高速公路管理与控制第一章课件

高速公路管理与控制Email: Tel:26732935第一章 总 论一、高速公路的特征与类型 二、高速公路运行中存在的问题及原因三、交通拥挤对策四、高速公路监视与控制系统第一节 高速公路的特征与类型n n高速公路-自由路(freeway)-“安全、快速、高效、舒适、方便”-交通需求增长，拥挤、事故、污染 高速公路的管理与控制第一节 高速公路的特征与类型我国高速公路的现状：我国高速公路的现状：n n我国的高速公路建设是依据我国的高速公路建设是依据我国的高速公路建设是依据我国的高速公路建设是依据“八五八五八五八五”期间制定期间制定期间制定期间制定的的的的国道主干线系统布局规划国道主干线系统布局规划国道主干线系统布局规划国道主干线系统布局规划进行的，建成进行的，建成进行的，建成进行的，建成总体布局为总体布局为总体布局为总体布局为“五纵七横五纵七横五纵七横五纵七横”的十二条国道主干线，的十二条国道主干线，的十二条国道主干线，的十二条国道主干线，总长约总长约总长约总长约3.53.5万公里，基本上都为高速公路，这万公里，基本上都为高速公路，这万公里，基本上都为高速公路，这万公里，基本上都为高速公路，这几条国道主干线将贯通北京和各省市自治区的几条国道主干线将贯通北京和各省市自治区的几条国道主干线将贯通北京和各省市自治区的几条国道主干线将贯通北京和各省市自治区的首府，连接所有人口超过首府，连接所有人口超过首府，连接所有人口超过首府，连接所有人口超过100100万的特大城市和万的特大城市和万的特大城市和万的特大城市和9393人口超过人口超过人口超过人口超过5050万的大城市，串联的城市超万的大城市，串联的城市超万的大城市，串联的城市超万的大城市，串联的城市超过过过过200200个，约占全国城市的个，约占全国城市的个，约占全国城市的个，约占全国城市的4343，20072007年末年末年末年末已基本完成该系统中高速公路的建设。已基本完成该系统中高速公路的建设。已基本完成该系统中高速公路的建设。已基本完成该系统中高速公路的建设。编编 号号五五纵纵路路线简线简称称主控点主控点里程里程(公里公里)G010G010同三同三线线同江同江哈哈尔尔滨滨(含含珲珲春春长长春支春支线线)长长春春沈阳沈阳大大连连烟台烟台青青岛岛连连云港云港上海上海宁波宁波福州福州深圳深圳广州广州湛江湛江海安海安海口海口三三亚亚57005700G020G020京福京福线线北京北京天津天津(含天津含天津塘沽支塘沽支线线)济济南南徐州徐州(含泰安含泰安淮阴支淮阴支线线)合肥合肥南昌南昌福州福州25402540G030G030京珠京珠线线北京北京石家庄石家庄郑郑州州武武汉汉长长沙沙广州广州珠海珠海23102310G040G040二河二河线线二二连连浩特浩特集宁集宁大同大同太原太原西西安安成都成都昆明昆明河口河口36103610G050G050渝湛渝湛线线重重庆庆贵贵阳阳南宁南宁湛江湛江 13141314编编 号号“七七 横横”路路线简线简称称主控点主控点里程里程(公里公里)G015G015绥满线绥满线绥绥芬河芬河哈哈尔尔滨滨满满州里州里12801280G025G025丹拉丹拉线线丹丹东东沈阳沈阳唐山唐山(含唐山含唐山天津支天津支线线)北京北京集集宁宁呼和浩特呼和浩特银银川川兰兰州州拉拉萨萨45904590G035G035青青银线银线青青岛岛济济南南石家庄石家庄太原太原银银川川16101610G045G045连连霍霍线线连连云港云港徐州徐州郑郑州州西安西安兰兰州州乌鲁乌鲁木木齐齐霍霍尔尔果斯果斯39803980G055G055沪蓉沪蓉线线上海上海南京南京合肥合肥武武汉汉重重庆庆成都成都(含万含万县县南充南充成都支成都支线线)29702970G065G065沪瑞沪瑞线线上海上海杭州杭州(含宁波含宁波杭州杭州南京支南京支线线)南昌南昌贵贵阳阳昆明昆明瑞瑞丽丽40904090G075G075衡昆衡昆线线衡阳衡阳南宁南宁(含南宁含南宁友友谊谊关支关支线线)昆明昆明19801980第一节 高速公路的特征与类型n国家高速公路网规划 2004年年12月月17日，日，国家高速公路网规国家高速公路网规划划已经国务院审议通过，标志着中国高已经国务院审议通过，标志着中国高速公路建设发展进入了一个新的历史时期。速公路建设发展进入了一个新的历史时期。n n国国家家高高速速公公路路网网规规划划采采用用放放射射线线与与纵纵横横网网格格相相结结合合的的布布局局方方案案，形形成成由由中中心心城城市市向向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，n n由由7条条首首都都放放射射线线、9条条南南北北纵纵向向线线和和18条条东西横向线组成，简称为东西横向线组成，简称为“7918网网”，n n总总规规模模约约8.5万万公公里里，其其中中：主主线线6.8万万公公里里，地地区区环环线线、联联络络线线等等其其他他路路线线约约1.7万万公里，将用公里，将用30年时间建成。具体是：年时间建成。具体是：第一节 高速公路的特征与类型n n首都放射线（首都放射线（7 7条）条）：北京：北京上海、北京上海、北京台北、北台北、北京京港澳、北京港澳、北京昆明、北京昆明、北京拉萨、北京拉萨、北京乌鲁木乌鲁木齐、北京齐、北京哈尔滨；哈尔滨；n n南北纵向线（南北纵向线（9 9条）条）：鹤岗：鹤岗大连、沈阳大连、沈阳海口、长海口、长春春深圳、济南深圳、济南广州、大庆广州、大庆广州、二连浩特广州、二连浩特广广州、包头州、包头茂名、兰州茂名、兰州海口、重庆海口、重庆昆明；昆明；n n东西横向线（东西横向线（1818条）条）：绥芬河：绥芬河满洲里、珲春满洲里、珲春乌乌兰浩特、丹东兰浩特、丹东锡林浩特、荣成锡林浩特、荣成乌海、青岛乌海、青岛银川、银川、青岛青岛兰州、连云港兰州、连云港霍尔果斯、南京霍尔果斯、南京洛阳、上海洛阳、上海西安、上海西安、上海成都、上海成都、上海重庆、杭州重庆、杭州瑞丽、上瑞丽、上海海昆明、福州昆明、福州银川、泉州银川、泉州南宁、厦门南宁、厦门成都、成都、汕头汕头昆明、广州昆明、广州昆明；昆明；n n此外，规划方案此外，规划方案还有还有：辽中环线、成渝环线、海南环：辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线共线、珠三角环线、杭州湾环线共5 5条地区性环线、条地区性环线、2 2段并行线和段并行线和3030余段联络线。余段联络线。n n届届时时，建建成成的的国国家家高高速速公公路路网网将将连连接接全全国国所所有有的的省省会会级级城城市市、目目前前城城镇镇人人口口超超过过50万万的的大大城城市市以以及及城城镇镇人人口口超超过过20万万的的中中等等城城市市，覆覆盖盖全全国国10多多亿亿人人口口；将将连连接接全全国国所所有有重重要要的的交交通通枢枢纽纽城城市市，包包括括铁铁路路枢枢纽纽50个个、航航空空枢枢纽纽67个个、公公路路枢枢纽纽140多多个个和和水水路路枢枢纽纽50个个，形形成成综综合合运运输输大大通通道道和和较较为为完完善善的的集集疏疏运运系系统统，实实现现东东部部地地区区平平均均30分分钟钟上上高高速速，中中部部地地区区平平均均1小小时时上上高高速速，西西部部地地区区平平均均2小小时时上上高高速速的的快快速速出行。出行。投 资n n国家高速公路网规划是一项庞大的工程，静态投资两万亿元人民币，投资的力度将随计划建设进度而变化。规划计划用30年的时间完成，2010年前，年均投资约为1400到1500亿元人民币，年增加高速公路3000公里左右，2010年到2020年之间，年均投资约为1000亿元人民币。第一节 高速公路的特征与类型n n高速公路的特征：高速公路的特征：-交通限制交通限制-分隔行驶分隔行驶-严格控制出入严格控制出入-高标准的线形高标准的线形-各种管理、控制、收费、服务和安全设施多各种管理、控制、收费、服务和安全设施多-密集型的管理密集型的管理第一节 高速公路的特征与类型n n高速公路的特征：高速公路的特征：第一节 高速公路的特征与类型n n高速公路的类型：-城市内高速公路城市内高速公路 -城市间高速公路城市间高速公路第二节 高速公路运行中存在的问题及原因1.1.道路通行能力和服务水平道路通行能力 道路上某一点、某一车道或某一断面处，单位时间道路上某一点、某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通实体（车辆或行人）数。内可能通过的最大交通实体（车辆或行人）数。也称为道路容量、交通容量、容量，辆也称为道路容量、交通容量、容量，辆/h/h、人、人/h/h服务水平 描述道路交通设施为道路交通使用者提供服务质量描述道路交通设施为道路交通使用者提供服务质量的评定标准。的评定标准。标准：行驶的流畅程度，行驶的自由度、连续性、舒适标准：行驶的流畅程度，行驶的自由度、连续性、舒适性和安全性性和安全性第二节 高速公路运行中存在的问题及原因第二节 高速公路运行中存在的问题及原因服务流量 在通常道路条件、交通条件和管制条件下，在给定的时间在通常道路条件、交通条件和管制条件下，在给定的时间周期内保持规定的服务水平，合理地期望人或车辆通过一周期内保持规定的服务水平，合理地期望人或车辆通过一条车道或道路某一断面所通过的最大小时流量。条车道或道路某一断面所通过的最大小时流量。通行能力的计算第二节 高速公路运行中存在的问题及原因2.2.交通拥挤的概念n n交通拥挤交通拥挤 交通需求超过某道路的交通容量时，超过部分的交通需求超过某道路的交通容量时，超过部分的交通滞留在道路上的交通现象。交通滞留在道路上的交通现象。-日本城市高速公路交通拥挤定义日本城市高速公路交通拥挤定义-美国芝加哥交通拥挤定义美国芝加哥交通拥挤定义-心理学心理学BlochBloch s s定理：定理：Tc c=240/(60-vc c)vc c 拥挤速度；拥挤速度；Tc c 持续时间持续时间第二节 高速公路运行中存在的问题及原因第二节 高速公路运行中存在的问题及原因2.2.交通拥挤的概念n n拥挤交通流特性拥挤交通流特性-行车时间流量关系曲线-交通拥挤的原因：常发性交通拥挤；偶发性交通拥挤。第二节 高速公路运行中存在的问题及原因3.3.常发性交通拥挤(1)(1)运行因素n n交通需求超过容量交通需求超过容量n n不受限制的入口匝道不受限制的入口匝道n n出口匝道排队出口匝道排队n n收费站收费收费站收费(2)几何因素第二节 高速公路运行中存在的问题及原因4.4.偶发性交通拥挤n n事件n n交通事故n n不利的气候条件n n作业区第二节 高速公路运行中存在的问题及原因5.5.交通安全问题6.6.环境问题n n空气污染n n交通噪声7.能源问题第三节 交通拥挤对策n n常发性拥挤的控制策略：第三节 交通拥挤对策1.车辆需求控制(1)(1)入口匝道控制入口匝道控制(2)(2)高速公路主线控制高速公路主线控制 主线调节主线调节可变速度控制可变速度控制驾驶员信息系统驾驶员信息系统(3)(3)优先通行权的控制优先通行权的控制(4)(4)通道控制通道控制(5)(5)拥挤收费拥挤收费匝道控制第三节 交通拥挤对策2.2.几何改善(1)(1)重新划分车道（导致降低设计标准）重新划分车道（导致降低设计标准）(2)(2)通过横断面的改建增加车道通过横断面的改建增加车道第三节 交通拥挤对策3.3.对旅行需求的管理(1)(1)交通需求高峰的分散交通需求高峰的分散(2)(2)汽车的有效利用汽车的有效利用(3)(3)停车换乘设施停车换乘设施(4)(4)改进公共交通服务改进公共交通服务第三节 交通拥挤对策n n偶发性拥挤的控制策略：1.1.监视系统监视系统2.2.事件服务系统事件服务系统3.3.驾驶员信息系统驾驶员信息系统第四节 高速公路监视与控制系统-监视监视-控制控制n n监控的任务：(1)(1)减少高速公路常发性拥挤的影响减少高速公路常发性拥挤的影响(2)(2)减少偶发性拥挤的影响减少偶发性拥挤的影响(3)(3)获得最大的运行安全获得最大的运行安全(4)(4)提供必要信息，帮助使用者有效利用各种设施提供必要信息，帮助使用者有效利用各种设施(5)(5)给遇到困难的使用者提供援助给遇到困难的使用者提供援助(6)(6)减少交通事故对环境和人类的危害减少交通事故对环境和人类的危害第四节 高速公路监视与控制系统n n监控系统的组成和主要设备功能第四节 高速公路监视与控制系统n n监控系统的组成：1.1.交通信息采集子系统2.2.通信传输子系统3.3.中央控制设施子系统4.4.监控输出子系统第四节 高速公路监视与控制系统1.1.交通信息采集子系统(1)(1)车辆检测装置车辆检测装置(2)(2)气象检测装置气象检测装置(3)(3)测速雷达测速雷达(4)(4)闭路电视闭路电视(5)(5)紧急电话紧急电话(6)(6)无线电设备无线电设备轴重计及超重录像系统电视监视系统第四节 高速公路监视与控制系统2.2.通信传输子系统-负责各种数据、信号的传输负责各种数据、信号的传输-多芯光缆多芯光缆第四节 高速公路监视与控制系统3.3.中央控制设施子系统主要功能主要功能:-处理采集的各种数据处理采集的各种数据-根据数据进行事件判断，决定控制方案，发出指令根据数据进行事件判断，决定控制方案，发出指令-监视交通流情况监视交通流情况-负责辖区内的通信联络负责辖区内的通信联络-隧道内的火灾、交通事故的监视、记录、报警隧道内的火灾、交通事故的监视、记录、报警-沿线各种照明相关系统的控制和调度沿线各种照明相关系统的控制和调度-全系统组成设备工作状态的检测全系统组成设备工作状态的检测中央控制室第四节 高速公路监视与控制系统3.3.中央控制设施子系统系统主要组成设备系统主要组成设备:-计算机及外部设备计算机及外部设备-大屏幕图形显示板大屏幕图形显示板-控制台控制台-电话总机台电话总机台-不停电电源不停电电源(UPS)(UPS)设备设备4.监控输出子系统第四节 高速公路监视与控制系统n n国内外高速公路监控系统发展概况n n监控系统的效益第四节 高速公路监视与控制系统n n监控系统的发展方向智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)(ITS,Intelligent Transportation System)智能交通系统智能交通系统(ITS)(ITS)是未来交通系统的发展方向，其是将是未来交通系统的发展方向，其是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。时、准确、高效的综合交通运输管理系统。第四节 高速公路监视与控制系统n nITSITS的功能主要表现在：的功能主要表现在：（1 1）顺畅功能：增加交通的机动性，提高运营效率）顺畅功能：增加交通的机动性，提高运营效率；提高道路网的通行能力，提高设施效率；调控；提高道路网的通行能力，提高设施效率；调控交通需求。交通需求。（2 2）安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的）安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性可能性/避免事故；减轻事故的损害程度；防止事避免事故；减轻事故的损害程度；防止事故后灾难的扩大。故后灾难的扩大。（3 3）环境功能：减轻堵塞；低公害化，降低汽车运）环境功能：减轻堵塞；低公害化，降低汽车运输对环境的影响。输对环境的影响。第四节 高速公路监视与控制系统 当前国际公认的ITS服务领域有：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、货运管理系统、电子收费系统、紧急救援系统。n n各国对ITS的理解有差异，美国、欧洲、日本的定义与研究内容如下：第四节 高速公路监视与控制系统美国：定义：ITS结合信息处理、通讯、控制及电子等技术应用于运输系统,以减少交通事故及拥挤,并提高运输效率。研究内容：旅行与运输管理旅行需求管理公共运输营运电子付费商业车辆营运紧急救援管理先进车辆控制及安全系统第四节 高速公路监视与控制系统欧洲：定义：ITS利用信息、运输及通讯等技术应用于车辆及道路基础设施的运作,以改善运输机动性,同时增进运输安全、减少交通拥挤及提高行车舒适程度,并减少环境冲击。研究内容：交通管理行前信息行程中信息车辆控制货物及车队管理自动收费第四节 高速公路监视与控制系统日本：定义：ITS使用先进信息与通讯技术,以建立一个包括用路人、车辆及道路设施的综合系统。研究内容：导航系统的进展电子式自动收费系统支援安全驾车交通管理最佳化提高道路管理效率支援公共运输提高商用车辆营运效率支援行人支援紧急救援车辆运作 p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe学习总结结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日