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關鍵詞:“現代交通管理理論”;課程建設;研究生課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)04-0229-03
課程是教育教學的基本依據,是實現學習教育目標的基本保證,對學生全面發展起著決定性的作用。提高高校教學水平和創新能力更離不開新形勢下的課程建設。“十三五”時期,我國研究生教育不僅要滿足經濟社會發展的剛性需求,還應當通過適度擴大規模,調整結構,改革人才培養模式,培養大批高技術戰略產業所需要的高層次專業人才,適應國家經濟社會轉型發展的要求。同樣,交通工程研究生的培養應適應我國大城市交通由“建設”向“管理”的轉變趨勢,掌握破解城市交通發展難題的新理念與新方法。因此,在“滿足需求、提高質量”的總體要求下,交通工程研究生教育需要建設一批高水平課程。本文以面向交通工程專業研究生的“現代交通管理理論”課程為研究對象,詳細闡述“十三五”時期研究生課程建設的重點內容,以期為提高高校教學水平和創新能力,達到或接近世界一流水平奠定基礎。
一、建設意義
隨著我國城鎮化和機動化的推進,城市交通在供需關系上發生著巨大的變化,也帶來了一系列嚴重的交通問題。遵循“教育要面向現代化,面向世界,面向未來”的戰略思想,“現代交通管理理論”課程著重培養能將中國交通“國情”與國際化理論、方法、知識、能力有機結合,具備使用國際成熟理論與方法分析中國交通問題,并在技能與專業交流能得到提升的國際化交通管理人才,為交通運輸規劃與管理學科及對交通管理感興趣的社會人員提供優質教學資源,提升該學科社會服務功能的建設思路。基于此,本門課程建設的意義是堅持服務需求、深化改革、立德樹人,以研究生成長成才為中心,以打好知識基礎、加強能力培養、有利長遠發展為目標,尊重和激發研究生興趣,注重培育獨立思考能力和批判性思維,全面提升創新能力和發展能力,為研究生培養質量提高提供穩固支撐。
二、交通管理發展歷程
交通管理的研究隨車輛與道路交通的發展而產生。隨著社會及汽車工業的發展,交通管理的目的與技術措施也在不斷變化。初期的交通管理,其目的是保障交通安全。隨著汽車數量的增加,道路上出現了交通擁擠阻塞現象,因此,在保證交通安全的基礎上,還要求交通管理達到疏導交通、保障道路暢通的目的。隨著城市現代化、機動化水平的不斷提高,城市交通問題主要表現在道路交通擁堵、排放污染和能源消耗三個方面。新問題對交通管理理論、方法、技術提出了新的要求。總結國內外城市交通管理的發展歷程,大體上可分為以下四個發展階段。
第一階段:交通管理的產生與傳統交通管理。汽車交通出現初期,交通問題主要體現為交通事故的預防。治理交通的目標是建設適合汽車行駛的道路,在交通管理上,主要是克服頻繁交通事故,保障交通安全。采取的管理措施,主要是針對性的分道行駛、限制車速、避免發生交通沖突等。隨著汽車交通總量的增長,交通擁堵逐漸成為主要交通問題,增建道路以滿足汽車交通需求的增長,逐漸形成了以“按需增供”為主要特點的傳統交通管理方法。
第二階段:交通系統管理。進入20世紀70年代,系統工程、計算機技術的發展,給交通管理提供了強大的技術支持。在這些社會、科技背景下,治理交通問題的理念從增建道路滿通需求轉向以提高現有道路交通效率為主,即從“按需增供”的傳統交通管理方法變為“按需管供”的交通系統管理方法。交通系統管理的特點是:將人、車、路、環境作為一個統一體,從系統角度探求使現有交通發揮最優效益的交通問題綜合治理方案,從而避免交通問題的轉移。
第三階段:交通需求管理。20世紀70年代末,在汽車交通需求不斷增長的情況下,人們在治理交通的實踐中逐步認識到,僅僅通過增建道路提高道路交通效率永遠滿足不了交通需求的增長,反而會刺激潛在交通需求,并增加交通污染的嚴重程度。因此逐步提出了交通需求管理的理念與方法。從歷來由增建道路來滿通需求的增長轉變為對交通需求加以管理,降低需求總量和優化出行結構,以適應已有道路交通設施能夠容納的程度,即改“按需增供”、“按需管供”為“按供管需”,達到交通可持續發展的目的。
第四階段:智能化交通管理。20世紀80年代后期,隨著信息技術、人工智能技術、計算機及通信技術的發展,逐漸出現對智能交通運輸系統的研究。智能交通運輸系統已成為21世紀現代化地面交通運輸體系的發展方向。智能化交通管理的特點是:在基本不進行交通基礎設施建設的同時,采用高新技術增加交通供給能力來滿通需求,使交通供需平衡,以解決交通問題。
三、課程體系的構建
縱觀交通管理的發展歷程,可知交通管理的內容、方法、技術手段等都隨著社會的發展而不斷的更新,因此需要不斷優化和豐富“現代交通管理理論”課程內容,根據學科發展,交通管理理論、方法、技術發展和交通管理人才需求變化,及時對課程內容進行調整、凝練,重視通過對經典理論構建、關鍵問題突破和前沿研究進展的案例式教學等方式,強化研究生對創新過程的理解。同時加強方法論學習與訓練,著力培養研究生的知識獲取能力、學術鑒別能力、獨立研究能力和解決實際問題的能力。課程體系是實現培養目標的載體,是保障和提高教育質量的關鍵。課程體系是一個具有特定功能、特定結構、開放性的知識、能力和經驗的組合系統。從課程組織結構來看,由“特性分析―基本理論―策略研究―實施方法―評估保障”這條清晰的主線貫穿全部內容,并結合相應的案例分析實現理論到實踐的轉化,如下圖所示。
四、教學模式的改革與創新
1.教學模式。從課程特點來看,交通管理是一門綜合性強、涉獵面廣的學科,因此在教學過程中既要注重學生對基本理論的理解和掌握,又要注意培養學生運用理論方法解決實際問題的能力。本課程在已有教學經驗基礎上,吸收了現代化的教學思想,采用了先進的教學手段,大膽提出了有別于以往的教學模式改革方向。(1)問題導向式教學法。問題導向式教學法(或任務驅動法)是指基于一些真實交通問題和實際任務,將學生放置到有現實意義的問題情境中,啟發和鼓勵學生運用所學知識,分工協作、分析討論并最終解決這些實際問題,從而使學生學習到隱含于問題背后的知識與理論,并掌握具體的分析方法。問題導向式教學法可以激發學生的學習熱情,培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力,使學生有針對性的學習新知識與新方法。在教學課件的設計上,研究組結合豐富的項目經驗,在講授每一章的內容之前,都會選擇一個與該章內容有關的實際問題作為“引子”,從解決這個實際問題出發,引申出講解主題。如在講解“城市道路交通擁擠收費理論與實施方法”這章內容時,可以選擇交通擁堵問題較嚴重的區域,讓學生們思考采用城市交通擁擠收費是否可以解決該區域的擁堵問題。學生若要解決這個實際問題,首先需要了解交通擁擠收費的概念、類型、機理以及如何定價等相關內容。在整個授課過程中,教師將圍繞這些知識點展開講解;同樣,學生也帶著對疑惑與解決這些問題的好奇心,主動參與到授課中來,積極討論和探索問題的答案。(2)啟發式教學法。受傳統教學思想的影響,教師在交通管理理論教學中過分注重知識的傳承和注入,但這種“填鴨式”教學方式使得學生不能完全認識到自己在教學中的主體地位,在學習上缺乏主動性和創造性,在聽課中不能與教師積極配合互動。而研究生教育應更注重培養學生的鉆研精神與創新能力。因此,教學應變“灌輸式”教學為啟發式教學,從單向接受式教學發展為雙向互動式教學,運用各種方法調動學生學習的主動性和積極性,啟發、引導學生積極發現問題、分析問題和解決問題,使知識轉化為實踐能力。在教學過程中可以根據各章節特點采用如小組討論法、專題研究法和學生參與講解法等不同形式的授課形式。(3)經典案例教學法。經典案例教學是將理論聯系實際、抽象到形象的重要途徑。教師根據教學目標,指導學生對一些典型案例進行調查、閱讀、分析和討論,加深學生對基本原理和概念的理解,培養學生的實際應用能力。在交通管理理論課程中進行經典案例教學,就是使學生從模仿案例中積累經驗、掌握知識,最后能擺脫模仿,獨立地進行交通問題分析。此外,經典案例教學法對研究生獨立完成畢業論文具有指導意義。學生可模仿授課案例所使用的規范步驟,選擇自己感興趣的題目,獨立查閱文獻,進行理論分析、模型構造、軟件使用和規范寫作等各方面的綜合素質訓練,最終完成學期論文。
2.教學形式。為了保障上述教學模式能夠靈活地實施,本次課程建設在教學形式上也提出了相應的改革措施。(1)形成理論完備、案例豐富的多媒體課件。隨著計算機技術的普及,多媒體教學已成為大學課堂的一種主要教學方式。但過去大部分課件都是課本的復制,缺乏對教學內容深刻的理解以及生動、形象的展示,并未發揮多媒體的優勢。然而,教師的課件應“源于課本、高于課本”,即以有趣的問題激發學生的思考;以合理的主線貫穿基本知識點,引導學生積極主動學習;以經典的案例培養學生獨立思考與解決問題的能力。(2)結合精品課程建設,建立線上線下互動平臺。充分利用互聯網平臺,開發適合教學的實時的面對面的方式。建立微課、視頻公開課等多種形式的線上教學方式,和以案例分析與項目研究為主的線下教學資源。線上學習,以學生自主看視頻為主,學生自主進行系統知識的學習;線下以實踐應用為主,給予學生充分的鍛煉機會,是一種對課程內容的拓展性學習。
參考文獻:
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New Thinking of "Theory for Modern Transportation Management" Course Construction
CHENG Xiao-yun,WANG Jian-jun,LONG Xue-qin
(School of Highway,Chang'an University,Xi'an,Shaanxi 710064,China)
全球定位系統(GPS)是一種以衛星及通訊發展為基礎的無線電導航系統,由GPS星座、地面監控系統和GPS信號接收機三部分組成。在全球范圍內任何位置,不管是任何天氣條件,都可以24小時不間斷地獲得GPS定位到的準確的幾何圖像。全球定位系統的衛星分布和運轉的軌道與地球相距約11000海里,通過GPS信號接收機就可以獲得傳回用戶設備的導航信息。全球定位系統有著相比于以往的雷達定位系統更加高精度、全天候、自動化和高速度的優勢,因此被廣泛應用于諸如交通、航空、測繪、勘察等多領域多學科。雖然全球定位系統最初的設計目標是作為軍用,但當它研制成功之后,人們在實際應用中發現了這個早期軍用系統的專屬產品其實在民用領域同樣能發揮巨大的作用,人們甚至可以在日常生活中使用全球定位系統進行導航。
2空中交通管理重點介紹
民用航空的空中交通管理,顧名思義是為了對民用航空所進行的飛機飛行活動提供飛行支持和維護,同時由于民用航空的逐漸發達,空中交通管理還會對空中交通流量進行和陸地類似的交通秩序維護。總而言之,空中交通管理是為了保證民用航空有序飛行和旅客安全到達目的地的一系列管理措施。空中交通管理主要分為三類,分別是空中交通服務管理、空中交通流量管理和空域管理。
2.1空中交通服務管理
空中交通服務管理應該提供的服務有:空中交通管制服務、飛行信息服務和危險警告服務。空中交通管制服務的主要目標是防止航空飛機在飛行過程中和其他飛機相撞,同時要防止飛機在機場或附近空域內與其他飛機或障礙物相撞,保證空中飛行活動的安全和良好的交通秩序。飛行信息服務可以為處于起飛、飛行、降落狀態的飛機提供實時的飛行信息,并適當地提出一些操作性高的可避開危險和加速飛機飛行的建議。危險警告服務主要是為了解決飛機飛行中遇到問題需要救援的問題,幫助定位待救援飛機的位置和所遇到的情況,協助搜救工作。
2.2空中交通流量管理
空中交通流量管理(ATFM)可以監控空中交通的當前情況,管理的目標是幫助飛行中的飛機之間進行高效的溝通,科學地預測和控制交通流量,在保證所有航線、空域的交通流量不超過航空運輸局規定的最大安全容量的前提下,盡可能地加大交通流量。提高空中交通管理的能力可以幫助空管部門更加有效地利用空域和地面等多種資源。
2.3空域管理
空域的劃分應在國家安全和飛行需要的基礎上,結合空中交通管理和通信、全球定位系統、地面基礎設施及機場周邊環境等進行。我國空中交通管理發展的目標是由國家使用先進的空中交管系統進行統一的空域管理。
3全球定位系統在空中交通管理中的應用
3.1全球定位系統幫助維護空中交通秩序
城市的陸地有縱橫交錯的公路、高架橋等,公路有交通規則才能確保車輛行駛的安全。而空中的各種航線更為復雜,不僅有平面間隔還有垂直間隔。飛機在飛行中相比陸地車輛更容易受到自然環境諸如氣流和氣壓的影響,因此需要一套航空適用的更加嚴格縝密的交通規則。飛機的大小和性能決定了它可被允許飛行的高度。小型飛機的活動范圍在3000米以下,大中型飛機可以活動在3000米高空以上。1000到7000米之間屬于中空飛行,7000到12000米之間屬于高空飛行,更高的距離屬于平流層飛行。不同飛機,不同的高空距離時飛機之間的垂直間隔都在交通秩序規范之內,而實際飛行中具體如何確保飛機都遵守了這些交通規則,就需要全球定位系統的幫助,讓空域中所有飛機之間實時的精確間隔都在空中交通管理的監測之內。
3.2安裝全球定位系統有效縮短航線成本
隨著我國民用航空業的迅速發展,大多數民航公司都開始安裝全球定位系統來達到有效縮短航線總體成本的目標。在空中交通管理系統中應用全球定位系統對于航程較短的航線和直達航線的成本改進效果尤為明顯。全球定位系統可以大幅地減少飛機在高空中原有的大部分多余的盤旋,用合理的小程序間隔指揮引導飛機少繞彎路到達目標。
3.3全球定位系統與數據傳輸相結合的ADS系統
在海洋上、地面HF無線電通信和雷達都無法覆蓋的區域,飛機要想與地面空中交管系統取得聯系,離不開全球定位系統的協助。這是全球定位系統在空中交通管理中的另一應用。因為全球定位系統是在任何地方都可以獲得定位信號的,因此在這些情況下它依然能全面地控制飛機的飛行。當飛機飛過無線電和雷達無法覆蓋的區域上空時,以前的方法是增大飛行程序間隔,因此飛機必須遵循較遠的安全航線,雖然確保了飛行安全也增加了航線的成本。而全球定位系統與數據傳輸數據相結合的ADS系統,使空中交通管理中心不再依靠地面警戒雷達來控制飛機,這樣空中交通管理的指揮就不再是不確定或者未知的,ADS系統會將正在海洋上空飛行的飛機的位置準確地反映給空管中心,表現為飛機把自身定位自動匯報給地面而不再需要加大航線距離來飛過未知區域。
3.4民用計算機衛星通信系統正逐步發展
關鍵詞:城市道路交通 管理規劃 交通需求 預測
0.引言
隨著我國國民經濟的快速發展和城市化進程的加快,如何解決城市交通問題已經成為城市可持續發展的一個重要課題,城市道路交通管理工作也面臨著嚴峻的挑戰。
1995年的《北京宣言:中國城市交通發展戰略》為中國城市交通的發展指明了方向:交通的目的是實現人和物的移動,而不是車輛的移動。而這樣的戰略目標只有通過政策法規和嚴格的管理才有可能實現。
為了保證城市交通合理、有序的可持續性發展,就必須從城市交通系統的內在機制及其與外部環境條件之間的相互作用關系出發來進行合理的交通管理規劃。具體而言,應從城市結構與土地利用、城市交通結構、城市交通網絡的完善與充分利用三個層次,從供給和需求量方面解決問題。因此,道路交通管理工作是城市總體規劃中重要的環節,制定城市道路交通管理規劃也就顯得十分必要而迫切。而城市道路交通管理規劃的編制與實施,有利于提高我國城市整體管理與文明水平,適應國民經濟和整個社會可持續發展。
有鑒于此,全國城市“暢通工程”實施和檢查評估中要求各被檢查城市必須進行城市交通管理規劃。其主要評價內容包括道路交通流特性調查、現狀分析與問題診斷、交通需求分析計算、交通管理方案(含交通需求管理措施、交通組織方案優化)分析評價、通過專家論證及政府實施等。
1.道路交通管理規劃現狀
西方國家城市交通系統發展經歷了兩個階段,即建設階段:二戰后至二十世紀70年代;管理階段:二十世紀80年代至現在。重點在公共交通系統、小汽車發展、單項交通、交通信號控制以及道路的有效利用等多方面進行交通管理規劃。
目前我國城市交通發展的歷程相當于西方國家的60~70年代,與發達國家相比,城市機動車密度還比較低。盡管如此,由機動車引發的環境污染問題和城市交通堵塞問題也很嚴重。這充分說明了我國在道路交通管理方面還存在體制上、行政上和技術上的問題。
隨著全國城市道路交通暢通工程的深入開展,許多城市的交通狀況得到了很大的改觀,而且一系列先進的交通管理設備和先進的管理模式被采用,取得了很好的效果。如廈門、大連、南京、青島、濟南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效,先后被評為暢通工程“優秀管理水平”。
取得成績的同時,我們還要清楚地認識到,目前我國城市交通管理總體水平與暢通工程要求還有一定差距。在2000年全國“暢通工程”工作組檢查的138個城市中,42個城市的交通管理規劃工作只達到暢通工程11項要求中的5項要求,20個城市僅滿足4項要求。由此可見,我國在城市交通管理規劃方面遠遠滯后于現代道路交通發展的要求。
城市網絡很復雜,交通的運行很復雜,產生交通問題的因素也很復雜,相應制定的城市交通管理方案往往由多個管理策略、管理措施組合而成,任何一個建設或管理措施的實施都會引起整個城市路網上交通運行情況的改變。如將一條路的某個路段改為單行道或單雙號通行、將交叉口的類型改變(無控制改為信號控制)、將某路段改為公交專用道、打通某條路或拓寬某條路等,都會引起整個城市80%~90%以上的主要道路交通流量和車速的改變。因此,交通管理問題是一個系統工程,必須用科學的方法解決,常用的經驗性的方法是不能完全解決的。因此交通管理需要做規劃,實際上,目前一些城市所實施的有些管理措施,都是做過規劃的,只是不太系統、全面而已。
為了改變當前城市交通管理規劃滯后的局面,哈爾濱工業大學、清華大學、同濟大學和東南大學等高校以及公安部交通科學研究所、中國城市規劃設計研究院等部門正致力于部分城市的道路交通規劃編制工作,為提高我國道路交通管理水平作出應有的貢獻。
2.道路交通管理規劃基本內容與方法
2.1 道路交通管理規劃的目的
道路交通管理規劃的目的是解決要不要管、什么時間管、怎么管、管什么地方等問題。通過規劃,人們能預先知道管理策略實施后的效果,避免由于盲目管理而帶來政策上的失衡和經濟上的巨大損失。
2.2 道路交通管理規劃的基本內容
道路交通管理規劃的工作內容主要包括:
(1)城市道路交通現狀調查
應調查、搜集的資料包括:交通小區劃分及小區經濟、土地利用資料、交通網絡結構及道路幾何要素資料、歷史道路交通量及流向資料、居民出行特征資料、機動車出行特征資料、貨物出行特征資料、現有交通管理設施及效果資料等。在這方面,由于交通調查面廣,調查工作量大,資金投入多,因此,有的城市交通規劃編制單位,甚至有關政府部門領導對基礎數據調查工作不夠重視,認為只要在原有交通規劃資料搜集的基礎上,作些補充調查即可,以致于規劃方案與現實脫節,其針對性和可操作性差。這是一種極為錯誤和片面的觀點,應引起有關部門的高度重視。
(2)現狀分析與問題的診斷
從道路基礎設施狀況、土地利用與公共交通、交通管理設施及現代化程度、交通秩序、交通質量及交通安全以及交通管理體制、政策、規劃及宣傳教育等方面對城市道路交通及管理現狀進行分析、診斷。
(3)城市交通需求分析
通過交通需求模型的建立和計算(具體模型及方法將在下一節討論),獲得交通管理規劃方案實施(評價)年份的各車種(客車、摩托車、公交車、出租車、貨車、自行車)的OD矩陣,為后期交通規劃提供規劃依據和參數。
(4)城市交通管理方案的制定
一個城市的交通管理方案,往往是由多種管理策略和數種管理措施組合而成的。一般包括交通需求管理策略,如優先發展策略、限制發展策略、禁止出行策略、經濟杠桿策略;交通系統管理策略,如結點交通管理、干線交通管理、區域交通管理。
(5)城市交通管理方案的評價
通過方案評價,分析交通管理措施是如何影響交通流的,預測交通管理措施實施下的交通運行指標,分析是否達到了管理目標。
交通管理方案的評價可按道路網絡抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模擬以及管理效果分析四個步驟進行。
2.3 道路交通管理規劃的層次
可分為三個層次(如圖1所示)。三個規劃層次的效果是不一樣的,層次越高,其規劃效果越大。
圖1 交通管理規劃的層次
宏觀交通發展戰略規劃的目的是制定城市交通發展政策,影響、優化交通結構。優化城市交通結構的本質是優化城市道路資源的利用,它通過交通政策的引導來實現,而政策的實施需要強有力的保證體系。
道路交通網絡的組織規劃的目的是在城市交通網絡已建成的情況下,通過實施各種技術措施,平衡整個交通網絡的交通流量,均衡交通分布,提高運輸效率,使這個交通網絡發揮最大的效用。如通過實施單行線、專用線、誘導系統、綠波、特殊運輸線路、轉向限制等措施的綜合運用,使交通網絡的時間資源、空間資源得到優化利用。
重點交叉口、路段的交通管理方案設計是交通管理最基礎的工作,也是解決近期局部交通問題最簡捷的手段。具體措施有:交叉口渠化、信號燈配時優化設計、轉向控制、路段機非分隔、車道劃分、港灣式公交停靠站設計、停車管理、設“嚴管街”等。
2.4 道路交通管理規劃操作過程
管理規劃過程的核心是管理方案設計及方案評價。方案的設計是在掌握現狀交通信息,分析出其存在問題,并預知未來交通需求的基礎上進行的;方案評價過程是對未來交通運行情況的模擬過程,它是建立在掌握現狀及未來交通信息基礎上的。交通管理規劃的基本過程如圖2示。
圖2 交通管理規劃的基本過程
3.交通需求模型的建立及發展預測
交通需求預測是城市道路交通管理規劃工作的基礎,要做好一個城市的交通管理規劃,首先要對出行進行定量預測,并對某一交通設施或系統進行分析、論證,各個路段、路口以及整個路網的通行能力都必須滿足現狀、近期或遠期出行的交通需求,因此只有搞好流量預測才能了解該路網能否滿足該城市的出行需求,并由此加以改善。
3.1 出行生成預測
居民出行產生預測的目的是建立小區居民出行發生量和吸引量與小區土地利用、社會經濟特征等變量之間的定量關系,推算規劃年各交通小區的居民出行發生量、吸引量。出行產生包括出行發生與出行吸引。居民出行產生預測的方法很多,常用的方法有交叉分類法、回歸分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次數法等。
居民出行分布預測是將預測的各分區出行發生量、吸引量轉化為未來交通分區之間的出行交換量的過程。預測方法大體分為三類,即:增長率法、概率模型法和重力模型法。其中,雙約束重力模型法在國內外交通規劃中使用最為廣泛。
3.2 交通分配預測
在掌握各分區出行產生、出行吸引,以及出行分布情況后,即知道了各分區之間有多少出行交換量后,就可著手進行交通分配。交通分配就是把各分區之間的空間O-D量分配到具體的交通網絡上。通過交通分配所獲得的路段、交叉通量資料是檢驗道路規劃網絡是否合理的主要依據之一。目前,道路交通管理規劃中應用較廣泛的交通分配是隨機用戶平衡模型(Stochastic User Equilibrium)。該模型建立了路段行駛時間與路段交通量之間的函數關系,并考慮了通行能力的限制,通過反復迭代計算,直至達到要求的精度為止,最后分配出各路段上的交通量。
3.3 停車需求預測
世界上許多大城市均對停車需求預測進行過深入研究,由于各國國情不同、城市發展形態不同、經濟增長不同,停車預測模式也不同,其計算方法差異較大。常用的預測模型有:停車生成率模型、用地與交通影響分析模型、相關分析模型、機動車OD預測模型、交通量-停車需求模型、靜態交通發生率模型。下面對應用較為廣泛的靜態交通發生率模型和交通量-停車需求模型作一簡要介紹。
(1)靜態交通發生率模型
根據停車調查數據匯總可得到各交通小區的日停車數,再根據停放車輛車型比例換算為標準車,利用綜合交通規劃中社會經濟與土地利用現狀及發展預測所提供的現狀和近、遠期規劃年的就業崗位數,抽取一定的樣本,可建立靜態交通發生率模型:
Pij=∑aiLij (i=1,……,m j=1,……,n) (1)
式中:Pij為預測年第j交通小區的基本日停車需求(標準車次/日);ai 為第i類用地的靜態交通發生率(標準車次/100工作崗位·日);Lij為預測年第j交通小區第i類用地的就業崗位數(人);n為小區數;m為用地分類數。
對模型的求解采用非線性優化的方法,即建立非線性優化模型:
式中參數意義同前。
(2)交通量-停車需求模型
通過對幾種停車需求預測方法的比較可知,該模型雖不能具體得到區域內每一土地使用的停車設施需求量,但由于它與動態交通的預測方法相結合,因此比較適用于對交通小區的宏觀停車需求分析。因此該模型可用來檢驗靜態交通發生率模型的計算結果。
模型表達式為:
logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi (3)
式中:Pi為預測年第i交通小區的日停車需求量(標準車次/日);Vki為預測年第i交通小區的客車日出行吸引量(標準車次/日);Vhi為預測年第i交通小區的貨車日出行吸引量(標準車次/日);Ao、A1、A2為回歸系數。
4.應用實例
4.1 哈爾濱市道路交通管理規劃
哈爾濱市作為中國東北北部的最大中心城市,素有“東方小巴黎”之美稱。經過多年,特別近五年的建設和發展,哈爾濱市的城市交通框架已初具規模,無論是在交通基礎設施的建設方面,還是在城市交通管理方面都取得了令人矚目的重大進展。但在城市交通基礎設施規劃建設管理的水平及其與交通發展需求的適應性、城市交通管理的科學化等方面尚存在較大差距。為了實現城市交通管理的現代化、滿足或合理地適應日益增長的交通需求,系統地進行城市交通管理規劃和交通系統建設規劃就顯得十分必要而迫切。
4.1.1 規劃內容
(1)城市道路交通現狀調查及數據庫的建立
為了明確城市交通發展目標、找出城市道路交通存在問題,項目組于2001年6月和2001年8月對哈爾濱市區19個主要路段和56個交叉口進行了調查,獲得了大量豐富、翔實的第一手交通流資料,并對有關數據進行了分析、整理,建立了相應的道路交通管理數據庫,為后期交通管理規劃奠定了堅實的基礎。調查內容包括主要路段、交叉口、行人及非機動車、主要交通樞紐、單向交通管理設施、交通標志、標線設置、交通擁堵、事故、交通停車設置及其它監控設施等交通調查。
(2)現狀資料分析與問題診斷
在掌握了哈爾濱市道路交通全面資料情況下,重點從城市道路基礎設施、城市道路交通狀況、城市道路交通管理、交通事故與安全、停車狀況、公共交通、交通規劃等方面進行了現狀分析及問題診斷。
(3)理論研究與模型建立
以TransCAD、VISUM、Transtar等軟件為基礎,配合交通管理規劃方案進行交通流量驗算等評價工作,并建立了針對哈爾濱市的一系列交通模型。如選用雙約束重力模型進行居民出行分布預測,采用隨機用戶平衡模型進行交通分配;選用靜態交通發生率模型進行停車需求分析,并利用交通量-停車需求模型檢驗靜態交通發生率模型的計算結果。
(4)道路交通管理規劃方案擬定與評價
交通管理規劃方案主要包括近期交通組織管理規劃、ITS發展規劃、交通管理設施規劃、停車管理規劃、公共交通管理規劃、交通監控系統規劃、交通管理其它規劃等方面內容。針對上述交通管理規劃方案,進行系統地分析、討論和評價。
4.1.2 主要成果
本項目成果主要由下述幾部分組成:
(1)在大量基礎性實地調查數據資料基礎上,建立了內容全面、數據翔實的道路交通管理數據庫系統。該系統的建立,對哈爾濱市道路交通管理的科學化和信息化將起到積極的推動作用。
(2)采用四階段法及綜合預測法,并利用目前世界上先進的交通規劃軟件對哈爾濱市交通發展進行預測,進而得到規劃年道路網各路段、交叉口的分配交通量,以及公交客流量、停車需求量等交通管理所需要的規劃依據資料。
(3)對哈爾濱市現狀道路管理設施、交通組織方案、CBD交通管理、公共交通、停車場和加油站、對外交通等存在的問題及交通運行質量進行了深入的分析、評價。同時,開發了城市停車規劃地理信息系統UPP-GIS,使停車設施的規劃、建設、利用及組織管理更直觀、科學、高效。
(4)對哈爾濱市近、遠期道路網、主城區二環路以內的路段、交叉口以及CBD區域公交、停車、安全和政策法規等交通管理問題進行了深入研究和規劃,提出了各項規劃指標及管理、實施建議,并給出了相應的規劃圖、表及建設項目庫。
(5)立足于戰略發展的高度,對哈爾濱市智能交通系統及交通信號控制系統進行了近期和遠期規劃,為哈爾濱市城市交通管理邁入現代化行列確定了目標和方向。
4.1.3 社會經濟效益分析
哈爾濱市道路交通管理規劃是針對哈爾濱市道路交通管理存在的具體問題而進行的規劃項目,該規劃實施后將產生巨大的社會效益和經濟效益。
(1)社會效益
在短期內改善城市部分區域交通阻塞的現狀,降低交通事故的發生率。通過對道路基礎設施規劃,采用交通信號線控和面控、規劃路網結構等手段,增加主要干道道路通行能力,合理控制非機動車車流和行人人流,突出“以人為本”、“公交優先”的政策思想,進行專項公共交通規劃,并對哈爾濱市停車管理進行專項規劃,避免車輛亂停亂放、節約市區土地占用。上述規劃措施可以有效緩解城市行車難、乘車難、停車難和行路難等問題。同時,規劃中建議采取減少城市用地占用和對機動車尾氣排放超標的汽車進行嚴格管理等措施,這對城市環境保護具有重要的現實意義。
(2)經濟效益
借助先進的管理手段來改善道路交通環境,防止資金的盲目投入和重復建設,從而節約了大量的建設資金。此外,規劃的實施將在一定程度上減少交通事故,從而避免人身的意外傷害和車輛物品的意外損失,也就有效地避免交通事故所造成的經濟損失。
4.2 大慶市道路交通管理規劃
4.2.1 規劃背景與內容
作為享譽世界的石油基地,大慶市在黑龍江省乃至全國具有舉足輕重的政治地位和經濟地位。經過多年的交通發展,大慶市城市交通框架基本形成。但截至目前,大慶市在道路交通管理系統規劃方面還是一個空白。為此,本項目結合大慶市城市布局、交通組成、出行方式、土地利用等具體特點,確定和提出大慶市道路交通管理規劃方案。這對于改善大慶市城市道路交通現狀,適應未來城市交通發展需要具有重要的指導意義。
按照項目研究工作計劃,本項目分十個專題進行,主要包括:城市道路交通管理現狀調查分析與問題診斷、城市交通需求分析與預測、近期交通組織管理規劃、智能交通系統(ITS)發展規劃、交通管理設施規劃、停車管理規劃、公共交通管理規劃、交通信號控制系統規劃、城市道路交通管理其它規劃和城市道路交通管理信息系統。
4.2.2 規劃過程
根據大慶市道路交通現狀、發展設想以及城市暢通工程對交通管理規劃的要求,綜合考慮社會經濟發展和區域自然環境等條件,對大慶市道路交通的管理提出近期和遠期的規劃方案。在規劃過程中,充分考慮到大慶市與同等規模城市相比地廣人稀、規劃發展空間比較大的自身特點,同時,為了使規劃方案具有廣闊的發展前景,在交通預測中對交通小區的劃分、出行產生、吸引量預測方法進行了深入研究,建立了各種出行目的出行吸引與土地利用的基本關系;在道路網絡規劃方面,按先整體、后局部的規劃思想,對市政道路和油田道路進行了具體分析、統籌規劃。
4.2.3 建議與展望
建議交通主管部門按照本規劃中市區近期交通組織管理規劃的內容,加強和完善道路交通管理,改進存在問題的路段和交叉通組織形式;在停車、公共交通、智能交通系統、道路交通設施、監控系統和法規政策等領域中逐步落實規劃方案。為了實現本規劃確定的發展目標,建議盡快開展世紀大道、重要干線道路、交叉口的交通組織、交通控制問題及綜合交通管理方案的交通設計工作,提高交通服務質量,最終實現達到模范管理水平的目標。
總體來講,大慶市道路交通在城市布局、道路網及車輛擁有等方面具有較扎實的基礎條件,加上大慶市日趨成熟的現代交通管理技術和管理水平,這一切均表明,大慶市已具備了向現代化城市交通體系邁進的條件。可以相信,隨著《大慶市道路交通管理規劃》的制訂與實施,大慶市的道路交通管理與規劃必將走上一個良性循環的軌道。
5.結語
近年來,隨著城市“暢通工程”的深入開展,各地城市都在積極進行城市道路交通管理規劃編制工作。本文結合我國哈爾濱和大慶這兩座具有重要政治、經濟意義的東北邊陲城市的道路交通管理規劃編制與實施情況,全面、系統分析和闡述了城市道路交通管理規劃的內容、方法及相應理論模型,并在具體規劃實踐中,在引進國際先進技術軟件基礎上,開發了適合我國城市道路交通管理規劃的應用軟件,建立了道路交通管理數據庫系統。這些工作,希望能夠對其他同類城市今后的規劃工作有所借鑒和幫助。理論與實踐表明,城市道路交通管理規劃的編制與實施對于改進和加強我國道路交通管理工作必將起到積極的推動作用。
參考文獻
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關鍵詞:縣域城鎮 智能交通 建設與應用 基本流程
中圖分類號:U495 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)04-0225-02
進入21世紀后,智能交通系統(Intelligent Transportation Systems,簡稱ITS)在世界各國有了長足的發展,特別是在治理交通擁堵、保障交通安全和提升交通管理效率等領域的應用,基本形成了大中城市的ITS體系框架。隨著我國城鎮化進程的加快,縣域城鎮面著大中城市所出現的交通擁堵、出行不便以及道路交通安全等問題,而我國縣域城鎮智能交通的發展缺乏系統性研究,其應用建設尚未形成與之相適應的發展模式,建設主體部門和建成后主管部門不明確,制約了我國縣域城鎮交通智能化的發展速度。因此,研究縣域城鎮智能交通應用建設的基本流程有助于明確縣域城鎮智能交通應用建設思路,對指導我國縣域城鎮智能交通協調可持續發展有十分重要的意義。
1 縣域城鎮ITS建設應用現狀分析
目前,在我國經濟較為發達的縣域城鎮已經將交通信息采集與、交通信號控制與管理、交通應急指揮和違法行為監測等智能交通技術應用于交通管理中,為縣域城鎮交通安全、暢通和高效的運行提供了保障。雖然我國縣域城鎮智能交通發展取得了不少成效,但我國縣域城鎮智能交通建設與應用也面臨著亟待解決的問題:
1.1 缺乏有效的工作協調機制
隨著我國城鎮化進程加快,縣域城鎮交通出行需求要來越高,交通出行需求與道路供給的矛盾在短時間內尚不能完成解決,這就需要交通管理部門充分利用現有資源,最大化的滿足居民交通出行需求。ITS建設應用是一個需要多部門如公安交警部門、規劃部門、交通部門、建設部門和財政部門等共同協同完成,在調查的423個縣中,有93%的縣由于缺乏路網規劃與ITS發展間的協調機制以及各部門間的協調機制,造成交通管理工作效率不高。
1.2 縣域城鎮ITS建設和維護資金得不到保障
經調研,縣級公安交警部門經費來源主要有財政撥款、罰沒返還和規費收入、燃油稅提取和其他收入五個渠道,其中罰款返還和規費收入成為維持交通管理工作正常運轉的主要經費來源;同時從ITS的社會效益角度分析,政府應該成為投資主體,但是ITS投資規模很大,政府財力有限。由于我國大多數縣級政府尚不重視ITS建設,因此申請財政資金渠道困難,導致導致相關ITS項目建設不能如期完成,影響整個縣域城鎮ITS的發展。
2 國內外ITS建設應用模式分析
從世界各國ITS的發展歷程和建設應用來看,各國對ITS建設應用模式都進行了初步的研究,大體上可以歸納成3種形式:順序建設應用模式、整體建設應用模式和需求建設應用模式。
2.1 順序建設應用模式
順序建設應用模式又分為推式(自上而下)和拉式(自下而上)兩種。推式總結為:頂層規劃、市場引導、分布實施,典型代表有美國、廣州等。拉式是在ITS的初始階段系統各自開發的,最后形成一個總體體系,典型代表有日本。推式和拉式比較而言,拉式在不斷發展過程中會出現系統兼容性不足等缺點。
2.2 整體建設應用模式
整體建設應用模式是先整體后局部,點和面兼顧的一種方式,典型代表如歐洲在ITS的后期發展階段。西方在60年代后期交通狀況日益惡化,美、日、德等國即開始研究高新技術在道路交通上的應用,希望運用3C技術來改善交通狀況,開發了先進的交通信號控制系統和路線導航系統,以及與之配套的智能化交通電子設施,使智能交通成為了一個新興行業。
2.3 需求建設應用模式
需求建設應用模式是以城市需求為主要切入點,典型代表為中國各大中城市。中國城市智能交通在各個方面都借鑒國外的先進技術,再結合中國的不同城市的需求、規劃特點建設出符合城市發展的ITS模式。例如:北京市是以交通管理系統、公共交通系統以及從公眾角度出發的交通綜合服務系統的建設為主。
3 縣域城鎮智能交通應用建設思路
3.1 應用建設原則
(1)遵循國家政策和標準:縣域城鎮智能交通規劃應依據國家相關現行標準和指導意見開展規劃工作,使縣域城鎮智能交通規劃與國家政策相銜接。(2)經濟實用,因地制宜:以縣域城鎮道路交通發展對智能化管理的實際需求為牽引,以縣域城鎮道路交通特點和長遠發展為基礎,充分結合當地經濟發展情況,控制縣域城鎮智能交通應用建設投入,節約投資成本。(3)規劃先行、應用為先:通過縣域城鎮智能交通專項規劃,明確規劃期間的建設目標和主要任務,指導當地智能交通在未來一段時間內的發展方向和建設應用工作。(4)分步實施:在縣域城鎮智能交通系統建設過程中,縣有關部門要根據規劃并結合實際情況,分步實施智能交通系統建設的各項工作,集中有限的資金做好重點項目的建設,做到步步見成效、步步見效益。(5)可持續發展原則:縣域城鎮智能交通應用建設必須與當地的經濟、交通發展相適應。既要立足解決當前交通存在的各種問題,提高道路通行能力,又要著眼長遠可持續發展,提高交通管理的智能化水平。
3.2 應用建設基本流程
結合上文對我國縣域城鎮智能交通應用建設現狀及國內外建設模式分析,提出如圖1所示的縣域城鎮智能交通應用建設基本流程。
(1)提出應用建設需求:縣級公安交通管理部門根據實際管理需要,向縣政府提出道路交通管理存在的問題和智能交通應用建設的需求,明確解決交通管理問題的緊迫性和發展智能交通的必要性。縣政府主導建立協調工作機制,組織縣公安局、規劃局、交通局、財政局和縣建委等相關職能部門對智能交通應用建設需求進行審議。審議通過后對項目立項,同時建立管理保障機制,明確建設和維護資金及資金配套部門。
(2)智能交通系統專項規劃與設計:從我國縣域城鎮智能交通發展現狀來看,縣域城鎮智能交通的實施并沒有以系統的規劃為基礎,缺乏指導縣域城鎮智能交通建設的專項規劃方案。由公安局會同交通局和規劃局等部門,組織規劃設計單位編制科學、合理的縣域城鎮智能系統規劃方案,明確縣域城鎮智能交通的發展方向和目標,應用建設的內容以及實施計劃,保證縣域城鎮智能交通健康、有序、規范及協調發展。
(3)項目建設實施:項目領導小組和相關部門對項目招投標、合同簽訂、工程施工等階段進行管理。縣域城鎮智能交通系統建設項目的建設單位在項目執行過程中必須嚴格按照審批的設計方案執行,不得擅自變更。項目須在完工并試運行三個月以上的基礎上進行驗收。項目建設單位申請項目驗收時,應提交項目所有驗收材料;驗收工作完成后,驗收組寫出驗收工作報告;項目驗收合格后,可以投入正式使用。
(4)管理與維護:設備管理與維護包括業務應用系統管理與維護、計算機網絡管理與維護和系統設備管理與維護,確保智能交通外場設施和管理系統可靠、穩定地運行。
(5)應用建設保障機制:縣域智能交通應用建設保障機制包括組織保障、管理保障、運行保障和安全保障機制,以保障縣域城鎮智能交通的建設實施與可持續發展。組織保障主要是建立項目領導、項目工作和人才建設機制,確保縣域城鎮智能交通建設與應用有序進行;管理保障主要是建立項目管理、資金管理、實施管理和成果管理機制;運行保障主要是業務應用系統的運行保障機制系統設備的運行保障機制;安全保障主要是對智能交通物理平臺層、網絡平臺層、系統平臺層、應用平臺層以及人員的信息安全運行保障機制。
(6)智能交通建設及應用效果綜合評價:運用智能交通綜合評價方法,對縣域城鎮智能交通的應用建設進行評價,分析縣域城鎮智能交通建設成果和實際應用效果,使交通管理者充分認識到智能交通的發展對交通管理帶來的經濟、社會效益以及需要改進的地方,使交通管理者和設計者能夠更好地對縣域城鎮智能交通系統進行調整、改進和優化,最大化地發揮智能交通系統在交通管理中的作用。
4 應用實例
當涂縣是安徽省的經濟強縣,為滿足當涂縣日益增長的交通需求,一方面需要通過交通基礎設施建設完善交通出行環境;另一方面需要運用智能交通技術,充分挖掘交通基礎設施的服務潛力,實現交通信息化、數字化和智能化管理,改變傳統交通管理模式,提高交通管理工作效率和交通綜合服務水平。當涂縣智能交通示范工程應用建設在綜合考慮當涂縣道路基礎設施建設、交通需求以及交通發展目標的基礎上,充分借鑒國內外智能交通系統建設經驗和研究成果,制定當涂縣智能交通示范工程應用建設的基本流程如圖2所示,為當涂縣智能交通發展提供了明確的應用建設思路。
5 結語
本文提出的縣域城鎮智能交通應用建設思路方案是基于國內外城市智能交通的建設經驗,并結合我國縣域城鎮的發展情況及交通特點,提出了適合縣域城鎮智能交通建設的基本流程和思路方案。從以當涂縣智能交通建設實例可看出,建設思路方案對縣域城鎮智能交通協調可持續發展具有重要的指導意義。
參考文獻
[1]王煒,過秀成.交通工程學[M].南京:東南大學出版社,2011.
關鍵詞: 空中交通流量管理 交通管理 交通流量
空中交通流量管理技術指的是對處于運行狀態中的各種飛行資源進行劃分和組合,綜合運用各種不同的管理方式進行引導與疏通,提高空中交通環境的流暢性與安全性。機場管理人員對空中交通進行監控和管理,實時地將飛行的運行情況向塔臺匯報。交通流量指的是對起飛狀態下飛行器在某一時刻數量的反映。隨著我國民用航空規模的快速擴張,空中交通情況日益嚴峻,安全問題日益突出。政府高層以及機場管理部門綜合運用各種管理手段來解決高密度空中交通環境的飛機運行問題和飛機安全問題。
一、目前空中交通海底兩萬里管理技術中存在的主要問題
(一)沒有專業性的管理部門
空中交通流量管理在我國并沒有形成一個市場化的服務項目,同時也并沒有專門從事交通流量管理工作的企業和部門,由于我國民用航空產業規模巨大,僅僅依靠交通管制部來對空中交通進行管理是遠遠不夠的。由于空中交通流量管理人員資源稀缺,管理技術落后以及資金等方面的問題,使得我國目前尚未組建專門的空中交通流量管理部門。雖然如此,空中交通流量管理仍然是關系的航空交通安全的重要工作。
(二)信息系統建設尚未完善
我國政府高層一身重視民用航空事業的發展,無論是在財政上還是在技術上都提供了大力的支持,各大機場的場面管理設計已經十分完備,只是在綜合信息管理系統方面還存在一定程度的不足,直接體現在空中交通管理設備和系統在投入運行時無法相互聯系并形成一個高效的整體,航班信息、飛行動態信息以及超超雷達信息各自發揮自己的作用,互不聯系,信息資源無法充分共享,造成信息即用效率低下,這就需要建筑并完善綜合性的信息處理系統
(三)管理制度尚未完善
由于我國民用航空發展起步較晚,相關制度的建立和執行都還沒有落實到位,在一些職務、要求、規則方面還沒有建立起完備的制度規則,在相關制度的落實上還缺乏強有力的監督,對航空產業的發展造成了一些負面影響。
二、空中交通流量管理關鍵技術分析
(一)交通管理系統
目前,我國各大航空公司開始對空中交通管理的相關技術進行探索與研究,一定程度上提升了空中交通運行的流暢性和安全性。空中交通流量管理的核心在于交通管理系統,交通管理系統是對交通流量進行最完整的協調和統籌工作,最終目的是提升空中流量的管理效率。目前,我國航空公司主要采用美國的增強型管理系統,這種管理系統主要由數據交換模塊、協同決策模塊以及流量分析模塊構成。數據交換模塊交實現空中交通管理部門以及航空公司之間的信息交換,使不同管理部門之間共享交通流量管理的相關信息。協同決策模塊所具有的功能主要是對不同管理部門的工作進行溝通與協調,提高管理工件的質監和效率;流量分析模塊負責對各空域的飛行狀況進行評估,實現評估與監督的方法主要是對全國范圍內的空中流量的監控,同時將監控數據轉化為指揮航空交通秩序的重要數據。
(二)雷達控制技術
高級場面監視與引導系統以監視技術的發展為基礎。近些年,國內多點定位技術和廣播式自動相關監視技術的應用與發展都得到的突破性進展。權威機構預測,大約到2020年,多點定位技術和廣播式自動相關監視技術會在國內機場管理領域得到大規模運用,為雷達監視系統提供優化與補充。
(三)多點定位系統
多點定位系統是一種多點相關類型的監控系統,它以應答機為基礎,通過位于不同位置的多個接收機收集應答機脈沖信號來識別目標的標識和位置,可以精準地對周圍地區和機場場面安裝有S模式應答、A/C模式應答機的車輛和飛機進行定位與監視。近些年,多點定位已經被機場工作人員廣泛運用于機場管理工作中。
(四)廣播式自動相關監視系統