高速公路管理与控制第一章.ppt

高速公路管理与控制,刘明辉Email:liumhTel: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,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：我国的高速公路建设是依据“八五”期间制定的国道主干线系统布局规划进行的，建成总体布局为“五纵七横”的十二条国道主干线，总长约3.5万公里，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首府，连接所有人口超过100万的特大城市和93人口超过50万的大城市，串联的城市超过200个，约占全国城市的43，2007年末已基本完成该系统中高速公路的建设。,第一节高速公路的特征与类型,国家高速公路网规划2004年12月17日，国家高速公路网规划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。,国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”，总规模约8.5万公里，其中：主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他路线约1.7万公里，将用30年时间建成。具体是：,第一节高速公路的特征与类型,首都放射线（7条）：北京上海、北京台北、北京港澳、北京昆明、北京拉萨、北京乌鲁木齐、北京哈尔滨；南北纵向线（9条）：鹤岗大连、沈阳海口、长春深圳、济南广州、大庆广州、二连浩特广州、包头茂名、兰州海口、重庆昆明；东西横向线（18条）：绥芬河满洲里、珲春乌兰浩特、丹东锡林浩特、荣成乌海、青岛银川、青岛兰州、连云港霍尔果斯、南京洛阳、上海西安、上海成都、上海重庆、杭州瑞丽、上海昆明、福州银川、泉州南宁、厦门成都、汕头昆明、广州昆明；此外，规划方案还有：辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线共5条地区性环线、2段并行线和30余段联络线。,届时，建成的国家高速公路网将连接全国所有的省会级城市、目前城镇人口超过50万的大城市以及城镇人口超过20万的中等城市，覆盖全国10多亿人口；将连接全国所有重要的交通枢纽城市，包括铁路枢纽50个、航空枢纽67个、公路枢纽140多个和水路枢纽50个，形成综合运输大通道和较为完善的集疏运系统，实现东部地区平均30分钟上高速，中部地区平均1小时上高速，西部地区平均2小时上高速的快速出行。,投资,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,高速公路的特征：-交通限制-分隔行驶-严格控制出入-高标准的线形-各种管理、控制、收费、服务和安全设施多-密集型的管理,第一节高速公路的特征与类型,高速公路的特征：,第一节高速公路的特征与类型,高速公路的类型：-城市内高速公路-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,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/h、人/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。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,交通拥挤的概念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-美国芝加哥交通拥挤定义-心理学Blochs定理：Tc=240/(60-vc)vc拥挤速度；Tc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,交通拥挤的概念拥挤交通流特性-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,常发性交通拥挤运行因素交通需求超过容量不受限制的入口匝道出口匝道排队收费站收费(2)几何因素,第二节高速公路运行中存在的问题及原因,偶发性交通拥挤事件交通事故不利的气候条件作业区,第二节高速公路运行中存在的问题及原因,交通安全问题环境问题空气污染交通噪声7.能源问题,第三节交通拥挤对策,常发性拥挤的控制策略：,第三节交通拥挤对策,1.车辆需求控制入口匝道控制高速公路主线控制主线调节可变速度控制驾驶员信息系统优先通行权的控制通道控制拥挤收费,匝道控制,第三节交通拥挤对策,几何改善重新划分车道（导致降低设计标准）通过横断面的改建增加车道,第三节交通拥挤对策,对旅行需求的管理交通需求高峰的分散汽车的有效利用停车换乘设施改进公共交通服务,第三节交通拥挤对策,偶发性拥挤的控制策略：监视系统事件服务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-控制监控的任务：减少高速公路常发性拥挤的影响减少偶发性拥挤的影响获得最大的运行安全提供必要信息，帮助使用者有效利用各种设施给遇到困难的使用者提供援助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,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,监控系统的组成：交通信息采集子系统通信传输子系统中央控制设施子系统监控输出子系统,第四节高速公路监视与控制系统,交通信息采集子系统车辆检测装置气象检测装置测速雷达闭路电视紧急电话无线电设备,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,通信传输子系统-负责各种数据、信号的传输-多芯光缆,第四节高速公路监视与控制系统,中央控制设施子系统主要功能:-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-监视交通流情况-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-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,中央控制室,第四节高速公路监视与控制系统,中央控制设施子系统系统主要组成设备:-计算机及外部设备-大屏幕图形显示板-控制台-电话总机台-不停电电源(UPS)设备4.监控输出子系统,第四节高速公路监视与控制系统,国内外高速公路监控系统发展概况监控系统的效益,第四节高速公路监视与控制系统,监控系统的发展方向智能交通系统(ITS,IntelligentTransportationSystem)智能交通系统(ITS)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,ITS的功能主要表现在：（1）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；调控交通需求。（2）安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性/避免事故；减轻事故的损害程度；防止事故后灾难的扩大。（3）环境功能：减轻堵塞；低公害化，降低汽车运输对环境的影响。,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。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,第四节高速公路监视与控制系统,虽然美国、欧洲和日本对于ITS的定义和主要内容不完全相同,但其目标却是一致的,实现的技术和工作的主要内容也大致相同,均是利用信息、通信等技术的发展以实现交通系统的高效、安全及舒适地运行。,