- 流通过程 以适度体现效益 设施在时间与空间的不可储备性与不可移动性，需求的波动性 过程的连续性 不同方式指向同类需求；协调与调配的必要性
综合运输：
综合运输是使两种或两种以上运输工具在最有利的基础上相互结合，实现旅客和货物的直达运输。与传统运输体系相比，综合运输系统有更高的经济和社会效益，更加适应当代经济多样化、国际化、信息化、网络化和持续发展的要求。
(1). 各运输方式的平等性、多重性和包容性
(2). 综合运输体系通过市场机制和宏观调控建立和发展。
(3). 各运输方式在充分发挥自身比较优势的基础上，合理利用及均衡、协调、可持续发展。
(4). 各运输方式的结构比例随需求结构而变化并逐步趋同，其结构的技术水平随技术进步的
变化而不断升级
(5). 运输过程的连续和全程性：各运输方式的基础设施等硬性和经营管理等团建在屋里和逻
辑上相互连接和配合的紧密性、融合性和一体性。
综合运输策略：
1991年，美国国会通过《综合地面运输效率法案》。美国运输政策的目标是发展经济高
效、环境友善的国家综合运输系统，为国家参与全球经济竞争奠定基础。1999年开始，美国国家科学技术委员会（NTSC）陆续向国会提交了《美国运输战略研究规划》和《摩根技术和运输的未来项目规划》
建立了一个运输范围通达全球、运输方式彼此协调、以智能化为特征并在环境上友善的
综合运输系统。美国运输部颁布的2000-2005年交通运输战略规划，规划的联运系统政策中继续强调了要建立经济高效和减少能耗及环境影响的多种运输方式构成的联运系 统。 多模式LOS
学科主要研究内容：
交通基础设施的布局与修建：规划、设计、施工、养护
载运工具的应用：可靠性、安全性 运输系统管理：信息技术、运输效率
学习重点：
掌握五种运输方式的系统构成、系统特性
了解五种运输方式之间的关系
主要运输方式的发展趋势
第一章 交通运输系统规划概论
一、交通运输系统规划的目的
长期发展布局规划——战略规划
二、交通运输系统规划要求
支持社会经济持续发展、支持区域协调发展
保障交通运输系统有序、高效发展
三、交通运输系统规划的任务
系统架构、政策选择、这是布局、枢纽衔接、建设计划、运行管理
交通运输系统规划的目的、任务与要求
在全面建设小康社会和经济全球化的大环境中，交通运输业的发展必须适应三方面
的要求，保障人们可以自由安全地出行，货物可以及时经济地流通。
布局、能力、质量——“快速协调创新绿色安全”
交通运输业存在的突出问题
1. 脆弱的运输供应能力
2. 进展缓慢的现代综合交通体系建设
3. 居高不下的交通事故和死亡率
4. 严重的大城市交通拥堵
5. 不容忽视的交通能耗与环境污染
以2008年雪灾为例，讨论运输系统布局、能力、管理的问题
发展现代综合交通体系目标：
保障能力：基础设施，运输服务，科技进步
促进运输资源整合及优化配置，提高建设资金的利用效率：规划理论和系统管理技术 提高建设质量，降低建设成本，实现交通网络建设技术的升级和集约发展：交通基础设施建设关键技术 实现交通运输快速化、节能化、环保化：依托高新技术、开发新型载运工具，提高装备水平。 促进交通运输管理与服务现代化、提高运输效率和效益，提供优质的运输服务：信息技
术、智能技术在交通运输业的集成应用。
各种运输方式的技术经济特征
基本要求：安全、迅速、经济、便利、环保 主要运输方式
航空：干线、支线
铁路：高速铁路/客运专线、普速铁路、城际铁路、（都市群轨道）、郊区铁路、
城市轨道
高速与低速磁悬浮：胶轮轨道
道路：高速公路、干线公路、农村公路；城市道路
航道：一级-四级
技术性能——地理环境适应性——经济型——环境
技术指标
送达速度：在途时间，中转组织时间，作业时间，等候时间
适宜运输距离：运输能力、运输经常性和机动性、可达性
经济指标：设施建设投资和运输成本、长期运营成本
环境指标：能源消耗及供应能力、土地消耗，污染与牌坊
地理环境适应性：水运
目前我国主要运输方式的特征指标
交通运输系统规划的分类
区域运输系统规划
包括各种运输方式
综合运输体系规划：如长三角区域公路水路交通现代化发展纲要
分项规划：如XX省干线公路网规划
城市交通系统规划
综合交通规划
专项设施规划
DOT战略规划2006-2011 STRATRGIC GOALS
通过实现全球竞争、提高生产力和效率来维持经济活力 为机动车和非机动车使用者强化交通运输系统的安全保护设施 提高人和物的可达性和机动性 保护和改善环境、促进能源节约、改善空气质量 在不同交通方式之家，增强客货运交通运输系统的一体化和连通性 促进有效和系统的管理和运行 强调现有交通运输系统的维护 现状调查：社会经济、交通运输 交通运输系统存在问题的诊断 交通运输系统发展的需求预测 交通运输系统发展的目标、定位、战略 规划方案设计与优化 规划方案的综合评价 分期实施计划（建设计划） 规划的滚动
交通运输系统规划的范围与期限
1. 期限
近期3-5年，中期10-15年，远期20-30年
内容与重点不同
2. 规划的影响范围
规划区与影响区：分区方式
3. 交通区的划分
与行政区划的关系，分区数量
4. 基本分析方法
交通运输系统规划的总体设计
规划的层次，体系，机构，组织 规划任务的落实：能力/实施可能
例：白皮书，纲要，综合交通规划
公共交通规划，道路网络规划，交通管理规划
规划指导思想 层次，区域，阶段 规划的一般原则
服务于经济发展与区域协调发展
各种运输方式协调发展
局部服从整体
远期与近期相结合
需要与可能，供应与需求
理论与时间相结合
1.
2.
3.
4. 发展现代综合交通体系 交通安全 缓解城市交通拥堵问题 缓解交通能源消耗与环境污染问题
交通运输“十二五”发展规划
第三章公路交通系统规划
公路法规定的规划权限 公路规划体系
国家高速公路网络规划、国道主干线规划等
区域公路水路发展纲要
省干线公路网络规划、省高速公路网络规划
市干线公路网络规划
农村公路网规划
道路功能与分类
城市道路分类：交通功能，行车条件/道路管理 公路分类方法：行政等级，技术等级，路面条件
道路形态分类
公路分类
行政等级分类：国道（国道主干线）、省道、县道、乡道、村道
技术等级分类：高速公路、一级路、二级路、三级路、四级路、等外公路 路面条件分类：晴雨通车里程
管养归属分类
公路规划的交通调查方法
规划区和影响区 OD调查方法：询问和浮动抽样，数据处理 基年OD矩阵和特征年OD矩阵
时变参数
标准车选择和折合交通量
客车与货车比例
交通部干线公路网规划编制方法
第一章 概述
第二章 公路网现状及综合评价
第三章 社会经济发展趋势
第四章 公路交通量预测
第五章 公路网规划
第六章 公路网规划分期实施规划
第七章 公路网规划的综合评价
第八章 实施公路网规划拟采取的政策与措施
第九章 问题与建议
公路交通需求的技术要点
公路网规划方法
前苏联学者研究建立了地区发展水平、运输量和公路网合理发展长度之间的相关关系，提出了公路网合理长度的计算公式和道路网密度的线性函数式 欧洲学者根据国土和经济发展状况，建立了公路长度和人均用地、人均GDP的模型 日本学者提出了国土系数理论，建立了相应的模型和地区系数 本地车辆与外地车辆出行 境内、出入境、过境出行比例 路网车公里数估计 交通分布：增长率模型 趋势增长、诱增交通和转移交通
交通部颁发了《公路网规划编制办法》，规划的目标均以经济效益最佳为原则
四阶段模型法
以微观经济学理论为基础，运用系统的原理和方法，从经济发展分析入手，研究区域经济在时间和空间上的发展对交通需求的影响，通过交通需求的集中和发展量预测、OD分布预测、运输方式分担预测和路网交通量分配预测等四个步骤，把公路网规划同经济发展有机的联系起来。
采用这种方法需要有正确的OD流资料，采集资料时间周期长、成本高，分析结果比较偏重于以改善交通运行状况为目的进行网络和线路的饿优化，并且技术方法本身在理论上也存在需进一步研究和探讨的问题。
1. 四阶段模型法
测试路网
以流量分析为依据进行优化和评价
分析网络中一条道路的作用和影响
方案产生过程不明确
可靠的OD流基础数据
诱增和转移交通的度量
9月19日陈小鸿
2.节点法：以通达为目标的
将路网规划问题分解成路网节点选择和路网线路选择，不同层次的路网规划选择不同的
节点
其核心是通过交通、经济要素的综合考虑建立节点重要度模型和节点间连线重要度模型，
作为网络布局的依据。由于城镇体系发展、土地开发和交通网络之间存在必然的联系，这类方法能够比较好地解释土地利用、交通需求和交通设施之间的关系，可以体现网络的整体服务要求而不仅仅是交通需求。
优点是概念明确，计算简单。缺点是定性成分相对较多，无法对方案进行优化分析。 美国把所有五万人口以上的城市作为路网节点，规定节点间线路应尽可能通过人口稠密
的城市和农村，应尽可能通过工业集中地区和发达的农业地区，应尽可能通过汽车保有
量较高的地区，应尽可能包含军事交通线路和交通繁忙线路 德国把所有五万人口以上人口的城市和90%的五万以下人口的城市作为路网节点，规定节点间线路应是交通繁忙线路，应通过经济开发区，应与临近地区（国家）相连 日本把十万人口以上的城市作为路网节点。规定节点间线路应通过交通繁忙，沿线人口
密度较大的地区。
3.总量控制法
总量控制法的基本思想史从宏观整体出发，以现状公路网的道路与交通特征参数分析和
综合评价现状公路网，以区域内道路交通总需求来控制公路网建设总规模，以区域内社会经济发展和生产力分布特点，并结合综合交通运输规划，来确定路网的总格局和分期实施方案。
作为宏观规划方法，总量控制法的优点是可以科学地把握网络总规模，但对线路的布局
和优化缺乏合理的方法和有力的分析工具。
4.交通区位法
通过对规划区域的经济地理特征、经济发展模式和资源的分布、需求情况的分析，找出
规划区域内交通产生的高发地带，作为交通区位线，即区域的交通走廊。该方法的优点是从交通的源头出发，强调交通对经济发展的引导作用，适合于区域的远期交通规划。缺点是对于干线重要程度只能予以定性描述，无法进行定量分析和优化
国家高速公路网（National Expressway Network）
覆盖10亿多人口，覆盖区域GDP占全国85%
连接港澳台及20万以上大中城市
连接全部50个铁路枢纽，67个干线机场，50个主要港口
东部半小时，中部1小时，西部两小时可以上高速公路
8.5万公里国家高速公路网络
约3万公里地方高速公路网络
第四章水运交通系统规划
系统构成及特点
-构成：航道网、港口与长波运输组织系统
-远洋运输的不可替代性
-内河航道网：非完全人工构筑物
-运输种类
规划内容及特点
-设施与运输
-自然条件与区位
-港口腹地
世界内河航运发展历程
-农业社会时期----预热期
-工业革命时期----高温期（运河时代）
-产业转型时期----冷却期（公路兴起）
-综合运输时期----复兴期
世界内河航运发展速度呈类似正弦曲线的趋势。目前内河航运郑处于由波谷向波峰攀升的第二次加速阶段。
问题的提出
内河航运运量大、污染小、占地少、能耗省的优点，对于区域经济的可持续发展有着重要作用 内河航运由于其本身的特点，主要为基础工业、能源、大家物货运输服务，其发展离不
开工业产业支撑，区域内河航运规划应以区域的产业布局、经济发展为依托。我国区域经济发展进入一个新的阶段，对于区域内河航运提出了较高的要求。
长江三角洲地区现代化公路水路交通规划纲要
泛珠江三角洲区域合作公路水路交通规划纲要
水运系统的交通需求预测
运量生成预测：分货种、分年份、分区域
-集装箱成箱量
-集装箱吞吐量（空箱）
分布：港口吞吐能力
航道配流方法：
-航道容量
-运行速度与密度
-船型发展趋势
港口吞吐量预测
水运主要货种
-能源、原材料
-鼓舞
-外贸商品、集装箱
船型发展趋势 -散货、杂货、油气船、集装箱 港口体系
枢纽港、组合港、喂给港
港口属性特点
需求预测：货运量与船舶流量
内河运输需求主要用货运量和周转量来描述，但是货运量和周转量并不能全面准确的反映内河航道网的船舶交通运行情况。
航运主要货种构成
船舶组成、航道情况、港口通过能力、季节性
港口吞吐量预测
港口腹地与集输运体系
预测方法
-时间序列法
-平均增长率法
-弹性系数法
第五章铁路交通系统规划
系统构成：线路、场站、车辆、运输组织 系统特点：国家战略、整体性 主要技术指标
-路网密度、网距
-路网等级水平
-平均运输密度
-通过铁路对数
-行车间隔、平均车速
轨道交通概念
轨道：用条形的钢材铺成的供火车、电车等行使的路线、含铁路与城市轨道、城际轨道 铁路：高速干线、普通干支线，可用高速铁路、普速铁路等名词
城际线一般称作城际轨道或城际铁路
轨道系统构成与功能
国家铁路：服务全国的客货运输干支线铁路，主要有高速铁路、普速客货运铁路等，如
京沪高铁、合宁铁路。
城际铁路：服务区域内城市间公务、商务、旅游等出行，一般为客运专线，如沪宁城际铁路、京津城际铁路。 通勤铁路：服务于都市圈外围到中心城内通勤交通，主要有市郊铁路、市域快速轨道等，如巴黎的RER快线。 城市轨道：服务市区内部出行，有地铁、轻轨、有轨电车等。 高速铁路：运营速度在200公里/小时以上的客运专线铁路，主要服务于中长途旅客运
输，列车一般仅设坐席。除京沪高速铁路外，目前我国这类铁路为客运专线。（我国铁路技术等级除ⅠⅡⅢ级外又增加了“客运专线”等级，时速200至350km/h的铁路统称为客运专线，相当于国际上所称的高速铁路。）
普速铁路：运营速度一般在160公里/小时以下，主要提供长途客货运服务，根据不同运营组织实现不同等级列车运行。站距跨度大，一般在5-40公里左右。 区域快速轨道：运营速度60~120公里/小时，特点是大容量、高峰期密度高，站席为主。站距2-5公里左右。 城市轨道：运营速度20~60公里/小时，特点是大容量、高密度，站席为主。站距1公
里左右，如地铁、轻轨、有轨电车等。
轨道系统规划目标
通达性目标
-城市之间，城市与重大客运枢纽的连通要求
-不同等级网络的覆盖率
时间性目标：速度，线路等级选择
结构性目标：分担率
轨道交通规划：流程与核心内容
网络规模
网络布局
主导方式 技术选型
轨道网模型估计
（1） 以公共交通客流总量计算
L总=a*Q/q
轨道交通方式占公共交通扩式出行量的比重与常规公交的线网密度、服务水平、轨道交通的线网密度和服务水平有关。从国外一些城市快速轨道交通运行来看，纽约的快速轨道交通占城市客运量的70%，巴黎占65%。
（2） 以线网密度计算
人口线网密度车站密度面积线网密度
轨道交通客流分析方法
依据：区域规划人口、城镇体系结构、城市功能、产业布局
远期潜在交通需求主要采用自然增长、经验类比等方法进行预测
繁密圈以区域交通预测为基础，结合项目要求对轨道交通需求进行分析
核心圈采用城市客运需求简化模型，进行通道上的轨道方式客运需求分析
轨道系统规划主要成果
客运与货运OD 布局形态：蛛网形、网格形、自由形 编组站方案：平面布置形式 线路技术标准选择
-高速铁路、客运专线
-城际列车线（公交化）
-货运专线、重载线路
轨道系统发展要点
立法优先：以法律形式明确轨道地位、政府职责、运营企业定位和乘客权利。
规划优化：优先保证轨道建设用地，优先控制轨道沿线土地资源，构筑以轨道站点为中
心，可供行人、自行车、公交、小汽车等一体化换乘的轨道枢纽。划定各轨道站点的开发引导区，给以容积率鼓励，进行环境评价。
财务优先：对轨道交通发展实行投资鼓励，财政支持和税收优惠。利用轨道交通的正外
部性，促进各参与主体向枢纽地区集聚。
轨道建设模式与资金筹措
轨道企业自行组织开发：资产升值部分转化为轨道建设资金，如多摩田园都市。 联合开发：轨道建设引入社会资本—多模式的社会资本参与途径，轨道企业与开发商合作。开发利润内部转化为轨道建设资金，如香港。 开发商承担设施建设：开发商承担部分设施建设。如日本千叶新城 利益还原与多模式开发
第六章航空交通系统规划
机场、航路与航线
机场规划与机场布局
-枢纽机场、干线机场、支线机场
-飞行区、航站区和陆侧交通
航线规划
机队规划
航空系统的发展
飞机技术：大型、高速
大型航空港的出现：占地30~40公顷，拥有2-4条甚至更多的跑道
以机场为中心的客运综合站的出现
航空港客运预测模型：
q=f（Y,X,R,V,M,P）
其中q—航空港客运的需求量
Y—消费者的消费水平
X—消费者的社会层次的分布
R—旅行服务质量程度
V—其他交通工具便利程度
M—城市经济结构特征
P—城市化的人口结构特征数量等可量化参数集
航空港的空间布局
空侧
陆侧
地区开发
11月14日徐瑞华
三、列车运行图
运行图的形式（三种）
两分格、十分格、小时格
单线列车运行图、双线列车运行图、单双线列车运行图、平行/非平行运行图、列车成对/不成对运行图
列车运行图组成要素
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- 列车区间运行时分 列车在中间站的停战时间 机车在基本断和折返段所在站停留时间标准 列车在技术站和客货运站的技术作业的时间标准
机车折返时间、间隔时间（7分钟）、停站时间、区间运行时间
车站间隔时间
单线车站（不同时到达、会车）非自动闭塞区段（同向列车）、自动闭塞区段（列车追踪） 其他（到发间隔、发到间隔、上方是双线下方是单线的发车间隔）
四、铁路通过能力
概念
通过能力（列车数量）
输送能力（货物吨数和旅客人数）
分类
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车站通过能力 车站输送能力 区间通过能力 区间输送能力 铁路区间通过能力计算基本原理 标准列车（目前为货车） 计算平行运行图能力 扣除快慢列车的影响 计算非平行运行图的能力（图解法、分析法）