交通工程學

道路規劃和交通管理的概念，古已有之。在2000多年前的周朝時代，已有道路規劃，也有交通管理法規。如“男子由右，婦人由左，車從中央”，並種植行道樹，作為道路導向的標誌。秦朝不僅修築了通向全國的馳道網，而且統一了全國的車軌距離，使造車和修路有了標準。唐朝建都長安，按棋盤形規劃建成城市道路網。

在西方，約公元前400年，古羅馬修築了29條以羅馬城為中心，輻射到廣大地區的大道。在城市交通方面，採用了單向交通，規定高峰期間在市中心商業大街上不準停車，限制一般車輛進城等，可說 這是交通控制的萌芽。1868年，英國倫敦威斯敏斯特地區的煤氣交通信號燈，可算是近代交通設施的雛形。

二十世紀的交通工程以汽車交通為主要對象。為了管理汽車交通，美國1921年就有了交通工程師的崗位。1932年，德國修建了世界上第一條高速公路，並開始研究車輛與道路的關係。30年代，還出現了以概率論研究交通流量和速度關係的數學模型。二十世紀50年代，道路的大量修築，汽車數量的驟增，促進了交通工程的發展。為了更好地進行交通規劃，開始重視與土地使用有關的交通調查工作；在交通流理論方面，在不同設想的基礎上，創立了跟隨理論、流體力學理論和排隊理論。

1965年12月，在美國底特律召開了首次交通流理論國際會議。交通工程工作者及有關學科的學者開始用應用數學、運籌學、控制理論、心理學、經濟學研究交通工程，認識到在交通工程中人的因素占重要的地位。人的生理機能、心理狀態、感覺及反應的靈敏度和準確性、情緒及對車輛性能的適應程度等都對交通有很大的影響。把心理學引入交通工程，形成了交通心理學專題，從而溝通了人、車、路三者的相互關係。

在這期間，也是高速公路開始以大規模、高標準興建的時代，以美國、西歐各國為最盛。隨著高速公路的發展帶來了動態交通的飛躍發展，相應地對城市又產生了極為嚴重的靜態交通問題，即停車困難的問題。因此，對交通工程又增加了一個研究停車問題的重要內容。汽車交通的發展，引起交通事故的激增，因之交通安全不能不引起重視。這又增加了交通工程一個組成部分。50年代末，私人小汽車的泛濫，使交通嚴重堵塞。重新起用公共交通被認為是解決“車害”的有效措施之一，所以在交通工程研究中又增加了公共交通的內容。

60年代，汽車交通對環境產生的交通公害日益嚴重。大氣污染、交通雜訊和交通振動，引起了居民的反感和不滿；因之。交通環境保護的研究應運而生，而且日益受到重視。1965年左右，電子計算機開始應用在交通信號的自動控制和交通規劃中。今後在改善交通系統的規劃，提高交通系統的運行效率，克服交通擁塞、環境污染和能瀝浪費等方面，計算機將日益發揮其重要作用。

70年代，遇到了石油危機，資本主義國家經濟上又出現了不景氣，在發達的國家用大量資金修築道路已有捉襟見肘之感，因此其注意力放在提高道路的使用效率方面，如控制小汽車交通，提倡公共交通，綜合治理道路和交通等，其具體內容表現為運輸系統管理的創立，它的內容是用最少的投資，在短期內採取多種措施，達到減少擁塞和疏通交通的作用。用系統工程改善交通，是交通工程研究的一項新趨勢。中國交通工程的發展較晚，1979年底在上海首先成立了上海市交通工程學會，以後相繼成立了全國性及地方性的交通工程學會；大專院校也設立專業課程和研究機構，開始研究交通工程以解決中國的交通問題。特別應該提出的是中國有大量的自行車，汽車與自行車混合交通的研究，使中國交通工程的研究具有顯明的特色。

要建立有效的道路系統和交通控制，就需要了解人在各種道路環境中的本能和限度。人、車、路三者構成了一個互相作用的交通系統，因此必須了解在這系統中的三者的特性及其相互關係。收集分析有關道路交通實際的可計量資料，作為規劃和設計道路交通設施、制訂幾何設計標準進行技術經濟分析、決定交通優先等的依據；並可用來評價交通改善後的效益；探討交通特性和一般原理。

其內容有：交通量的量測，起訖調查，速度觀測，行程時間及延遲調查，交通事故調查，停車調查等。根據某一地區的人口、經濟和上地使用等情況，經過調查找出其當前的交通形式，根據未來的人口、經濟和土地使用的情況，預測未來的交通形式，提出可供選擇的不同的交通規劃方案，對各方案進行評價，對實施的程序和費用進行估計。其內容根據地區範圍大小而有不同要求，且有長期和短期規劃之分。

應用物理和數學的原理來描述交通流運行形態的理論，用於道路交通設施的設計和管理，以發揮其最大可能的效能。在道路系統中，某一部分在一定的時間內，在具體的情況下，能夠通過的最大車輛數。是道路規劃、設計和交通運行管理的重要依據。1965年又把交通服務質量和通過數量結合在一起，根據不同的行車情況，將服務水平從最壞到最理想分成幾個等級，在某種服務水平下的通行能力稱為服務通行能力。一般根據所在位置分為連續和間斷兩類。前者是指兩個平面交叉中間的路段上，後者指平面交叉上。

停放車是靜態交通，行車是動態交通。動態的產生往往依賴於靜態的條件。因此，足夠的停車場地是產生車輛出行的因素，也是土地開發和使用的必要條件。研究的內容有停放車調查，路上停車方式，路外停車場以及停車的控制和管理等方面。道路幾何組成部分，包括道路平面、縱斷面、橫斷面等的設計，其決定的因素有速度、交通量，地形以及特殊的需要。還包括道路分類的劃分，技術標準的制定，規劃年的交通量預估等。

交通信號和系統是指用動力操縱的信號以顯示指令或警告。廣義上包括交叉口的紅綠燈、閃光鈕、車道指示信號、行人過街信號、鐵路道口號誌等。按其種類分為人控信號、定時信號、車控信號及電子計算機控信號等。交通信號系統是在一條路線上或一個地區，把有關的信號協調一致，以達到車暢其流，減少擁塞和延遲的目的系統的基本分類有：單獨系統，按時間協調系統，聯結定時系統，交通反應系統，聯結車動系統，交通調整系統和數字電子計算機信號控制系統等。

用電子技術在道路系統上傳輸語言、圖像、數據和脈衝等信息的專用通訊系統以達到疏導交通、節約能源、提高安全、充分利用現有設備的目的，是交通工程一個新的開拓面。內容包括有車輛控制系統，用以補充駕駛人本能的不足；交通流的控制系統，從整體上管理和指導交通流；諮詢服務。這些可以在行程中進行。今後隨著電子技術的進步和推廣將在交通工程中起更大的作用。