【交通工程学】是一门研究道路交通系统规划、设计、运营和管理的学科,涉及交通安全、效率、环境和能源等多个方面。这门学科的基石是"五E"科学,包括工程(Engineering)、执法(Enforcement)、教育(Education)、环境(Environment)和能源(Energy)。它的诞生通常被认为是以交通工程师协会的成立为标志,该协会在推动交通工程学的理论与实践发展中起到了重要作用。
交通规划中的"四阶段"模型是城市交通规划的核心方法,它包括交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配四个步骤。交通发生指的是预测各个区域的交通生成量,交通分布则是研究这些交通生成量如何在不同区域间分配,交通方式划分是指确定各交通需求采用哪种交通方式,最后交通分配是计算各种交通方式在路网中的具体分配情况。
道路效劳水平是评价道路运行效率的重要指标,其中效劳交通量是一个关键参数,它反映了在一定的交通密度下,道路能维持的最高速度或最低延误水平。例如,如果道路的效劳交通量低,意味着道路拥堵可能性较高,需要考虑改善交通设施或采取交通管理措施。
在交通流量分析中,时间平均车速通常小于或等于空间平均车速,因为时间平均车速考虑了车辆在行驶过程中的加速和减速,而空间平均车速仅计算车辆通过特定路段的平均速度。交通调查区域内的交通分布方法选择取决于多个因素,例如,当预见某些区域的交通产生量和吸引量有显著变化,或者新区域即将发展时,可能会选用重力模型或Furness模型进行预测。
交通需求管理旨在通过政策和策略减少不必要的出行,优化交通结构,提高交通系统的整体效率。其主要内容可能包括公共交通推广、限行措施、停车管理等。离散型车流分布模型,如二项分布、负二项分布和泊松分布,常用于描述车头时距的统计特性,其中负指数分布常用来描述车头间距的随机性。
在交通工程学的计算题中,会涉及到速度与密度的关系、车流流量和平均速度的计算、信号穿插口的延误分析以及交通拥堵的模拟等。例如,根据车流的速度与密度关系V=90-1.8K,可以求出在限制流量条件下速度的最低值和密度的最高值。另外,通过对观测车的追踪,可以估算车流的平均速度、流量,并判断是时间平均车速还是空间平均车速。
在实际应用中,交通工程学的知识被广泛应用于道路设计、交通信号控制、交通规划和交通安全管理等领域,以确保道路系统的高效、安全和可持续运行。对于交通工程学的学习和掌握,不仅需要理论知识,还需要结合实际案例和数据分析能力,以便在未来解决复杂的交通问题。