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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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,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”
6、。最后，驾驶员凭借“深度知觉”形成判断，从而指挥操作。,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。,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
7、被发现,1）驾驶员,视觉特性,夜间视力,夜间驾驶员辨认距离,1）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36min才能基本适应，约3040min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
8、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、
9、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3s,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,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
10、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
11、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
12、：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
13、、心境、体质、生活区域、街景、交通状况（表2-2）P11,3.1 人的交通特性,3）行人,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,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,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
14、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,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,结构物设计标准必须满足车辆和行人的使用要求,3）道路线形,线性设计的要求：通畅、安全美观,4）道路网布局,路网布局必须根据所在区域的自然、社会、经济情况选取,3.3 道路基本特性,1）路网密度,3.3
15、 道路基本特性,2）道路结构,好,坏,3.3 道路基本特性,2）道路结构,3.3 道路基本特性,3）道路线形,3.3 道路基本特性,4）道路网布局,三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系。这种布局形式通达性好、运输效率高、但建设量大。,放射形路网一般用于中心城市与外围郊区、周围城镇的交通联系。对于发挥大城市的经济、政治、科技、文化中心作用，促进中心城市政治、经济、科技、文化对周围地区的辐射和影响有重要作用。,平行的几条干线分别联系着一系列城镇，而处于两条线上的城镇之间缺少便捷道路连接，是一种不完善的路网布局。,树叉形的路网一般是公路网中的最后一级，是从干线公路上分叉出去的支线公路
16、，将乡镇、自然村寨与市、县政府联接起来。,3.3 道路基本特性,4）道路网布局,布局严整、简洁有利于建筑布置，方向性好网上交通分布均布交叉口交通组织容易但非直线系数大，通达性差，过境交通不易分流，对大城市进一步扩展不利。,建筑物沿交通轴线两侧铺开，公共交通布置在主要交通干道范围内横向靠步行或非机动车，有利于公共交通布线和组织，但容易造成纵向主干道交通压力过大。不易形成市中心，有时可布置几条平行线，在功能上正当分工。,交通干线以市中心为形心向外辐射，城市沿对外交通干线两侧发展，形成“指状”城市。这种布局具有带形布局的优点，同时缩短了到市中心的距离。缺点是中心区交通压力过大、边缘区相互间交通联系不便，过境交通无法分流流。改进的布局是增加环行线并使各放射性干道不过分集中于市中心。,这种布局只有通达性好、非直线系数小，有利于城市扩展和过境交通分流等优点，一般用于大城市，但不宜将过多的放射线引向市中心，造成市小心交通过分集中，交通压力大且布置建筑物不利。,
