城市交通工程应用技术研究

一、综述

城市 交通 是城市 社会 活动、 经济 活动的纽带和动脉，对城市经济 发展 和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。近几年来，随着人口的增长，国民经济的高速发展以及城市化进程的推进，在我国许多大、中城市出现了严重的交通拥挤及堵塞现象，严重 影响 了城市居民生活的提高及城市经济的发展。要从根本上解决城市交通 问题 ，就必须加快我国道路交通基础设施的 现代 化建设及现代化管理，而充分利用国际上成熟的交通工程 应用 技术，是加快实现我国交通现代化的基本途径。

早在五六十年代，欧美经济发达国家就已认识到交通对社会经济发展的重要作用，因而对城市交通的规划、建设、管理等进行了大量的 研究 ，提出了综合交通系统与土地利用互相作用的 科学 论断，在此基础上作出了进行大规模城市交通基础设施建设的决定。从70年代开始．经济发达国家在强化交通基础设施建设的同时，进一步提出了交通需求管理技术，研究如何降低城市交通需求总量，制定限制小汽车出行的政策，兴建大运量交通系统及与之配套的换乘系统。至80年代，经济发达国家经过30年左右时间的建设，均已建成了比较完善的综合交通运输体系，但交通需求的继续增长使得阻塞现象仍很严重，这些国家把主要精力放在现有交通 网络 的现代化管理上，通过引进高新技术来提高交通网络的运输能力，以缓解交通紧张状况。如 目前 欧共体、美国、日本正在开发中的车辆线路诱导系统、卫星车辆导行系统、智能化车路系统等都是利用高新技术提高交通网络运输能力的交通管理系统。

从国外发达国家的交通工程研究及交通工程建设发展过程，可以得出这样一个结论：交通工程的研究 内容 与建设重点与当时的国民经济发展水平、 科技 发展水平、人民生活水平密切相关。总体来说，城市交通工程的研究与建设可分为二个阶段：“造路”与“管路”，即经济发展时期的建设阶段与经济发达时期的管理阶段。在经济发展时期，城市处于开发过程中，随着城市的不断开发，经济的不断发展，交通需求急剧上升，原有的交通基础设施远远不能满足交通运输要求。这一阶段的城市交通主要工作是进行大规模的城市交通基础设施建设，相应的研究内容主要为城市交通规划的 理论 与 方法 、优化建设方法、网络优化方法，为大规模的交通建设提供科学的理论指导。一旦国民经济进入发达时期，社会经济发展平稳且较慢，城市已基本完成其开发过程，并且已建成了完善的城市交通网络系统，但交通需求量仍有一定程度的增加，交通紧张状况依然存在。这一阶段的城市交通工作重点是解决有限的道路交通运输能力与不断膨胀的交通需求之间的矛盾，相应的研究内容为城市交通管理方法，包括两个方面：①城市交通需求的管理，以减少城市交通总量；②城市交通基础设施现代化管理，以提高现有交通基础设施的运输能力。

近几年来，随着我国“改革、开放”的深入，国民经济发展迅猛，交通需求量增长很快，全国范围内的大中城市都基本上出现了严重的交通阻塞现象。在我国，出现城市交通全面紧张的原因主要有二个：

(1)城市交通基础设施建设速度远远跟不上交通需求增长速度，城市交通设施运输能力不能满足交通需求而造成交通阻塞

(2)城市交通管理设施落后、管理水平不高，现有道路交通设施的运输能力得不到充分利用而造成交通阻塞

我国国内经济发展很不平衡，沿海城市较内地城市发展要快，北京及部分沿海城市已初步建成了较完善的道路交通网络。但由于这些城市的交通管理设施落后，管理人员缺乏，管理水平不高，造成已形成的道路交通网络系统没有发挥其应有的运输效率，加重了城市交通的阻塞。

另一方面，由于我国以前对城市交通管理重视不够，城市交通管理法规还不够完善，执法部门执法不严，市民遵守交通法规的观念淡薄，交通违纪现象很普遍，时常造成人为的交通拥挤与阻塞。

总体来说，我国目前仍为发展 中国 家，绝大多数城市仍处于开发阶段，造成交通全面紧张的主要原因是城市交通基础设施建设速度远远跟不上交通需求的增长速度。加快我国城市交通基础设施的建设，尽快形成基本适应交通需求的城市交通网络系统是我国城市交通建设的当务之急。这一方面的理论研究应包括：城市综合交通系统规划、城市交通专项规划的理论与方法，交通需求预测技术，城市交通建设与城市用地布局、土地开发之间的相互作用关系，大运量城市客运系统规划技术，城市交通网络优化技术，城市交通基础设施优化建设方法，城市交通技术经济评价方法，城市交通基础设施的建造技术等。

考虑到我国经济发展的不平衡及远期发展要求，开展现代化城市交通管理技术的开发及管理设施的建设，形成适合我国混合交通特点的现代化城市交通管理系统也是我国城市交通建设的重点之一。这一方面的理论研究应包括：交通流基本特征，城市交通信息系统，交通需求管理技术，城市交通区域控制理论，车辆线路诱导系统，智能化车一路一环境系统，交通事故预防及交通安全系统的开发等。

本研究报告着重讨论在我国近期城市交通基础设施建设及中远期现代化城市交通管理的基础理论、方法中起支撑作用的交通工程应用技术的现状、发展方向与目标及其研究途径与措施。具体包括三个方面：①城市交通信息系统；②城市交通需求预测系统；③城市交通应用软件系统。

二、城市交通信息系统

城市交通信息是进行城市交通研究的依据，进行城市交通基础设施规划、建设及城市交通管理的基础。城市交通信息极其丰富，种类繁多，就其时效性可分为实时交通信息及 历史 交通信息，就其性质可分为动态交通信息(车流的交通信息)及静态交通信息(交通设施的交通信息)。

1．械市交通信息系统发展与现状

(1)用于城市交通规划的交通信息系统

城市交通规划在城市的建设及发展过程中起着十分重要的作用，进行城市交通规划需要大量的城市交通信息，其中，最主要的交通信息包括：①居民、车辆、货物的出行特性及其分布；②交通流特征(交通量、车速)及其分布；③交通设施(道路网络、公共交通网络、交叉口控制设施、车站、码头分布)；④社会经济信息(人口及其分布、居住分布、就业分布、土地利用及其分布)。这些交通信息在交通规划中是进行现状交通评价及未来交通预测的直接依据。国外经济发达国家比较重视这类交通信息的收集与积累。早在五六十年代，欧美发达国家当时处于城市交通基础设施建设时期，城市交通设施的规划与建设成为当时交通工程的研究重点，为了配合交通规划工作的全面展开，许多大中城市都相继进行了大规模的交通调查，并建立了标准化交通信息数据库，这些交通信息数据库在当时的大规模交通规划及后来的城市交通规划滚动、调整中起了极其重要的作用。一方面，这些交通信息数据库为交通规划及交通规划滚动中的交通评价、交通预测提供了坚实基础，使规划及规划滚动科学、合理，另一方面，这些规范化的交通信息数据库为没有进行大规模交通调查的城市提供了样板，这些城市可以不进行大规模交通调查而直接从规范化交通信息数据库中调用同类城市的交通信息进行类比，便可进行城市交通规划，不仅大大节省了调查经费，而且大大缩短了城市交通规划工作的周期，社会经济效益巨大。

如前节所述，我国目前状况与欧美发达国家60年代的状况相似，处于经济大发展时期，造成城市交通全面紧张的主要原因是城市交通基础设施的建设速度远远跟不上城市交通需求的增长速度，为了改变这一状况，一个大规模的城市交通规划、建设热潮正在全国展开。为了开展城市交通规划工作，我国已有近40个城市进行过大规模或较大规模的综合交通调查，无疑这些交通调查成果对相应城市的交通设施规划、建设起到重要作用。但从交通信息系统的角度来看，存在着许多不足，有待于进一步完善。如：①交通调查不规范。目前用于城市交通规划的交通调查很不规范，无论是调查的内容、调查的深度，还是对一些主要特征指标的定义均无统一的标准，造成城市之间的不可比性。如对居民“出行”的定义，就没有明确的标准，有的城市定义为居民在空间上移动500m或1000m为出行；有的城市定义为居民外出耗时3分钟或5分钟为出行，等等，使得居民平均日出行次数这个重要的特征指标无可比性。②调查成果没有形成数据库，利用率低。我国已有近40个城市进行过综合交通调查，调查的城市覆盖面很广，信息量极其丰富，如果能形成一个国家级的标准化交通信息数据库，为没有做过交通调查的城市提供类比 分析 的依据，必将能产生巨大的经济效益。但我国目前不仅没有形成国家级数据库，就连各城市本身也很少形成数据库，不少城市在交通规划结束后，交通调查资料就被遗失，待规划滚动时，需重新进行调查。有些城市，虽进行了大规模的综合交通调查，但在规划时，仅少量调查结果被应用，大部分被浪费。总体来说，目前我国的交通调查资料利用率很低。

⑧交通信息采集手段落后。我国目前城市交通信息的采集基本上还是用比较原始的人工方法，自动化程度很低。如交通流量、车速等信息的采集基本上还是用记数法，现代化的交通检测手段没有被普及；居民出行调查常采用家访法；土地利用、人口分布等信息用原始的图上量面积方法，扫瞄仪等现代化设备没有被广泛应用。

(2)GIS在城市交通信息系统中应用

GIS(GeographiclnformationSystem)是一种基于 计算 机软硬件支持的空间和空间属性数据库的地理信息系统，由于它的综合功能、广泛的应用领域及在决策中的综合效能，最近十多年得到了迅猛发展。特别是近几十年计算机软硬件价格下降及技术的进步，GIS在城市的规划建设和管理部门迅速推广应用，取得了巨大的社会经济效益，GIS同样也能成为城市交通规划、建设及城市交通管理的有力工具。

GIS是利用计算机软硬件的支持，对数据和信息(包括图纸和表格)按地理坐标和空间位置进行收集、输入、存贮、编辑、查询、检索、显示和管理，以及对这些信息进行统计和分析的综合技术。GIS一般包括四个子系统：①数据输入子系统。借助于一定的技术手段，如数字化仪、扫描仪等将图片数字化，或通过实地测量获得的数据以及空间物体的属性数据按一定的格式输入计算机，建立相关的地理数据库。②数据库管理系统。把空间数据以拓扑结构的形式组织、分类、整理、运算，并进行综合管理，为用户相应的操作、分析、显示等的空间和非空间的查询进行快速检索服务。⑧数据输出或显示子系统。利用计算机终端输出全部或选择性的部分数据或图形信息，为用户提供直观的图象和图形。④空间分析子系统。对这种空间信息根据用户咨询目的进行空间分析，建立空间事物的综合系统动力学模型，进行动态数学模拟及预测。

考察GIS的功能可以实现：利用GIS进行城市交通的规划、设计、建设、管理，能大大提高工作效率及成果水平，尤其是对城市交通规划。因为城市交通规划所要处理、分析的数据量巨大、数字模型复杂、规划成果或分析结果的表示要求多样化，利用GIS强大的数据慑人功能、数据管理功能、图形显示功能及空间分析功能，能使上述问题变得十分容易。可以说，GIS是进行城市交通规划的最有利的辅助工具，在我国当前大规模的城市交通规划建设时期，在城市交通规划中推广应用GIS，更具有特别重要的意义，必将产生巨大的社会经济效益。

GIS的发展已有30年的历史，但其突破性的进展是在计算机高度发达后的80年代末期，并已在发达国家得到广泛应用。GIS在交通工程中的应用始于80年代，交通工程GIS系统的特殊性在于依靠宏观的GIS地理信息系统的一切环境外，还必须具有交通工程特有的基础数据库系统以及处理一般交通工程问题的能力，如交通需求预测、车流路径选择、道路通行能力分析、交通质量评价、交叉口交通信号配时及延误、排队分析等。

交通工程GIS发展最快的是美国，近几年来已有上百个交通工程GIS软件问世，由美国凯力浦(Caliper)公司开发的TransCAD交通工程GIS软件系统，可以说明是GIS在交通工程应用的一大突破，并且由于其使用方便、性能稳定、价格低廉等优点而被广泛应用。利用TransCAD进行纽约肯尼迪国际机场综合交通规划、管理就是GIS在交通工程中应用的一个成功的例子。

我国GIS的技术开发和研究起步较晚。1987年由国家计委和中国科学院建立的资源与环境国家重点实验室标志着我国GIS研究的开始。1988年结合世界银行贷款的三个中等城市(洛阳、沙市和常州)的城市建设项目建立城市规划管理信息系统，标志着我国城市地理信息系统开发的开始。但GIS在城市交通规划及交通工程方面的应用，在我国几乎还是空白。

(3)用于现代化交通管理的城市交通信息系统

城市交通信息系统不仅在城市交通规划、建设中起着十分重要的作用，它同样是进行城市交通现代化管理的基础，倍受西方发达国家的重视。在这些国家，城市交通工程建设已进入现代化的交通管理阶段，其主要工作为两个方面：①城市交通需求管理(TDM)。通过交通需求的管理，减少不必要的出行量，降低道路交通负荷以缓解交通状况。②城市交通系统管理(TSM)。通过交通系统管理，提高现有交通设施的运输能力及运输效率，以缓解交通紧张状况。而进行交通需求管理及交通系统管理的基础，都是城市交通信息(特别是实时、动态交通流信息)的获取与传递。发达国家非常重视城市交通信息系统，投入了大量的财力、物力、人力进行研究与开发。如欧共体12国正在研制的基于卫星通讯的现代化智能车一路一运输环境系统DRIVE研究计划中，就投入了大量的资金对交通信息系统进行研究。，在研究经费达1亿欧洲货币单位的DRIVE计划一期工程中，有近1／3的研究项目为道路交通信息RTI(Road Traffic lnformation)的研制与开发，包括道路交通信息的获取、传送、管理及数据库系统建立。研究经费达4亿欧洲货币单位的DRIVE计划二期工程，其研究主题就是现代化交通信息系统(DRIVE Ⅱ：ATT— The Advanced Transport Telematics)。研究计划包括了交通需求管理信息系统、旅行交通信息系统、集成化城市交通管理信息系统、集成化城际交通管理信息系统、驾驶员救援与合作驾驶信息系统、货运与车队管理信息系统及公共交通管理信息系统的建立、信息采集技术、传送技术及硬件设备开发。

我国目前处于大规模建设时期，城市交通基础设施的规划、建设是我国当前的当务之急，但由于经济发展的不平衡，我国部分沿海城市将率先进入现代化行列，城市现代化交通管理技术的研究与开发应尽早开展。我国目前对在城市现代化交通管理中起基础作用的交通管理信息系统尚未开展研究，应引起有关部门的重视。

2．城市交通信息系统发展目标

适应我国当前大规模城市交通基础设施建设的要求，要统一城市交通规划的交通调查标准，建立全国性交通调查数据库，供未进行过大规模交通调查的城市在进行交通规划时类比、 参考 。同时，要建立标准化的城市交通规划GIS系统，积极在国内推广应用，并开展现代化城市交通管理信息系统的研制，争取达到国际80年代初同行业的先进水平。

3．城市交通信息系统研究内容

(1)规范化城市交通调查内容、调查技术、调查方法研究

研究城市交通规划的规范化调查项目、调查内容、调查方法及调查技术；研究不同层次规划(远景城市发展战略规划、中长期城市综合交通规划、近期城市交通治理规划、城市交通滚动规划)的调查内容及调查方法；建立规范化交通调查指南。

(2)城市交通规划信息数据库技术开发

开发城市交通规划信息数据库技术，收集国内已调查的城市交通信息资料，按城市性质、区域规模、人口规模等建立数据库，研究城市交通规划信息数据库的维护及更新技术。

(3)出行特征参数与城市性质、规模相关关系研究

广泛收集国内的城市交通调查资料，研究并建立居民出行特征参数(如居民平均日出行次数、各目的出行次数、交通方式比例)、车辆出行特征参数(如车辆平均日出行次数、平均出行距离)等与城市性质、城市规模的相关关系，供同类城市进行交通规划或规划滚动作类比、参考。

(4)适合中国国情的城市交通工程GIS系统开发

开发适合于我国城市交通工程的基本GIS系统，加强交通工程所特有的交通数据获取功能，增加交通分析功能(如网络分析功能、交通数据统计功能、交通需求预测功能、道路网络规划功能、公共交通线网规划功能)，建立交通工程标准数据库(如各种图示图例、道路规划标准、交通信号灯标准、交通状况标准等)；研究已有的交通工程标准软件与GIS的接口技术或转换技术。

(5)现化城市交通信息系统

研究以城市交通系统管理(TSM)及城市交通需求管理(TDM)象的现代城市交通信息系统的结构、内容，研究静态交通设施信息、为主要服务对动态交通流信

息、车辆与居民出行需求信息、公共交通线路运行信息、交通事故信息等系统的集成技术，以及线路诱导系统、城市交通管理系统、城市交通控制系统的集成技术。

三、城市交通预测系统

城市交通预测系统有二个预测内容：①城市交通需求预测，包括城市客货运量、车辆、行人的发生、分布、流量分配等宏观预测；②城市交通特征指标预测，包括交通量时空分布 规律 、道路容量、交通量、车速，交叉口排队、延误，交通事故等微观预测，它们都是进行城市交通规划、建设、管理与控制的基础，前者主要为城市交通规划、建设服务，后者主要为城市交通管理、控制服务。

1．城市交通预测系统的发展与现状

(1)城市交通需求预测技术

城市交通需求预测(或城市交通需求分析)是城市交通规划的主体部分，其目标是通过对现状交通需求与现状城市土地利用之间的相关关系分析，根据未来土地利用规划预测未来各类交通需求的发生、分布及其在城市交通基础设施上的分配，为城市交通基础设施的布局规划及规模设计提供决策依据。

欧美发达国家在50年代为了满足城市交通规划建设的需求，开始研究城市交通需求预测模型，至70年代已基本形成了很有代表性的“四阶段”城市交通需求预测模式，即交通需求预测分四个阶段：①出行发生预测，代表性预测模型有单位产生率法及交叉分类法；②出行分布预测，代表性预测模型有增长率法及重力模型法；③出行方式划分预测，代表性预测模型有转移曲线法及费用函数法；④出行分配预测，代表性预测模型有最短路交通分配法、概率多路径分配法。“四阶段”交通需求预测模式，在国际上一直占交通需求分析的主导地位，在当时欧美各国的城市交通基础设施的规划、建设中起了极其重要的作用。70年代以后，欧美发达国家的大规模城市建设已基本完成，交通工程重点逐步转移到城市交通的管理与控制，除了出行分配预测模型由于在交通管理中得到广泛应用而得到进一步研究外，对其他预测模型的研究渐渐受到冷落。

我国对城市 交通 规划及交通需求预测的 研究 起步较晚，80年代才开始较大规模的城市交通规划工作，十年来，已有约20个城市进行了较系统的综合城市交通规划。在我国城市交通规划界，研究活动最活跃的有三支研究队伍：东南大学运输工程研究所、 中国 城市规划设计研究院城市交通研究所及同济大学道路与交通工程研究所。他们在各自承接的城市综合交通规划实践中，已摸索出了一套符合中国国情的城市交通规划 方法 及城市交通需求预测技术，在当前我国的大规模城市交通基础设施规划建设中，起了很大的作用。

总体来说，我国 目前 的城市交通规划方法及交通需求预测方法，仍没有跳出“四阶段”模式，尽管根据我国实际交通状况对各阶段预测模型作了很大改进，但在整体运用上仍存在着许多不足，有待于进一步的完善。

1)“四阶段”模式并不完全符合我国当前城市交通 发展 状况。“四阶段”城市交通规划、预测模式的特点是以现状 分析 为基础进行模型参数标定并预测未来的交通需求，这种预测方法对已具规模的城市，特别是发展已趋于稳定的城市十分有效，因而在国外发达国家的城市交通规划滚动中被广泛采用。我国目前属于发展中国家，城市化进程发展很快，绝大部分城市处于开发时期，城市的远期规模及布局与现状相差很大，完全套用“四阶段”模式必然会造成预测的偏差及规划的失误。

2)我国尚未形成规范化的城市交通预测及规划系统。城市交通预测及规划以城市规划为前提，城市规划的各项控制参数及用地指标是城市交通预测及规划的依据。城市交通规划及城市规划均有不同的层次。城市交通规划一般可分为城市交通发展战略规划、城市综合交通规划、城市交通近期治理规划及城市交通滚动规划等几个层次，城市规划也可分为城市发展战略规划(纲要)、城市总体规划、城市分区规划等。不同层次的交通规划对规划的 内容 、预测的深度、精度要求不一样，对作为前提条件的城市规划资料的要求也不一样。目前，我国还没有形成城市规划一交通预测一城市交通规划协调系统。一方面，城市交通规划与城市规划不协调。某些城市在进行详细的城市综合交通规划时，仅用城市发展战略规划为依据，尽管进行了相当详细的交通需求预测，但由于预测基础比较薄弱，预测结果的可信度很低。而有些城市在进行纲要性的城市交通发展战略规划时，以详细的城市分区规划资料作为基础，进行相当复杂的交通需求预测，以此为基础的城市交通发展规划有“头重脚轻”之感。城市交通规划，城市交通需求预测技术及作为基本依据的城市规划之间尚未形成一一对应的协调系统。另一方面，国内多数城市的城市交通规划与城市规划分别进行，很少真正形成城市交通规划对城市规划的反馈作用，有些城市的交通规划只起到了根据城市总体规划(或分区规划)中的土地利用布局规划，进行交通需求预测，对城市规划提出的道路 网络 进行交通质量评价而已，没有真正起到城市交通的规划作用及对城市规划(特别是土地利用布局、城市发展方向)的反馈作用。

(2)城市交通运行特征预测技术

城市交通运行特征指标道路交通量及其时空分布、车速、交叉口排队和延误等，它们是交通设计中设施规模的确定、交通规划中路网方案的评价、交通控制中控制策略的制定、交通管理中管理措施的制定的直接依据，尤其在 现代 城市交通管理中特别重要。

欧美发达国家比较重视城市交通特征指标预测技术的研究，特别是这些国家的交通工程建设进入现代化城市交通管理与控制阶段后，已基本形成了较成熟的预测技术。如进行道路、交叉口流量预测的动态连续式交通分配技术，已经能模拟一天交通需求的变化以及高峰小时期间车流拥挤在邻近交叉口之间的互动影u向，在城市交通控制、线路诱导及交通规划中广泛 应用 。交叉口排队及延误预测的实变排队模型及同轴转换技术，能模拟一天不同交通需求下的排队及延误形成与消散的动态过程，被广泛用于交通控制及线路诱导系统。这些国家在通行能力的分析、行驶时间预测(车速与交通负荷相关关系)、交通事故预测等技术也有较多的研究。

我国对城市交通特征指标预测方法的研究不多，通常借鉴国外的模型，但由于我国交通状况的特殊性，照搬国外模型有许多不足。①国外发达国家的交通流中，小汽车流为主体，小汽车占90％以上，国外的交通特征预测模型以小汽车流为基本车流，不完全适合于我国的多车种交通流。②我国的道路交通基本上为机非混行， 自行车对机动车的行驶特性有很大 影响 ，国外的预测模型不能考虑这一状况。因此，有必要提出一套适合我国交通特点的交通特征指标预测、分析技术。

2．城市交通预测系统发展目标

在已有研究成果及众多城市交通规划实践的基础上，分析、研究我国市场 经济 条件下城市经济快速增长及城市交通需求发展规律，建立适合我国 社会 主义市场经济体制的城市交通需求预测 理论 体系，及城市规划一城市交通规划一交通需求预测配套技术。开展城市交通特征指标预测的研究，为最终形成现代化城市交通管理系统奠定基础。

3．城市交通预测系统研究内容

(1)规范化城市交通需求预测技术研究

研究常规的“四阶段”交通需求预测模式在我国的适用范围，研究在我国市场经济条件下的城市交通需求发生、吸引、分布规律及其预测模型，研究在机非混合交通条件下的城市交通网络交通分配理论、动态连续式城市交通需求网络分配方法及其在大规模交通网络上的实现 问题 。

(2)城市规划与城市交通规划协调预测技术研究

研究城市交通需求与城市土地利用之间的相关关系，不同层次城市交通规划所需的规范化城市发展基本指标及其与不同层次城市规划的对应关系。建立使城市交通规划真正能对城市规划起反馈作用的城市规划一交通需求预测一城市交通规划一城市规划一体化的规范化预测系统。

(3)城市交通规划专项预测技术研究

研究在“改革、开放”新形势下所出现交通问题的专项预测技术。如城市流动人员的总量、出行特征及其分布预测技术，城市开发区交通需求预测技术，地铁、轻轨线路的客流吸引范围、线路客流分布预测技术，地铁、轻轨线路与地面公共交通系统的客流换乘预测技术等。

(4)城市交通技术经济评价方法研究

研究城市交通规划方案或大型城市交通基础设施建设的技术经济评价指标体系及评价方法。

(5)城市交通运行特征预测技术研究

研究在我国混合交通条件下，适用于城市交通规划与城市交通管理的城市交通运行特征指标预测技术，包括城市道路、交叉口通行能力分析技术，道路交通量、车速及交叉口排队、延误预测技术，道路交通路阻函数、交通事故、交通污染预测技术等的开发。

四、城市交通应用软件系统

城市交通系统的规划、设计、运行、管理均需要进行大量基础数据的统计运算及复杂的网络分析，城市规模越大，城市现代化程度越高，交通系统分析的复杂程度也越大。一般来说，城市交通系统的规划、设计、运行管理均需要有相应的软件系统支持，否则其结果很难能想象是科学合理的。城市交通应用软件通常有三个方面：①城市交通规划系统软件；②城市交通管理系统软件；⑧城市交通工程设计专项软件。

1．城市交通应用软件系统发展及现状

(1)城市交通规划系统软件

城市交通规划过程中，需对大量的调查数据进行统计分析，需进行高阶矩阵的运算、网络搜索及图象处理，没有 计算 机作为分析工具是很难进行大中城市的综合交通规划的。国外发达国家非常重视计算机、绘图仪、扫描仪等高 科技 产品在交通规划中的应用及其相应系统软件的开发。70年代以来，已有一大批交通规划软件投入应用，在交通规划中起了重要的作用。代表性的应用软件系统有：①美国开发的UTPS、MINUTP、TRANPLAN，其系统由网络分析、模型使用(“四阶段”预测模型)、矩阵运算、网络加载、图形显示等模块组成，通过控制文件组合各模块完成所需功能。②加拿大蒙特利尔大学开发的EMME／2均衡模型数学软件包，该系统中网络分析、矩阵运算、函数计算为三大公用模块，它可以为各种交通模型(如交叉分类出行产生模型、熵模型、重力分布模型、转移曲线或概率出行方式划分模型等)提供支持，并且各模块为用户预留使用域。⑧英国MVA公司开发的TRIPS系统，该系统除了具有TRANPLAN系统的功能外，还能进行公共交通线网优化，特殊线路交通分析，O—D矩阵反推及实时更新等功能，并有良好的界面及图形输出功能。④美国凯力浦公司开发的TransCAD系统，该系统是建立在GIS基础上的城市交通规划及交通管理系统软件，具备常规的交通规划功能，并留有与其他专用软件的接口，用户可自编专门要求的软件在TransCAD系统下运行。

我国在近十多年的城市交通规划实践中，一方面积极引进国外先进的城市交通规划系统软件，另一方面，根据我国的交通特点开发适合中国国情的规划软件，并已有较成熟的软件应用于我国的交通规划实践。如东南大学开发的STATRAM软件系统是在与英国南安普顿大学联合研制的标准化交通分配与评价软件(STA—TRAM—Standard Traffic Assignment and Assessment Model)基础扩展而成的城市交通规划系统软件，该系统由三大部分组成：①数据输入及文件建立模块。包括基本数据输入、网络输入及调整、数据文件建立、查询及查错处理功能。②交通需求预测及规划模块。包括出行发生、吸引、分布、方式划分、交通分配的可供选择的多种模型、公共交通分析、交通质量分析、交叉口流量推算、建设项目优先排序等功能。⑧成果输出模块。包括文表输出、屏幕图形输出、绘图仪图纸输出等功能。各功能通过控制文件实现，该系统在国内近十个城市的交通规划中应用。除东南大学外，中国城市规划设计研究院、同济大学、上海机械学院等也开发了不少应用软件，并在各自承接的城市交通规划实践中应用。

尽管国内已有不少单位开发了城市交通规划软件，但总体来说，有很多不足。首先，国内城市交通规划软件的开发，多为低层次的重复， 目前国内很少有高层次的规划软件问世，绝大部分软件层次很低，许多单位在进行的都是相同内容的重复开发工作。其次，国内的规划软件系统不规范化，没有统一的标准，大部分软件功能不全，深度不够，很难在交通规划实践中推广应用。

(2)城市交通管理系统软件

欧美发达国家在基本完成了城市交通基础设施的建设以后，城市交通需求的继续增长，使得交通问题依然存在，这些国家把注意力集中在城市交通的现代化管理以提高城市交通网络的运输效率上。城市交通的现代化管理包括城市交通区域控制系统、线路诱导系统、智能化车路系统等，这些系统的行动均以相应的支持软件系统为基础。

发达国家比较重视城市交通管理系统软件的开发。英国道路运输研究所(TRRL)早在60年代末就开始研制城市交通的区域信号控制网络协调配时优化设计控制程序TRANSYT(Traffic Network StudyT00

1)，不久就被广泛应用，70年代TRRL又研制出第二代的区域交通信号网络优化实时控制系统SCOOT(SplitCycle OffsetOptimizationTechnique)，并取代了TRANSYT被广泛应用，其他不少国家也研制了不少城市交通区域控制软件，如澳大利亚研制的SCATS(SydneyCo—ordinated AdaptiveTraffic System)系统就是较成功的一例。进入80年代后，发达国家除了在城市内继续推广区域交通控制系统的实施外，把更多的注意力集中到能产生更高运输效率的线路诱导系统、智能交通系统的开发及与已有城市区域交通控制系统的协调。如欧共体正在进行中的DRIVE研究计划，美国、日本、加拿大正在研制中的智能化车路系统IVHS，都以信息传输、线路诱导、卫星导航、智能控制等为主要研制内容，而相应的控制软件开发是核心部分。

我国城市交通管理的起步较晚，直到70年代末才在全国主要城市普及单点定周期交通信号机。80年代后期，国内许多城市相继从国外引进了一些区域交通控制系统，如北京引进了TRANSYT—7F和SCOOT，上海引进了SCATS，这些系统都是在国外现有系统的基础上，结合我国城市交通的具体情况适当加以改进而实现的。为了加速城市交通信号控制系统的国产化，有关部门在引进、吸收、消化的基础上，于1986年开始在南京合作开发第一套国产信号控制系统，并于1991年在南京主城区安装，通过了调试。

总体来说，我国城市交通管理手段比较落后，相关软件开发很少，虽然已开展了城市区域交通控制方面的研究与开发，但在现代化交通管理的诱导系统、智能交通系统方面的研究与开发几乎是空白。

(3)城市交通工程设计专项软件

城市交通工程设计专项软件指解决某——类型交通工程设施设计或交通分析的应用软件。国外这方面的软件很多，如美国专门用于各类道路通行能力分析的HCM软件系统，英国用于道路网络设计的SATURN、TRAFFIQ软件及信号交叉口配时设计的OSCADY软件等。我国在这方面开发很少，成熟的软件更不多。

2．城市交通应用软件系统发展目标

在引进、开发及国内众多城市交通规划实践的基础上，研制适合中国国情的系统性、可操作性很强的城市交通规划CAD系统及GIS系统，软件水平达到同类行业80年代国际先进水平，为各城市编制交通规划提供灵活、方便的系统支持。要研制适合我国混合交通特点的实用型城市交通系统管理及交通需求管理体系及系统软件，区域交通信号控制软件设计达80年代国际先进水平。要跟踪国际交通工程发展趋势，对智能化交通系统开展基础性研究及基础软件开发。

3．城市交通应用软件系统研究内容

(1)标准化城市交通规划CAD系统开发

参考 国外先进的城市交通规划软件的开发经验，对国内已有规划软件进行筛选，选择一种较完善的规划软件，在此基础上研制、开发适合于不同层次交通规划的CAD系统，包括标准化数据输入与处理模块、交通需求(文表打印、图象显示及图形绘制)。开发形成城市规划一交通需求预测一城市交通规划一城市规划相互作用机理的新一代城市交通规划系统软件。

(2)规范化城市交通规划GIS系统开发

研制、开发适合中国混合交通特点的城市交通规划GIS基础系统；开发GIS下的城市交通基础数据的空间表示和分析功能，局部图形和数据双向查询、检索功能，建立城市交通的专用标准数据库，开发GIS下的交通规划专项功能(如交通预测功能、网络分析功能、交通质量评估功能等)，研制交通规划GIS的图形及数据库与其他GIS系统(如国土规划GIS，城市信息系统UGIS)数据库的数据共享与转换技术。

(3)适合我国交通特点的区域交通控制系统软件开发

目前国际上已有的控制软件分两大类，以TRANSYT为代表的定时控制软件系统及以SCATS、SCOOT为代表的实时自适应控制软件系统。但这些软件系统往往不能适应我国的混合交通特点，尤其是对自行车交通的控制效果不佳。在引进、消化、吸收的基础上，开发不仅能对机动车，而且也能对自行车进行控制的新型控制模型及交通控制软件系统具有很大的现实意义。

(4)城市交通诱导系统、智能化交通系统的基础软件开发跟踪国际先进技术，开展城市交通诱导系统、智能化交通系统的基础研究及基础软件开发，促进我国现代化城市交通管理的发展。

(5)城市交通工程设计专项软件开发研制、开发主要城市交通基础设施的设施系统软件或交通影响分析系统软件，如立体交叉口设计CAD，地铁、轻轨线路客流分析、预测CAD，公共交通线路规划设计CAD，大型公共建筑交通影响分析CAD等。

参考 文献 ：

1 王炜，徐吉谦．城市交通规划理论与方法．北京：人民交通出版社，1992

2 徐吉谦，王炜，杨涛．交通工程学科发展战略研究(国家 自然 科学基金项目)．东南大学运输工程研究所，1991年

3 陈燕申．城市交通规划与城市地理信息系统应用．《城市规划汇刊》，1994

(6)

4 王炜，M．McDonald．STATRAM：A ModernTraffic Assignment and Assessment Model．

Southampton University，1992

5 Mark Thomas．Telecommunications： The Backbone OfDRIVE Traffic Engineering and Control，1990

(4)

6 DRIVE：Delicated Road lnfrastructure for Vehicle Safety in Europe．Traffic Engineering and Control，1989

(3)

7 DRIVE Management Commission．DRIVE Programmer．Brussels，1990

8 DRIVE Management Commission．DRIVE Programmer．Brussels，1992