1、我国开展交通工程学研究：上世纪70年代后期；交通设计概念的发展：交通工程学诞生后，以交通规划指导交通设施建设；1950年，美国道路通行能力手册出版；1960年开始，日本提出道路交叉规划设计理论与应用；上世纪7080年代，公交专用道与公交优先技术的发展和应用，交通安全设计概念逐步形成。交通设计概念的形成与完善：20 世纪80年代，明确提出“交通设计”的概念；2000 年以后，交通设计理论与方法体系逐渐形成。,1.1 交通设计提出的背景,-交通设计的起源与发展,1、概念提出,提出交通设计的专业背景,基于交通工程学原理的交通规划与交通管理方案，往 往难以有效地转变为实施方案。交通问题产生源于城市规划
2、和交通设施建设与管理措 施，有必要建立一个承接交通规划成果，面向交通设 施建设和交通管理的方案设计理论和方法体系。,有效整合城市规划、土木工程、交通设施工程、系统 工程、数学与管理学，形成基于交通工程学基础理论 的应用技术体系具有系统性和实用性的课程贯穿交通工程学原理，承 接交通规划与交通管理及交通流理论,提出交通设计的应用背景,上海交通废气污染分布,北京的道路交通,天津市的道路交通,交通问题与对策交通问题之一、二交通阻塞与环境污染,杭州市街头的交通,83529,59300,40800,27665,15176,11603102839981 9211,8437 7776 7080,6696 63
3、64 6266 5740 5604 5522 5430,5252 5127 4619 4400 4352,3678 3599 3359 3216 3162 3131 3064,0,10000,60000,90000,80000,70000,1998年世界主要国家的交通事故死亡人数,中 印 美 俄 泰 韩 印 南 国 度 国 罗 国 国 尼 非斯,日 法 德 波 巴 尼 意 马 西 乌 越 墨 巴 前 埃 土 阿 英 摩 秘 孟 沙 加 本 国 国 兰 西 日 大 来 班 克 南 西 基 南 及 耳 尔 国 洛 鲁 加 特 拿 利 利 西 牙 兰哥 斯 联其 及哥拉 阿 大亚亚坦 盟利拉亚伯,5
4、0000,死亡 人数40000,30000,20000,交通问题之三交通事故,2011年5月，世界卫生组织指出：全球170个国家每年约 有130万人死于道路交通事故，并有2000万5000万人遭受非 致命伤害。超过90%以上的道路交通事故死亡发生在低收入 和中等收入国家，但这些国家仅拥有全世界注册车辆的48%；全球道路交通死亡人数的大约46%是相对处于弱势的道路使 用者，包括行人、骑自行车和两轮摩托车者及乘坐者等。2011年6月，中国交通技术网：2010年，全国共接报道路 交通事故3906164起，同比上升35.9%。其中，涉及人员伤亡 的道路交通事故219521起，造成65225人死亡、25
5、4075人受 伤，直接财产损失9.3亿元。,交通问题,状态表现成因中国特征,对策,交通 阻塞,交通 事故特殊交 通问题,设施间交通排 队、交通方式 间阻塞碰撞、抛锚、落 物,物理瓶颈、虚拟（秩序）瓶颈、供需矛盾、事故当事者控制力失 常、车辆故障、运输管理不当特殊需要、违章 运输,秩序混乱型交通 阻塞、交通规划 设计不当型阻塞人为事故、质量事 故居多,超长、超重、超高 现象严重,实现交通的 有序性与无 瓶颈化预防与改善 诱因及主动 安全限超与专用 通道管理,交通 环境,超长、超重、超 高车辆及特种物 品运输废气、噪音、振 动、土地资源占 用等,阻塞、设施规划/设 阻塞型环境污染、振 计与建设动,
6、降低交通阻 塞，改善公 共交通和运 载工具,交通 不便,物理与信息障碍,目的地、交通线路、停靠站、换乘点 寻找与利用不便,信息化程度低、系统 功能障碍,消除各类障 碍，减少出 行消耗,交通问题及对策的技术分析,人/物,交通 工具,交通 设施,交通 环境,信息,交通 规则,研究对象,系统要素组合结果 与系统目标,安全、通畅、便捷、环保 效率和谐/谐和-先进的交通系统,交通系统构成要素,交通及其系统的基本功能是 实现人和物的最佳移动,交通系统构成要素,交通运输工程航空、轨道、水运、道路交通运输,交通对策交通工程学,交通工程学的实用价值,为什么建设交通设施？（鱼头：规划）,怎样最佳建造？怎样用好交通
7、设施？,（鱼身：设计）（鱼尾：管理）,交通运输系统（系统要素+体制-公共政策-决策-信息化与智能化-鱼之机理）,规划,设计,管理,交通工程,同济大学杨晓光教授团队,1、概念提出,1.2 交通设计基本概念设计在正式做某项工作之前，按照任务的目的和要求，预先定出工作方案和计划，绘出图样；诸多领域被应用，如城市设计、建筑设计、结构设计、道路设计、机械设计、系统设计以及工业设计等；以建筑设计为例，其基本含义以“适用、经济、在可能条件下注意美观”等为原则，根据建筑 任务要求，通过调查研究，综合考虑功能要求以及投资、材料、环 境、地质、水文、结构、构造、设备、动力、施工等因素，设计成 建筑单体或群体的方案
8、及图纸文件。,设计的基本概念应包括：设计的原则和目标，从功能出发，以相关条件为约束，构筑最佳 的系统或工程方案；“设计”有构思、创意、创造、优化、组合与 整合之意，是“工程建设的灵魂”；“设计”方案需要通过文本和图纸等来表现，但绝不可将“设计”理解为就是“画图”；英国更提出通过“设计”提升21世纪国家的竞争力。,1、概念提出,第一本交通设计 教材（2010）,基于设计的基本理解：交通设计是实现交通功 能、性能和系统最佳的 设计，不同于基于力学 和材料学的土木工程设 计（道路与机场工程及 铁道工程设计）。概念形成于20世纪80年代,第一本交通设计 专著（2003）,1、概念提出,1.2 交通设计
9、基本概念,1.2 交通设计基本概念,交通设计的基本概念形成于20世纪80年代，同济大学等提出：基础 基于城市与交通规划的理念和成果；目标 交通安全、通畅、便利、效率、与环境和谐；约束 交通系统的“资源”（包括时间、空间、投资等资源）；优化设计 现有和未来建设的交通系统及其设施；设计成果 寻求最佳改善交通的方案，最佳地确定：交通的通行权、系统的时间和空间要素等；作用 上接交通规划，下接交通管理，直接交通设施工程设计，指导 交通设施的土木工程设计以及系统的最佳利用；性质 中微观性，构思、创造、优化、组合、整合性。交通设计基于交通工程学、系统工程学与工业设计的基本原理而形成，不同于交通工程设计或交通
10、设施设计。,交通规划,面向建设的交通设计,道桥工程设计,面向管理的交通设计,交通管理,交通设计定位相关专业,交通工程师,交通工程师,道桥工程师,交通工程师,交通工程 交通管理专业,城市与建筑规划,城市与建筑设计,结构与工程设计,装潢设计,物业管理,城市规划师,规划与建筑师,结构工程师,装潢设计师,物业管理,基本工作基于功能的形态 和系统布局,基于功能的系统 和要素整合设计,几何与结构的 工程技术,功能、资源的 优化与美化,运营管理,交通设计的意义和作用正在被认识,交通设计定位相关专业建筑设计定位,建筑与交通规划、设计、建设与管理 基本流程比较,缺失的工作,交 通 设 计：面 向 建 设,交通设
11、计（面向管理）,交通影响分 析与对策,交通设施设计与建设,交通管理规划,着 地 的 可 实 施 方 案编 制,交通系统构筑中的交通设计,城市规划交通规划,交通管理含交通控制,26,提 纲,概念提出交通设计提出的背景交通设计基本概念交通设计基本内容交通设计意义与作用交通设计的基础交通设计的发展课程安排,设计目标,设计内容与方法,2、交通设计基本内容,交通设计内容,整合 资源,梳理 功能,缓解 阻塞,保障 安全,创造 和谐,面向交通问题的优化目标,公共交通与个体交通整合,快速交通与慢行交通的整合 交通资源与景观资源的整合,明确路网中道路的功能,提高设施通行能力 提高设施利用效率提高设施通行能力的匹
12、配 性降低交通需求在路网上均衡交通需求,在时间上均衡交通需求,降低冲突点和交织点的数量 在空间上分离混合交通流 在时间上分离混合交通流 设施必要的交通标识,交通与景观的和谐 交通系统的和谐,供,需,路网交通功能设计路网交通组织设计公共交通系统设计 道路横断面优化设计 节点匹配性设计慢行交通系统设计进出交通系统设计 交通语言设计交通与景观协调设计 交通控制方案设计,交通设计的基本内容按过程分,交通系统分析与构筑；交通设计理论与基础交通通行空间设计；交通通行时间设计；交通安全设计；交通系统整合与优化设计；交通设计评价分析。,城市道路交通设计；公共汽车交通设计；枢纽交通设计；停车场（库）交通设计；交
13、通语言系统设计。,交通设计的基本内容按设计对象分,提 纲,概念提出交通设计提出的背景交通设计基本概念交通设计基本内容交通设计意义与作用交通设计的基础交通设计的发展课程安排,交通安全设计,变化路面铺装降低车速,3、交通设计意义与作用,道路交叉口交通设计：混合交通改善对策,提高交通流有序性和安全性混合交通改善对策慢行交通一体化通行,改 善 前,改 善 后,同济大学杨晓光教授团队,常见环岛通阻塞建设立体交叉,最小的工程改善交通以厦门莲坂环交为例（交通设计节省5000 万元立交投资）,拆岛平面区划方案,建立交方案,对左转交通流实行二次通过交叉口的控制与管理,第二停车线位置,信号灯位置第一停车线位置,两
14、相位信号控制；左转交通流将经过二次通行信号 才能通过交叉口；科学的信号配时。,2004年厦门莲坂改造后,通行能力：3080veh/h提高 到7990veh/h（+160%）,路中型公交专用道方案设计,确保公共汽车交通行驶不受路侧 交通频繁进出的影响,路中型公交专用道在交叉口 的处理利于乘客过街,我们身边的交通设计（便利与有序）,我们身边的交通设计（安全）,提 纲,概念提出交通设计提出的背景交通设计基本概念交通设计基本内容交通设计意义与作用交通设计的基础交通设计的发展课程安排,1）系统分析理论与方法,系统工程学,2）功能与构思及创造和创意原理工业设计原理,城市构筑原理与方法交通系统与现象及规律解
15、析交通与资源和环境关系认识交通设施建设工程与技术,城市规划与设计原理交通工程学资源与环境学交通土木工程学,4.交通设计理论基础,交通设计理论基础体系的构成及作用,4、交通设计理论基础,交通设计理论基础体系的构成及作用基于交通设计概念的理论基础体系交通问题的系统性：交通系统工程理论交通设计对象：交通流交通流理论交通设计目标：通畅、安全、便利、效率 通畅通行能力理论安全交通冲突理论便利交通行为理论 效率多目标优化理论“设计”：构思、创意、创造、优化、组合与整合工业设计交通设计基础：城市与交通规划、交通基础设施城市城市设计交通设施道路工程、轨道工程、机场工程、港口工程等,系统分析理论与方法系统工程学
16、,功能与构思及创造和创意原理工业设计原理城市构筑原理与方法城市设计原理 交通系统与现象及规律解析交通工程学交通与资源和环境关系认识资源与环境学改善交通最佳方案创造与构筑交通设计 交通设施建设工程与技术交通土木工程学,交通设计理论基础交通设计理论基础体系的构成及作用,理论基础体系,提 纲,概念提出交通设计提出的背景交通设计基本概念交通设计基本内容交通设计意义与作用交通设计的基础交通设计的发展课程安排,交通设计相关发展（20世纪60年代至今）,道路设计“绿皮书”,道路通行能力手册,道路安全手册,公交通行能力与 服务质量手册,标识标志,交通设计指南与教材,现代城市对交通设施的重构提出了更高要求：,以
17、步行及自行车交通为背景形 成的道路系统不适应机动化需求,连续流与间断 流的衔接不佳,环岛堵塞 时有发生,公交优先 难以落实,交通宁静化,交通人性化绿色交通,高品质公交,TOD模式,交通设计发展趋势 集成设计,既有城市道路交通设施存在诸多问题：,重构中的交通系统亟需科学的优化与集成设计同济大学杨晓光教授团队,交通设计深层应用与发展,应用交通设计上承接交通规划/城市设计，下承接交通管理；交通设计指导交通基础设施（道路、枢纽、管理设施）设计与建设；交通设计整合交通系统资源、最佳分配资源。发展对象：交通运输系统与综合交通运输体系、政策设计等；深度：理论化和精细化；手段：信息化与智能化计算机辅助系统。,
18、提 纲,概念提出交通设计提出的背景交通设计基本概念交通设计基本内容交通设计意义与作用交通设计的基础交通设计的发展课程安排,交通设计理论基础交通流理论、通行能力、冲突理论、工业设计学、行为学等交通问题及其特征分析阻塞问题、事故问题、环境问题、问题分析方法、成因分析交通设计基础与条件设计流程、依据、主要内容、基础资料调查和分析城市道路交通设计路网衔接设计及交通组织、道路横断面设计、交叉口交通设 计、慢行交通设计、道路接入交通设计、连续流与间断流衔 接设计、交叉口群协调设计,6.交通设计课程安排,公共汽车交通设计公交优先设计、停靠站设计、信号优先控制枢纽交通设计布局设计、换乘衔接、流线组织、设施设计
19、等交通安全设计空间、时间、设施安全设计交通语言系统设计机动车、慢行、公共交通语言设计交通设计评估分析效率、安全、平顺性、综合评价,6.交通设计课程安排,6.交通设计课程安排,考核方式,平时和课程作业：35%期末考试：65%,结语,交通问题是人类将永远需要应对的难题!与社会发展、人类文明并存（动态性、长久性：屡战屡败，屡败屡战、屡战屡谋、屡战屡勇），我们必须迎接挑战；对策交通问题不仅需要技术更要科学和高度的运筹智慧；3）“设计”有构思、创意、创造、优化、组合与整合之意，是“工程建设的灵魂”，交通设计是交通工程之魂；4）管涌决定大堤 高品质的交通系统取决于细节，取决于 交通设计。智慧高于力量波兰雅
20、盖沃大学（哥白尼毕业于此）校训,2019年11月,交通设计,第二讲 交通设计理论基础,提纲,概述交通设计理论基础体系与作用系统工程学原理工业设计原理,城市设计原理交通工程学原理交通土木工程学交通资源与环境学,1、概述,理论概念、原理的体系，是系统化了的理性认识，学问之基础科学理论实践的基础上产生并经过实践检验和证明的 理论，是客观事物的本质、规律性的正确反映,对于实践、工程和技术具有指导意义设计目标通畅、安全、便利、节能、减排及其效率化等 为目标设计约束资源、环境和（建设或改建）投资等条件为约束,理论的意义：科学是揭示事物间内在关系与规律的知识体系；理论是表述科学的知识和方法体系，对于实践、工
21、程和技术 具有指导意义。,1）系统分析理论与方法,系统工程学,2）功能与构思及创造和创意原理工业设计原理,城市构筑原理与方法交通系统与现象及规律解析交通与资源和环境关系认识交通设施建设工程与技术,城市规划与设计原理交通工程学资源与环境学交通土木工程学,1、概述,城市最佳构筑城市的理论基础（城市设计原理）；交通解析交通现象，揭示交通规律的理论基础（交通工程学，交 通流理论、通行能力理论、交通冲突分析理论、交通行为 与安全理论等）；环境交通与资源和环境关系的理论基础（交通资源与环境学）；系统构筑与分析交通系统的理论基础（系统工程学）；设计面向功能构思创造性方案的理论基础（工业设计原理）；建设交通基
22、础设施的理论基础（交通土木工程学）,1、概述,安全交通冲突理论 便利交通行为理论效率多目标优化理论,“设计”构思、创意、创造、优化、组合工业设计交通设计基础城市与交通规划、交通基础设施 城市城市设计交通设施道路工程、轨道工程、机场工程、港口工程等,交通工程学,1、概述,交通问题的系统性交通系统工程理论交通设计对象交通流交通流理论交通设计目标通畅、安全、便利、效率 通畅通行能力理论,系统分析理论与方法系统工程学,功能与构思及创造和创意原理工业设计原理城市构筑原理与方法城市设计原理 交通系统与现象及规律解析交通工程学交通与资源和环境关系认识资源与环境学改善交通最佳方案创造与构筑交通设计 交通设施建
23、设工程与技术交通土木工程学,理论基础体系,2、交通设计理论基础体系与作用,系统工程是为了更好地达到系统目的，对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。系统工程核心问题是组织管理与决策，从系统整体出发，以 计算机为工具，进行系统结构与功能分析，包括系统建模、仿真、分析、优化、评价和决策，以求得最好或满意的系统 方案并付诸实施。系统工程学原理可以为认识与构筑及改造交通 运输系统提供理论与方法。,3、系统工程理论,代表性方法论：希尔（A.D.Hill）1969年提出的由时间维、逻辑维和 知识维所组成的三维结构体系为构筑交通设计方法的逻辑关系、知识体系以及时间序列提供指导,
24、3、系统工程理论,系统分析、评价与优化理论等。,交通设施,交通工具,交通环境、规则、政 策与信息,交通与运输系统分析、规划、设计与管理理论及方法调整交通需求提高服务能力目标：通畅、安全、节能、环保及其效率,交通移动体：人和物,3、系统工程理论,人/物、交通工具、交通设施、交通环境、交通政策与规则，以及交通 信息间的系统关系；不同交通方式间的系统关系；快慢交通系统关系动静交通系统关系；投入与产出系统关系；多目标决策、规划、建设与管理系统关系；,典型的工业设计程序,4、工业设计原理,基本概念为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为它包含了一切使用
25、现代化手段进行生产和服务的设计过程,逻辑,方法工业设计基本原理、程序与方法，可为交通 设计提供面向交通系统及其设施的功能、交 通问题与特征和交通行为，创造性和人本性 以及精细化地构筑交通对策方案的基本原理 与思想，乃至方法论。,创新设计 功能矩阵法系统法,规划,分析,综合,评价,4、工业设计原理,设计方法、设计逻辑与设计时间的三维合一,时间市场、开发方案,中国大百科全书（城市规划、建筑、园林卷）“称“城市设计是对城市体形环境所进行的设计”；,城市设计”条目,城市设计是对城市环境形态,大不列颠百科全书中城市设计的定义是“所做的各种合理处理和艺术安排。”英国城市设计家弗 吉伯特市镇设计一书中指出：
26、“,城市是由街道、,交通和公共工程等设施，以及劳动、居住、游憩和集会等活动系统所组成，把这 些内容按功能和美学原则组织在一起就是城市设计的本质”交通设计应是城市设计的重要组成部分！,5、城市设计原理,1933年雅典宪章：城市规划的目的是解决居住、工作、游憩与交通 四大功能活动的正常进行城市的功能定位决定其交通的辐射性和服务性,城市与交通间密不可分，交通派生于城市 的居住、休闲与工作等功能，又影响甚至 反作用于城市的发展。,5、城市设计原理,交通设计与城市设计融合城市设计内涵与外延的发展狭义范畴：早期的研究范畴与工作对象仅局限于建筑和城市相关的狭义层 面；综合性跨领域学科：二十世纪中叶已经开始变化，除了城市规划、景观建 筑、建筑学等范畴的关系日趋绵密复杂，也逐渐与城市工程学、城市经济 学、社会组织理论、城市社会学、环境心理学、人类学、政治经济学、城
