全国2010年4月概率论与数理统计(经)自考试题.doc
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1、题目:基于工程装置的城市交通通行能力提升研究院 系 物流学院 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 08940731 学生姓名 郭晓薇 学 号 0894073119 导师姓名 王成林 导师职称 副教授 2012 年 4 月 20 日【摘要】城市交通是衡量城市文明进步的标志,是城市生活的命脉。随着社会经济的高速发展,城市化进程的加快,人们生活水平不断提高,城市交通需求迅速的增长,出现了“道路越建越多,交通越来越挤”的现象。我国百万人口以上的大型城市普遍存在严重的交通拥堵现象,道路网交通量负荷接近饱和,交通拥堵日趋严重,并且由中心城区向郊区蔓延,中小城市也普遍出现了交通拥堵现象。因此,深入分析交通
2、拥堵产生的原因,并针对问题根源寻找切实有效的解决方案,是当前交通拥堵研究的首要问题。交通拥堵已经成为制约我国城市物流的重要因素,对城市物流约束越来越明显,从目前的理念来看,传统的设计思想是车辆高度依存于道路,更新道路设计的理念,实现交通体系新的构建策略,助推现代交通体系的建设。文章本着提出问题、解决问题的方法,针对目前我国大城市普遍存在的交通拥堵、效率低下问题,着力于运用工程技术的方法思考研究解决这些问题。关键词:城市交通;拥堵;工程装备;优化设计【Abstract】City traffic is a measure of city symbol of civilization and pro
3、gress, is the lifeline of city life.With the high-speed development of social economy, city changes a course accelerate, people living standard rises ceaselessly, city traffic demand rapid growth, appeared road builds more more, traffic is becoming more and more crowded phenomenon. Chinas population
4、 of over 1 million large city widespread severe traffic congestion, road network traffic load close to saturation, traffic congestion is becoming serious day by day, and by the center city to suburban sprawl, medium and small city also appeared generally the phenomenon of traffic jams.Therefore, in-
5、depth analysis of the causes of traffic congestion, and the problem of root finding effective solutions, is the primary issue in the study of traffic congestion. Traffic congestion has become the constraints of our city logistics are important factors for city logistics constraints, more and more ap
6、parent, from current in light of the concept, the traditional design idea is highly dependent on vehicle road, update the road design concept, implementation of new traffic system construction strategy, boost the construction of modern traffic system. The article in question, solves the question met
7、hod, in view of the present our country big city widespread traffic congestion, the problem of low efficiency, focus on the use of engineering and technical methods of solving these problems.Key words:City traffic;Traffic jam;Engineering equipment;Optimization design目录一、绪论1(一)研究背景1(二)问题的提出1(三)研究目的和意
8、义1(四)国内外研究现状21、国外研究现状22、国内研究现状2二、城市交通拥堵的原因分析3(一)从交通工程学角度分析3(二)从交通管理学的角度分析4三、工程技术的方法应用4(一)机械装备的设计方法41、起升装置42、链式输送机43、自动栅栏4(二)基于新型材料的设计方法51、荧光材料52、结构材料5(三)集成其他工程领域技术的设计方法51、BRT智能系统52、公共智能调度系统53、公共图像信息管理系统64、公共车辆GPS监控调度系统65、磁悬浮运输技术6四、城市交通通行能力的改进措施6(一)充分利用有限的空间61、垂直空间的利用62、道路构建理念的创新63、与机械手段相结合,形成“主动+被动”
9、的通行体系7(二)平面资源的分配71、充分利用动态与静态的能力72、搭建水平资源的连接7五、设计的基本参数8(一)立交桥的基本参数8(二)车辆的基本参数81、起重量82、跨度83、起重高度84、横移速度85、起升速度86、链式输送机的传送速度87、链式输送机的电压8(三)道路设计的基本参数81、公路设计所采用的设计车辆外廓尺寸规定82、交通量换算采用小客车为标准车型93、各级公路设计速度规定94、车道宽度95、中间带宽度9六、新的通行能力设计9(一)起升装置101.垂直式起升装置102.U型起升装置123.基于链式输送机的起升装置12(二)活动路障141.动态隔离栏设计142.变色光道14(三
10、)立体车库151.立体车库的优点152.立体车库的分类153.立体车库的创新设计15七、结论17(一)主要的研究结论17(二)展望17参考文献18外文文献与翻译21致谢22一、绪论(一)研究背景城市交通是城市生活赖以运转必不可少的条件。城市交通不仅要满足社会经济快速发展的需要,也受到生态环境和资源短缺的制约,这使得城市交通的供求矛盾随着经济快速发展更加尖锐。由此引发的交通拥堵问题,已成为世界上许多城市迫切需要解决的难题之一。目前,我国各大城市市区道路交通堵塞路段增多、堵塞区域扩大、车速下降、出行时间增长、出行效率下降;道路网应变能力差,遇事故极易引起交通瘫痪。随着机动车保有量的持续增长,许多城
11、市中心区高峰期间道路网严重堵塞,早晚高峰期间,道路平均车速不足20公里/小时,而且全天高峰时间长达10小时左右。有的城市市中区的机动车通行时速仅10公里,主干道上高峰期平均行车速度不到8公里/小时,已临界瘫痪边缘。(二)问题的提出城市交通问题的根源是交通需求与交通供给之间的不平衡。为应对城市交通出现的问题,国内外各大城市为交通系统的改善投入了大量的资金,但城市交通紧张状况却日益加剧。实践证明:仅是对交通理论上的规划,并不能从本质上缓解交通压力。城市交通的拥堵状况与社会经济的发展、道路设施的建设水平、城市交通的管理水平以及人们的交通意识都有着密切的关系,要缓解我国城市目前的交通拥挤状况,必须从全
12、方位入手,采取科学的方法来解决这一问题。本文将通过对北京市交通拥堵问题的现状和产生原因的分析,借鉴国内外城市的成功经验,运用工程技术的方法,提出一些城市交通问题治理的思路。(三)研究目的和意义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。城市交通问题是本世纪以来,当今世界共同面临的难题,困扰着几乎每一个现代城市。当前,我国城市特别是大城市的交通问题极其严重,如果不能得到有效解决和根本治理,必将对我国经济的持续、快速、健康发展构成严重威胁。随着城市规模的不断扩大,交通量将日益增加,交通拥堵问题将一直存在。交通拥堵将导致交通延误、车速下降、运输
13、效率降低;造成资源浪费、环境恶化以及大气污染;引发交通事故,交通事故又使交通阻塞加剧,形成恶性循环;给城市经济和社会效益带来巨大损失,影响城市的形象,降低市民的生活质量;因此,交通拥堵是城市交通治理的热点和核心问题。如何有效地解决这一问题,意义重大,也十分必要,符合当前国家提出的可持续发展战略。(四)国内外研究现状1、国外研究现状国外治理交通拥堵措施大致可以分三大类:引导需求、增加供给和加强管理。引导需求的重点是实施交通需求管理,抑制交通产生;增加供给的重点是大力发展公共交通,扩大服务能力;加强管理的重点是应用智能交通系统,疏导交通流量。(1)通过拥堵收费来缓解交通拥堵问题在各种收费模式中,基
14、于DSRC技术的电子收费模式是目前城市道路拥挤收费主流技术,汽车通过车速可保持在40-60km/h;英国伦敦采用的是基于车牌识别的收费模式;爱尔兰的都柏林和丹麦的哥本哈根采用了基于GPS和GSM技术结合的电子收费模式进行实验。(2)从运输装备的角度扩大交通服务能力,大力发展公共交通巴黎市政府以“公交优先”为原则,建立起了四通八达的公交网络,开辟了畅通无阻的“公交走廊”。在美国,政府从上世纪90年代中期至今共投资了500亿美元用于公共交通设施的维护和建设;英国政府在2000-2010年十年内投入1 800亿英镑,用于补贴现代公交、有轨电车、轻轨系统和自行车交通建设。(3)智能交通系统(ITS)技
15、术才是解决交通拥堵问题的法宝美国从上世纪80年代开始,先后开展了与智能汽车技术相关的PATH、IVI、VII和CVHAS等国家项目。1995年3月美国交通部正式制定了“国家智能交通系统项目规划”,明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。欧盟先后启动了PReVENT和eSafety等大型项目的研究,在安全车速控制与安全跟车系统、横向安全辅助与驾驶员监控、交叉路口安全辅助等方面取得了重要成果,并充分利用先进的信息与通信技术,加快智能安全辅助系统的研发与集成应用,为道路交通提供全面的安全解决方案。日本政府主导的先进安全汽车ASV项目已于2000年取得初步实用化成果。2、国内研究现状交通
16、拥堵问题的研究涉及众多领域,国内专家学者主要从经济学、工程学、管理学三个角度对交通拥堵问题进行了研究。(1)交通经济学研究方法汤潇从经济学中边际成本的方法分析了交通拥堵问题,当一个车主加入车流的时候,他看到的是个人边际费用(MPC),低于所有公路使用人的实际费用,即边际社会成本(MSC)。正是私人车主不正确的经济学观点造成了交通拥堵的后果。高明华、张正河等认为虽然公共交通会带来空气污染和噪声污染等问题,但是私人汽车造成的问题更加突出。对此高明华和张正河提出了解决方案,一方面是从合理减少交通方面出发,如限制小轿车的使用量和提倡市民使用自行车出行。另一方面是尽量提高交通效率,如落实优先发展公共交通
17、的政策和降低出租车的空载率。项提到对付交通拥堵问题的一个办法是拓宽道路以增加其运载容量,另一个方法是通过征收交通拥堵税来进行调节。另外还有其他方法可以配合使用:增加公交补贴;加快公交速度;提高停车成本。(2)交通工程研究方法朱志星认为要解决道路的通行能力的问题,我们必须寻求一种方法将市区道路通行能力的潜力全部挖掘出来。我们必须把目光从几条线上转到“面”上,即把目光转到提高整个路网中所有道路的通行能力上来,设法使全市路网中所有的道路都变成快速路。杨欣茹认为出现交通拥堵问题需要注重城市规划,加强城市基础设施建设,完善交通组织,完善交通设施。周灵芝、李传志等认为我们可以采取完善道路网结构,提高交通设
18、施利用率,拓宽主要路口,增加等候车道。(3)交通管理学研究方法黄良彪提出运用先进的交通管理理念进行管理和加大交通管理体系研究。穆祥纯提出要建立多层次网络化的道路网结构和改善路口环境,提高道路通行能力。李淑华提出要确立公交战略,大力发展公共交通,以及建立高效的管理机制,提高交通科技含量。徐丽丽、王秋平等提出要加强停车规划与管理以及调整土地利用率,使城市用地结构趋于合理。二、城市交通拥堵的原因分析(一)从交通工程学的角度分析由远程从交通工程学角度出发,分析了产生交通拥堵问题的原因:(1)道路交通特性和车流特性不匹配;(2)交通需求密度与交通供给密度不匹配;(3)道路间断流交通特性与快速公交不匹配;
19、(4)城市道路的级配理论造成各路段的交通特性不匹配;(5)城市交通规划的思路与城市交通发展的客观规律不匹配;(6)动态交通设施与静态交通设施不匹配;(7)快行系统与慢行系统不匹配。(二)从交通管理学的角度分析从管理学的角度出发综合国内交通拥堵问题的研究,造成交通拥堵的原因有以下几点:(1)城市道路改造、改建频繁;(2)交通组织人才和管理人才严重恶化;(3)修路资金不能投入,交通不堵塞资金难以投入修路;(4)城市(包括城市中心区)没有长远的发展规划,超强开发;(5)城市停车场的规划、建设、管理没有跟上经济发展;(6)城市道路交通管理的职责不明确,各相关部门的管理工作不到位。三、工程技术的方法应用
20、(一)机械装备的设计方法1、起升装置由于机动车在高峰时经常出现交通拥堵的现象,使很多机动车不能够正常掉头,形成了交通的恶性循环,所以设计出较好的机械装置来解决车辆的掉头的问题是很有必要的。道路宽度的限制以及机动车的数量极多,平面上已经无法更好的解决交通拥堵时车辆的掉头问题,所以我们可以开发纵向空间,使机动车可以在必要时完成掉头作业,起升装置是可以实现机动车在纵向升降的不错的选择,因此,我们可以在路面上设计一种较为实用的起升装置来解决车辆在交通拥堵时无法掉头的问题。2、链式输送机出现的拥堵的原因有很多,其中一种原因是由于大城市交通较为复杂,机动车的运行速度受到种种原因的限制,机动车的流动速度受到
21、影响,自然就会降低城市交通的通行能力。出于安全的考虑,提高机动车的运行速度已经没有太大的提升空间了,所以我们可以利用一种被动的形式来迫使机动车提速。有了这种思想,我们自然可以想到运用到链式输送机,我们可以将链式输送机的传送速度和机动车本身的速度相结合来提高城市交通的通行能力。3、自动栅栏道路上的栅栏现在都是固定式的,所以上下行的车道是一成不变的。要想解决城市交通拥堵问题,静态的道路是无法满足动态的交通问题的。所以我们必须改变道路静态的模式,来适应动态的交通。可以将固定的栅栏变成移动式的栅栏,比如可以是手动式或者自动式的。手动式的,可以在固定的栅栏的基础上加上滚动轮,使栅栏可以根据路况的变化,随
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