城市交通工程應(yīng)用技術(shù)研究

一、綜述
城市交通是城市社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的紐帶和動(dòng)脈，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。近幾年來，隨著人口的增長(zhǎng)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的推進(jìn)，在我國(guó)許多大、中城市出現(xiàn)了嚴(yán)重的交通擁擠及堵塞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了城市居民生活的提高及城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。要從根本上解決城市交通問題，就必須加快我國(guó)道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化建設(shè)及現(xiàn)代化管理，而充分利用國(guó)際上成熟的交通工程應(yīng)用技術(shù)，是加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通現(xiàn)代化的基本途徑。
早在五六十年代，歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家就已認(rèn)識(shí)到交通對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，因而對(duì)城市交通的規(guī)劃、建設(shè)、管理等進(jìn)行了大量的研究，提出了綜合交通系統(tǒng)與土地利用互相作用的科學(xué)論斷，在此基礎(chǔ)上作出了進(jìn)行大規(guī)模城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的決定。從70年代開始．經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在強(qiáng)化交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，進(jìn)一步提出了交通需求管理技術(shù)，研究如何降低城市交通需求總量，制定限制小汽車出行的政策，興建大運(yùn)量交通系統(tǒng)及與之配套的換乘系統(tǒng)。至80年代，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過30年左右時(shí)間的建設(shè)，均已建成了比較完善的綜合交通運(yùn)輸體系，但交通需求的繼續(xù)增長(zhǎng)使得阻塞現(xiàn)象仍很嚴(yán)重，這些國(guó)家把主要精力放在現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化管理上，通過引進(jìn)高新技術(shù)來提高交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸能力，以緩解交通緊張狀況。如目前歐共體、美國(guó)、日本正在開發(fā)中的車輛線路誘導(dǎo)系統(tǒng)、衛(wèi)星車輛導(dǎo)行系統(tǒng)、智能化車路系統(tǒng)等都是利用高新技術(shù)提高交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力的交通管理系統(tǒng)。
從國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的交通工程研究及交通工程建設(shè)發(fā)展過程，可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：交通工程的研究?jī)?nèi)容與建設(shè)重點(diǎn)與當(dāng)時(shí)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科技發(fā)展水平、人民生活水平密切相關(guān)。總體來說，城市交通工程的研究與建設(shè)可分為二個(gè)階段：“造路”與“管路”，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期的建設(shè)階段與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)時(shí)期的管理階段。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，城市處于開發(fā)過程中，隨著城市的不斷開發(fā)，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通需求急劇上升，原有的交通基礎(chǔ)設(shè)施遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交通運(yùn)輸要求。這一階段的城市交通主要工作是進(jìn)行大規(guī)模的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容主要為城市交通規(guī)劃的理論與方法、優(yōu)化建設(shè)方法、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，為大規(guī)模的交通建設(shè)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。一旦國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入發(fā)達(dá)時(shí)期，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展平穩(wěn)且較慢，城市已基本完成其開發(fā)過程，并且已建成了完善的城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但交通需求量仍有一定程度的增加，交通緊張狀況依然存在。這一階段的城市交通工作重點(diǎn)是解決有限的道路交通運(yùn)輸能力與不斷膨脹的交通需求之間的矛盾，相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容為城市交通管理方法，包括兩個(gè)方面：①城市交通需求的管理，以減少城市交通總量；②城市交通基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化管理，以提高現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)輸能力。
近幾年來，隨著我國(guó)“改革、開放”的深入，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，交通需求量增長(zhǎng)很快，全國(guó)范圍內(nèi)的大中城市都基本上出現(xiàn)了嚴(yán)重的交通阻塞現(xiàn)象。在我國(guó)，出現(xiàn)城市交通全面緊張的原因主要有二個(gè)：
(1)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上交通需求增長(zhǎng)速度，城市交通設(shè)施運(yùn)輸能力不能滿足交通需求而造成交通阻塞
“改革、開放”以前，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，城市交通需求量也很小，盡管當(dāng)時(shí)的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱，但仍能基本滿足交通需求，交通問題并不十分突出。“改革、開放”十多年來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通需求量的增長(zhǎng)基本上與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)同步，機(jī)動(dòng)車的年平均增長(zhǎng)率達(dá)10％～15％，而道路交通量的年平均增長(zhǎng)率超過了15％。另一方面，十多年來，盡管國(guó)家在城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面投入了大量的財(cái)力、物力，但由于交通設(shè)施的建設(shè)周期較長(zhǎng)，投入資金巨大，其建設(shè)速度十分緩慢。以南京為例，1978年至1993年15年間，南京市機(jī)動(dòng)車擁有量從2萬輛增加到10萬輛，增加了5倍，年遞增率為11％；道路交通量增加了8倍，年遞增率為15％。而這15年里，道路面積僅增加了1倍，年遞增率為4．5％，并且，進(jìn)入90年代后，交通需求的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前15年的平均增長(zhǎng)速度，其他的城市情況類似。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于交通需求增長(zhǎng)速度，是造成我國(guó)城市交通全面緊張的主要原因。
(2)城市交通管理設(shè)施落后、管理水平不高，現(xiàn)有道路交通設(shè)施的運(yùn)輸能力得不到充分利用而造成交通阻塞
我國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，沿海城市較內(nèi)地城市發(fā)展要快，北京及部分沿海城市已初步建成了較完善的道路交通網(wǎng)絡(luò)。但由于這些城市的交通管理設(shè)施落后，管理人員缺乏，管理水平不高，造成已形成的道路交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)沒有發(fā)揮其應(yīng)有的運(yùn)輸效率，加重了城市交通的阻塞。
另一方面，由于我國(guó)以前對(duì)城市交通管理重視不夠，城市交通管理法規(guī)還不夠完善，執(zhí)法部門執(zhí)法不嚴(yán)，市民遵守交通法規(guī)的觀念淡薄，交通違紀(jì)現(xiàn)象很普遍，時(shí)常造成人為的交通擁擠與阻塞。
總體來說，我國(guó)目前仍為發(fā)展中國(guó)家，絕大多數(shù)城市仍處于開發(fā)階段，造成交通全面緊張的主要原因是城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上交通需求的增長(zhǎng)速度。加快我國(guó)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，盡快形成基本適應(yīng)交通需求的城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是我國(guó)城市交通建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。這一方面的理論研究應(yīng)包括：城市綜合交通系統(tǒng)規(guī)劃、城市交通專項(xiàng)規(guī)劃的理論與方法，交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)，城市交通建設(shè)與城市用地布局、土地開發(fā)之間的相互作用關(guān)系，大運(yùn)量城市客運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)，城市交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化建設(shè)方法，城市交通技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建造技術(shù)等。
考慮到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡及遠(yuǎn)期發(fā)展要求，開展現(xiàn)代化城市交通管理技術(shù)的開發(fā)及管理設(shè)施的建設(shè)，形成適合我國(guó)混合交通特點(diǎn)的現(xiàn)代化城市交通管理系統(tǒng)也是我國(guó)城市交通建設(shè)的重點(diǎn)之一。這一方面的理論研究應(yīng)包括：交通流基本特征，城市交通信息系統(tǒng)，交通需求管理技術(shù)，城市交通區(qū)域控制理論，車輛線路誘導(dǎo)系統(tǒng)，智能化車一路一環(huán)境系統(tǒng)，交通事故預(yù)防及交通安全系統(tǒng)的開發(fā)等。
本研究報(bào)告著重討論在我國(guó)近期城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及中遠(yuǎn)期現(xiàn)代化城市交通管理的基礎(chǔ)理論、方法中起支撐作用的交通工程應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展方向與目標(biāo)及其研究途徑與措施。具體包括三個(gè)方面：①城市交通信息系統(tǒng)；②城市交通需求預(yù)測(cè)系統(tǒng)；③城市交通應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
二、城市交通信息系統(tǒng)
城市交通信息是進(jìn)行城市交通研究的依據(jù)，進(jìn)行城市交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)及城市交通管理的基礎(chǔ)。城市交通信息極其豐富，種類繁多，就其時(shí)效性可分為實(shí)時(shí)交通信息及歷史交通信息，就其性質(zhì)可分為動(dòng)態(tài)交通信息(車流的交通信息)及靜態(tài)交通信息(交通設(shè)施的交通信息)。
1．械市交通信息系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀
(1)用于城市交通規(guī)劃的交通信息系統(tǒng)
城市交通規(guī)劃在城市的建設(shè)及發(fā)展過程中起著十分重要的作用，進(jìn)行城市交通規(guī)劃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、車輛、貨物的出行特性及其分布；②交通流特征(交通量、車速)及其分布；③交通設(shè)施(道路網(wǎng)絡(luò)、公共交通網(wǎng)絡(luò)、交叉口控制設(shè)施、車站、碼頭分布)；④社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息(人口及其分布、居住分布、就業(yè)分布、土地利用及其分布)。這些交通信息在交通規(guī)劃中是進(jìn)行現(xiàn)狀交通評(píng)價(jià)及未來交通預(yù)測(cè)的直接依據(jù)。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家比較重視這類交通信息的收集與積累。早在五六十年代，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)時(shí)處于城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期，城市交通設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)成為當(dāng)時(shí)交通工程的研究重點(diǎn)，為了配合交通規(guī)劃工作的全面展開，許多大中城市都相繼進(jìn)行了大規(guī)模的交通調(diào)查，并建立了標(biāo)準(zhǔn)化交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，這些交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)在當(dāng)時(shí)的大規(guī)模交通規(guī)劃及后來的城市交通規(guī)劃滾動(dòng)、調(diào)整中起了極其重要的作用。一方面，這些交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)為交通規(guī)劃及交通規(guī)劃滾動(dòng)中的交通評(píng)價(jià)、交通預(yù)測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使規(guī)劃及規(guī)劃滾動(dòng)科學(xué)、合理，另一方面，這些規(guī)范化的交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)為沒有進(jìn)行大規(guī)模交通調(diào)查的城市提供了樣板，這些城市可以不進(jìn)行大規(guī)模交通調(diào)查而直接從規(guī)范化交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用同類城市的交通信息進(jìn)行類比，便可進(jìn)行城市交通規(guī)劃，不僅大大節(jié)省了調(diào)查經(jīng)費(fèi)，而且大大縮短了城市交通規(guī)劃工作的周期，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益巨大。
如前節(jié)所述，我國(guó)目前狀況與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家60年代的狀況相似，處于經(jīng)濟(jì)大發(fā)展時(shí)期，造成城市交通全面緊張的主要原因是城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上城市交通需求的增長(zhǎng)速度，為了改變這一狀況，一個(gè)大規(guī)模的城市交通規(guī)劃、建設(shè)熱潮正在全國(guó)展開。為了開展城市交通規(guī)劃工作，我國(guó)已有近40個(gè)城市進(jìn)行過大規(guī)模或較大規(guī)模的綜合交通調(diào)查，無疑這些交通調(diào)查成果對(duì)相應(yīng)城市的交通設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)起到重要作用。但從交通信息系統(tǒng)的角度來看，存在著許多不足，有待于進(jìn)一步完善。如：①交通調(diào)查不規(guī)范。目前用于城市交通規(guī)劃的交通調(diào)查很不規(guī)范，無論是調(diào)查的內(nèi)容、調(diào)查的深度，還是對(duì)一些主要特征指標(biāo)的定義均無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，造成城市之間的不可比性。如對(duì)居民“出行”的定義，就沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，有的城市定義為居民在空間上移動(dòng)500m或1000m為出行；有的城市定義為居民外出耗時(shí)3分鐘或5分鐘為出行，等等，使得居民平均日出行次數(shù)這個(gè)重要的特征指標(biāo)無可比性。②調(diào)查成果沒有形成數(shù)據(jù)庫(kù)，利用率低。我國(guó)已有近40個(gè)城市進(jìn)行過綜合交通調(diào)查，調(diào)查的城市覆蓋面很廣，信息量極其豐富，如果能形成一個(gè)國(guó)家級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為沒有做過交通調(diào)查的城市提供類比分析的依據(jù)，必將能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但我國(guó)目前不僅沒有形成國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，就連各城市本身也很少形成數(shù)據(jù)庫(kù)，不少城市在交通規(guī)劃結(jié)束后，交通調(diào)查資料就被遺失，待規(guī)劃滾動(dòng)時(shí)，需重新進(jìn)行調(diào)查。有些城市，雖進(jìn)行了大規(guī)模的綜合交通調(diào)查，但在規(guī)劃時(shí)，僅少量調(diào)查結(jié)果被應(yīng)用，大部分被浪費(fèi)。總體來說，目前我國(guó)的交通調(diào)查資料利用率很低。
⑧交通信息采集手段落后。我國(guó)目前城市交通信息的采集基本上還是用比較原始的人工方法，自動(dòng)化程度很低。如交通流量、車速等信息的采集基本上還是用記數(shù)法，現(xiàn)代化的交通檢測(cè)手段沒有被普及；居民出行調(diào)查常采用家訪法；土地利用、人口分布等信息用原始的圖上量面積方法，掃瞄儀等現(xiàn)代化設(shè)備沒有被廣泛應(yīng)用。
(2)GIS在城市交通信息系統(tǒng)中應(yīng)用
GIS(GeographiclnformationSystem)是一種基于計(jì)算機(jī)軟硬件支持的空間和空間屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的地理信息系統(tǒng)，由于它的綜合功能、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及在決策中的綜合效能，最近十多年得到了迅猛發(fā)展。特別是近幾十年計(jì)算機(jī)軟硬件價(jià)格下降及技術(shù)的進(jìn)步，GIS在城市的規(guī)劃建設(shè)和管理部門迅速推廣應(yīng)用，取得了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，GIS同樣也能成為城市交通規(guī)劃、建設(shè)及城市交通管理的有力工具。
GIS是利用計(jì)算機(jī)軟硬件的支持，對(duì)數(shù)據(jù)和信息(包括圖紙和表格)按地理坐標(biāo)和空間位置進(jìn)行收集、輸入、存貯、編輯、查詢、檢索、顯示和管理，以及對(duì)這些信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的綜合技術(shù)。GIS一般包括四個(gè)子系統(tǒng)：①數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)。借助于一定的技術(shù)手段，如數(shù)字化儀、掃描儀等將圖片數(shù)字化，或通過實(shí)地測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)以及空間物體的屬性數(shù)據(jù)按一定的格式輸入計(jì)算機(jī)，建立相關(guān)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)。②數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。把空間數(shù)據(jù)以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式組織、分類、整理、運(yùn)算，并進(jìn)行綜合管理，為用戶相應(yīng)的操作、分析、顯示等的空間和非空間的查詢進(jìn)行快速檢索服務(wù)。⑧數(shù)據(jù)輸出或顯示子系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)終端輸出全部或選擇性的部分?jǐn)?shù)據(jù)或圖形信息，為用戶提供直觀的圖象和圖形。④空間分析子系統(tǒng)。對(duì)這種空間信息根據(jù)用戶咨詢目的進(jìn)行空間分析，建立空間事物的綜合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模擬及預(yù)測(cè)。
考察GIS的功能可以實(shí)現(xiàn)：利用GIS進(jìn)行城市交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理，能大大提高工作效率及成果水平，尤其是對(duì)城市交通規(guī)劃。因?yàn)槌鞘薪煌ㄒ?guī)劃所要處理、分析的數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)字模型復(fù)雜、規(guī)劃成果或分析結(jié)果的表示要求多樣化，利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)懾人功能、數(shù)據(jù)管理功能、圖形顯示功能及空間分析功能，能使上述問題變得十分容易。可以說，GIS是進(jìn)行城市交通規(guī)劃的最有利的輔助工具，在我國(guó)當(dāng)前大規(guī)模的城市交通規(guī)劃建設(shè)時(shí)期，在城市交通規(guī)劃中推廣應(yīng)用GIS，更具有特別重要的意義，必將產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
GIS的發(fā)展已有30年的歷史，但其突破性的進(jìn)展是在計(jì)算機(jī)高度發(fā)達(dá)后的80年代末期，并已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。GIS在交通工程中的應(yīng)用始于80年代，交通工程GIS系統(tǒng)的特殊性在于依靠宏觀的GIS地理信息系統(tǒng)的一切環(huán)境外，還必須具有交通工程特有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以及處理一般交通工程問題的能力，如交通需求預(yù)測(cè)、車流路徑選擇、道路通行能力分析、交通質(zhì)量評(píng)價(jià)、交叉口交通信號(hào)配時(shí)及延誤、排隊(duì)分析等。
交通工程GIS發(fā)展最快的是美國(guó)，近幾年來已有上百個(gè)交通工程GIS軟件問世，由美國(guó)凱力浦(Caliper)公司開發(fā)的TransCAD交通工程GIS軟件系統(tǒng)，可以說明是GIS在交通工程應(yīng)用的一大突破，并且由于其使用方便、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。利用TransCAD進(jìn)行紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)綜合交通規(guī)劃、管理就是GIS在交通工程中應(yīng)用的一個(gè)成功的例子。
我國(guó)GIS的技術(shù)開發(fā)和研究起步較晚。1987年由國(guó)家計(jì)委和中國(guó)科學(xué)院建立的資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)志著我國(guó)GIS研究的開始。1988年結(jié)合世界銀行貸款的三個(gè)中等城市(洛陽(yáng)、沙市和常州)的城市建設(shè)項(xiàng)目建立城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，標(biāo)志著我國(guó)城市地理信息系統(tǒng)開發(fā)的開始。但GIS在城市交通規(guī)劃及交通工程方面的應(yīng)用，在我國(guó)幾乎還是空白。
(3)用于現(xiàn)代化交通管理的城市交通信息系統(tǒng)
城市交通信息系統(tǒng)不僅在城市交通規(guī)劃、建設(shè)中起著十分重要的作用，它同樣是進(jìn)行城市交通現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)，倍受西方發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。在這些國(guó)家，城市交通工程建設(shè)已進(jìn)入現(xiàn)代化的交通管理階段，其主要工作為兩個(gè)方面：①城市交通需求管理(TDM)。通過交通需求的管理，減少不必要的出行量，降低道路交通負(fù)荷以緩解交通狀況。②城市交通系統(tǒng)管理(TSM)。通過交通系統(tǒng)管理，提高現(xiàn)有交通設(shè)施的運(yùn)輸能力及運(yùn)輸效率，以緩解交通緊張狀況。而進(jìn)行交通需求管理及交通系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)，都是城市交通信息(特別是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)交通流信息)的獲取與傳遞。發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視城市交通信息系統(tǒng)，投入了大量的財(cái)力、物力、人力進(jìn)行研究與開發(fā)。如歐共體12國(guó)正在研制的基于衛(wèi)星通訊的現(xiàn)代化智能車一路一運(yùn)輸環(huán)境系統(tǒng)DRIVE研究計(jì)劃中，就投入了大量的資金對(duì)交通信息系統(tǒng)進(jìn)行研究。，在研究經(jīng)費(fèi)達(dá)1億歐洲貨幣單位的DRIVE計(jì)劃一期工程中，有近1／3的研究項(xiàng)目為道路交通信息RTI(Road Traffic lnformation)的研制與開發(fā)，包括道路交通信息的獲取、傳送、管理及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建立。研究經(jīng)費(fèi)達(dá)4億歐洲貨幣單位的DRIVE計(jì)劃二期工程，其研究主題就是現(xiàn)代化交通信息系統(tǒng)(DRIVE Ⅱ：ATT—The Advanced Transport Telematics)。研究計(jì)劃包括了交通需求管理信息系統(tǒng)、旅行交通信息系統(tǒng)、集成化城市交通管理信息系統(tǒng)、集成化城際交通管理信息系統(tǒng)、駕駛員救援與合作駕駛信息系統(tǒng)、貨運(yùn)與車隊(duì)管理信息系統(tǒng)及公共交通管理信息系統(tǒng)的建立、信息采集技術(shù)、傳送技術(shù)及硬件設(shè)備開發(fā)。
我國(guó)目前處于大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)是我國(guó)當(dāng)前的當(dāng)務(wù)之急，但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，我國(guó)部分沿海城市將率先進(jìn)入現(xiàn)代化行列，城市現(xiàn)代化交通管理技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)盡早開展。我國(guó)目前對(duì)在城市現(xiàn)代化交通管理中起基礎(chǔ)作用的交通管理信息系統(tǒng)尚未開展研究，應(yīng)引起有關(guān)部門的重視。
2．城市交通信息系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)
適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前大規(guī)模城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求，要統(tǒng)一城市交通規(guī)劃的交通調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)，建立全國(guó)性交通調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，供未進(jìn)行過大規(guī)模交通調(diào)查的城市在進(jìn)行交通規(guī)劃時(shí)類比、參考。同時(shí)，要建立標(biāo)準(zhǔn)化的城市交通規(guī)劃GIS系統(tǒng)，積極在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用，并開展現(xiàn)代化城市交通管理信息系統(tǒng)的研制，爭(zhēng)取達(dá)到國(guó)際80年代初同行業(yè)的先進(jìn)水平。
3．城市交通信息系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容
(1)規(guī)范化城市交通調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查技術(shù)、調(diào)查方法研究
研究城市交通規(guī)劃的規(guī)范化調(diào)查項(xiàng)目、調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查方法及調(diào)查技術(shù)；研究不同層次規(guī)劃(遠(yuǎn)景城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、中長(zhǎng)期城市綜合交通規(guī)劃、近期城市交通治理規(guī)劃、城市交通滾動(dòng)規(guī)劃)的調(diào)查內(nèi)容及調(diào)查方法；建立規(guī)范化交通調(diào)查指南。
(2)城市交通規(guī)劃信息數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開發(fā)
開發(fā)城市交通規(guī)劃信息數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，收集國(guó)內(nèi)已調(diào)查的城市交通信息資料，按城市性質(zhì)、區(qū)域規(guī)模、人口規(guī)模等建立數(shù)據(jù)庫(kù)，研究城市交通規(guī)劃信息數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)及更新技術(shù)。
(3)出行特征參數(shù)與城市性質(zhì)、規(guī)模相關(guān)關(guān)系研究
廣泛收集國(guó)內(nèi)的城市交通調(diào)查資料，研究并建立居民出行特征參數(shù)(如居民平均日出行次數(shù)、各目的出行次數(shù)、交通方式比例)、車輛出行特征參數(shù)(如車輛平均日出行次數(shù)、平均出行距離)等與城市性質(zhì)、城市規(guī)模的相關(guān)關(guān)系，供同類城市進(jìn)行交通規(guī)劃或規(guī)劃滾動(dòng)作類比、參考。
(4)適合中國(guó)國(guó)情的城市交通工程GIS系統(tǒng)開發(fā)
開發(fā)適合于我國(guó)城市交通工程的基本GIS系統(tǒng)，加強(qiáng)交通工程所特有的交通數(shù)據(jù)獲取功能，增加交通分析功能(如網(wǎng)絡(luò)分析功能、交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能、交通需求預(yù)測(cè)功能、道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃功能、公共交通線網(wǎng)規(guī)劃功能)，建立交通工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(如各種圖示圖例、道路規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)、交通信號(hào)燈標(biāo)準(zhǔn)、交通狀況標(biāo)準(zhǔn)等)；研究已有的交通工程標(biāo)準(zhǔn)軟件與GIS的接口技術(shù)或轉(zhuǎn)換技術(shù)。
(5)現(xiàn)化城市交通信息系統(tǒng)
研究以城市交通系統(tǒng)管理(TSM)及城市交通需求管理(TDM)象的現(xiàn)代城市交通信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容，研究靜態(tài)交通設(shè)施信息、為主要服務(wù)對(duì)動(dòng)態(tài)交通流信
息、車輛與居民出行需求信息、公共交通線路運(yùn)行信息、交通事故信息等系統(tǒng)的集成技術(shù)，以及線路誘導(dǎo)系統(tǒng)、城市交通管理系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)的集成技術(shù)。
三、城市交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)
城市交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)有二個(gè)預(yù)測(cè)內(nèi)容：①城市交通需求預(yù)測(cè)，包括城市客貨運(yùn)量、車輛、行人的發(fā)生、分布、流量分配等宏觀預(yù)測(cè)；②城市交通特征指標(biāo)預(yù)測(cè)，包括交通量時(shí)空分布規(guī)律、道路容量、交通量、車速，交叉口排隊(duì)、延誤，交通事故等微觀預(yù)測(cè)，它們都是進(jìn)行城市交通規(guī)劃、建設(shè)、管理與控制的基礎(chǔ)，前者主要為城市交通規(guī)劃、建設(shè)服務(wù)，后者主要為城市交通管理、控制服務(wù)。
1．城市交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀
(1)城市交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)
城市交通需求預(yù)測(cè)(或城市交通需求分析)是城市交通規(guī)劃的主體部分，其目標(biāo)是通過對(duì)現(xiàn)狀交通需求與現(xiàn)狀城市土地利用之間的相關(guān)關(guān)系分析，根據(jù)未來土地利用規(guī)劃預(yù)測(cè)未來各類交通需求的發(fā)生、分布及其在城市交通基礎(chǔ)設(shè)施上的分配，為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的布局規(guī)劃及規(guī)模設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在50年代為了滿足城市交通規(guī)劃建設(shè)的需求，開始研究城市交通需求預(yù)測(cè)模型，至70年代已基本形成了很有代表性的“四階段”城市交通需求預(yù)測(cè)模式，即交通需求預(yù)測(cè)分四個(gè)階段：①出行發(fā)生預(yù)測(cè)，代表性預(yù)測(cè)模型有單位產(chǎn)生率法及交叉分類法；②出行分布預(yù)測(cè)，代表性預(yù)測(cè)模型有增長(zhǎng)率法及重力模型法；③出行方式劃分預(yù)測(cè)，代表性預(yù)測(cè)模型有轉(zhuǎn)移曲線法及費(fèi)用函數(shù)法；④出行分配預(yù)測(cè)，代表性預(yù)測(cè)模型有最短路交通分配法、概率多路徑分配法。“四階段”交通需求預(yù)測(cè)模式，在國(guó)際上一直占交通需求分析的主導(dǎo)地位，在當(dāng)時(shí)歐美各國(guó)的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)中起了極其重要的作用。70年代以后，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的大規(guī)模城市建設(shè)已基本完成，交通工程重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)移到城市交通的管理與控制，除了出行分配預(yù)測(cè)模型由于在交通管理中得到廣泛應(yīng)用而得到進(jìn)一步研究外，對(duì)其他預(yù)測(cè)模型的研究漸漸受到冷落。
我國(guó)對(duì)城市交通規(guī)劃及交通需求預(yù)測(cè)的研究起步較晚，80年代才開始較大規(guī)模的城市交通規(guī)劃工作，十年來，已有約20個(gè)城市進(jìn)行了較系統(tǒng)的綜合城市交通規(guī)劃。在我國(guó)城市交通規(guī)劃界，研究活動(dòng)最活躍的有三支研究隊(duì)伍：東南大學(xué)運(yùn)輸工程研究所、中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院城市交通研究所及同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程研究所。他們?cè)诟髯猿薪拥某鞘芯C合交通規(guī)劃實(shí)踐中，已摸索出了一套符合中國(guó)國(guó)情的城市交通規(guī)劃方法及城市交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)，在當(dāng)前我國(guó)的大規(guī)模城市交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)中，起了很大的作用。
總體來說，我國(guó)目前的城市交通規(guī)劃方法及交通需求預(yù)測(cè)方法，仍沒有跳出“四階段”模式，盡管根據(jù)我國(guó)實(shí)際交通狀況對(duì)各階段預(yù)測(cè)模型作了很大改進(jìn)，但在整體運(yùn)用上仍存在著許多不足，有待于進(jìn)一步的完善。
1)“四階段”模式并不完全符合我國(guó)當(dāng)前城市交通發(fā)展?fàn)顩r。“四階段”城市交通規(guī)劃、預(yù)測(cè)模式的特點(diǎn)是以現(xiàn)狀分析為基礎(chǔ)進(jìn)行模型參數(shù)標(biāo)定并預(yù)測(cè)未來的交通需求，這種預(yù)測(cè)方法對(duì)已具規(guī)模的城市，特別是發(fā)展已趨于穩(wěn)定的城市十分有效，因而在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的城市交通規(guī)劃滾動(dòng)中被廣泛采用。我國(guó)目前屬于發(fā)展中國(guó)家，城市化進(jìn)程發(fā)展很快，絕大部分城市處于開發(fā)時(shí)期，城市的遠(yuǎn)期規(guī)模及布局與現(xiàn)狀相差很大，完全套用“四階段”模式必然會(huì)造成預(yù)測(cè)的偏差及規(guī)劃的失誤。
2)我國(guó)尚未形成規(guī)范化的城市交通預(yù)測(cè)及規(guī)劃系統(tǒng)。城市交通預(yù)測(cè)及規(guī)劃以城市規(guī)劃為前提，城市規(guī)劃的各項(xiàng)控制參數(shù)及用地指標(biāo)是城市交通預(yù)測(cè)及規(guī)劃的依據(jù)。城市交通規(guī)劃及城市規(guī)劃均有不同的層次。城市交通規(guī)劃一般可分為城市交通發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、城市綜合交通規(guī)劃、城市交通近期治理規(guī)劃及城市交通滾動(dòng)規(guī)劃等幾個(gè)層次，城市規(guī)劃也可分為城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(綱要)、城市總體規(guī)劃、城市分區(qū)規(guī)劃等。不同層次的交通規(guī)劃對(duì)規(guī)劃的內(nèi)容、預(yù)測(cè)的深度、精度要求不一樣，對(duì)作為前提條件的城市規(guī)劃資料的要求也不一樣。目前，我國(guó)還沒有形成城市規(guī)劃一交通預(yù)測(cè)一城市交通規(guī)劃協(xié)調(diào)系統(tǒng)。一方面，城市交通規(guī)劃與城市規(guī)劃不協(xié)調(diào)。某些城市在進(jìn)行詳細(xì)的城市綜合交通規(guī)劃時(shí)，僅用城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃為依據(jù)，盡管進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的交通需求預(yù)測(cè)，但由于預(yù)測(cè)基礎(chǔ)比較薄弱，預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度很低。而有些城市在進(jìn)行綱要性的城市交通發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃時(shí)，以詳細(xì)的城市分區(qū)規(guī)劃資料作為基礎(chǔ)，進(jìn)行相當(dāng)復(fù)雜的交通需求預(yù)測(cè)，以此為基礎(chǔ)的城市交通發(fā)展規(guī)劃有“頭重腳輕”之感。城市交通規(guī)劃，城市交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)及作為基本依據(jù)的城市規(guī)劃之間尚未形成一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。另一方面，國(guó)內(nèi)多數(shù)城市的城市交通規(guī)劃與城市規(guī)劃分別進(jìn)行，很少真正形成城市交通規(guī)劃對(duì)城市規(guī)劃的反饋?zhàn)饔茫行┏鞘械慕煌ㄒ?guī)劃只起到了根據(jù)城市總體規(guī)劃(或分區(qū)規(guī)劃)中的土地利用布局規(guī)劃，進(jìn)行交通需求預(yù)測(cè)，對(duì)城市規(guī)劃提出的道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通質(zhì)量評(píng)價(jià)而已，沒有真正起到城市交通的規(guī)劃作用及對(duì)城市規(guī)劃(特別是土地利用布局、城市發(fā)展方向)的反饋?zhàn)饔谩?BR> 3)專項(xiàng)預(yù)測(cè)技術(shù)未成熟。為了吸引外資，加速城市的開發(fā)過程．城市政府部門往往在進(jìn)行城市規(guī)劃時(shí)撥出部分土地作為開發(fā)區(qū)，供外商投資開發(fā)，有些城市的開發(fā)區(qū)達(dá)整個(gè)城市發(fā)展區(qū)域面積的10％左右，開發(fā)區(qū)的土地利用性質(zhì)在城市規(guī)劃中往往沒有規(guī)定，如何科學(xué)地預(yù)測(cè)開發(fā)區(qū)的交通需求，目前仍未解決。隨著“改革、開放”的深入，城市流動(dòng)人口增長(zhǎng)很快，部分城市的流動(dòng)人口已超過常住人口的25％，流動(dòng)人口產(chǎn)生的交通需求在總交通需求所占的比例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此數(shù)。但目前尚無科學(xué)預(yù)測(cè)城市流動(dòng)人口總量、出行分布規(guī)律的方法。最近幾年，大運(yùn)量軌道交通(地鐵及輕軌)作為緩解城市客運(yùn)交通緊張狀況的有效手段倍受重視，但目前尚無公認(rèn)的大運(yùn)量軌道交通線路客流預(yù)測(cè)方法，一些城市在進(jìn)行地鐵或輕軌線路的可行性論證時(shí)，往往根據(jù)軌道交通線路的立項(xiàng)要求進(jìn)行框算．并未真正做到交通需求預(yù)測(cè)。因此，各專項(xiàng)預(yù)測(cè)技術(shù)有待于進(jìn)一步完善。
(2)城市交通運(yùn)行特征預(yù)測(cè)技術(shù)
城市交通運(yùn)行特征指標(biāo)道路交通量及其時(shí)空分布、車速、交叉口排隊(duì)和延誤等，它們是交通設(shè)計(jì)中設(shè)施規(guī)模的確定、交通規(guī)劃中路網(wǎng)方案的評(píng)價(jià)、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據(jù)，尤其在現(xiàn)代城市交通管理中特別重要。
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家比較重視城市交通特征指標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)的研究，特別是這些國(guó)家的交通工程建設(shè)進(jìn)入現(xiàn)代化城市交通管理與控制階段后，已基本形成了較成熟的預(yù)測(cè)技術(shù)。如進(jìn)行道路、交叉口流量預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)連續(xù)式交通分配技術(shù)，已經(jīng)能模擬一天交通需求的變化以及高峰小時(shí)期間車流擁擠在鄰近交叉口之間的互動(dòng)影u向，在城市交通控制、線路誘導(dǎo)及交通規(guī)劃中廣泛應(yīng)用。交叉口排隊(duì)及延誤預(yù)測(cè)的實(shí)變排隊(duì)模型及同軸轉(zhuǎn)換技術(shù)，能模擬一天不同交通需求下的排隊(duì)及延誤形成與消散的動(dòng)態(tài)過程，被廣泛用于交通控制及線路誘導(dǎo)系統(tǒng)。這些國(guó)家在通行能力的分析、行駛時(shí)間預(yù)測(cè)(車速與交通負(fù)荷相關(guān)關(guān)系)、交通事故預(yù)測(cè)等技術(shù)也有較多的研究。
我國(guó)對(duì)城市交通特征指標(biāo)預(yù)測(cè)方法的研究不多，通常借鑒國(guó)外的模型，但由于我國(guó)交通狀況的特殊性，照搬國(guó)外模型有許多不足。①國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的交通流中，小汽車流為主體，小汽車占90％以上，國(guó)外的交通特征預(yù)測(cè)模型以小汽車流為基本車流，不完全適合于我國(guó)的多車種交通流。②我國(guó)的道路交通基本上為機(jī)非混行， 自行車對(duì)機(jī)動(dòng)車的行駛特性有很大影響，國(guó)外的預(yù)測(cè)模型不能考慮這一狀況。因此，有必要提出一套適合我國(guó)交通特點(diǎn)的交通特征指標(biāo)預(yù)測(cè)、分析技術(shù)。
2．城市交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)
在已有研究成果及眾多城市交通規(guī)劃實(shí)踐的基礎(chǔ)上，分析、研究我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下城市經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)及城市交通需求發(fā)展規(guī)律，建立適合我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的城市交通需求預(yù)測(cè)理論體系，及城市規(guī)劃一城市交通規(guī)劃一交通需求預(yù)測(cè)配套技術(shù)。開展城市交通特征指標(biāo)預(yù)測(cè)的研究，為最終形成現(xiàn)代化城市交通管理系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
3．城市交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容
(1)規(guī)范化城市交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)研究
研究常規(guī)的“四階段”交通需求預(yù)測(cè)模式在我國(guó)的適用范圍，研究在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的城市交通需求發(fā)生、吸引、分布規(guī)律及其預(yù)測(cè)模型，研究在機(jī)非混合交通條件下的城市交通網(wǎng)絡(luò)交通分配理論、動(dòng)態(tài)連續(xù)式城市交通需求網(wǎng)絡(luò)分配方法及其在大規(guī)模交通網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)現(xiàn)問題。
(2)城市規(guī)劃與城市交通規(guī)劃協(xié)調(diào)預(yù)測(cè)技術(shù)研究
研究城市交通需求與城市土地利用之間的相關(guān)關(guān)系，不同層次城市交通規(guī)劃所需的規(guī)范化城市發(fā)展基本指標(biāo)及其與不同層次城市規(guī)劃的對(duì)應(yīng)關(guān)系。建立使城市交通規(guī)劃真正能對(duì)城市規(guī)劃起反饋?zhàn)饔玫某鞘幸?guī)劃一交通需求預(yù)測(cè)一城市交通規(guī)劃一城市規(guī)劃一體化的規(guī)范化預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
(3)城市交通規(guī)劃專項(xiàng)預(yù)測(cè)技術(shù)研究
研究在“改革、開放”新形勢(shì)下所出現(xiàn)交通問題的專項(xiàng)預(yù)測(cè)技術(shù)。如城市流動(dòng)人員的總量、出行特征及其分布預(yù)測(cè)技術(shù)，城市開發(fā)區(qū)交通需求預(yù)測(cè)技術(shù)，地鐵、輕軌線路的客流吸引范圍、線路客流分布預(yù)測(cè)技術(shù)，地鐵、輕軌線路與地面公共交通系統(tǒng)的客流換乘預(yù)測(cè)技術(shù)等。
(4)城市交通技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法研究
研究城市交通規(guī)劃方案或大型城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法。
(5)城市交通運(yùn)行特征預(yù)測(cè)技術(shù)研究
研究在我國(guó)混合交通條件下，適用于城市交通規(guī)劃與城市交通管理的城市交通運(yùn)行特征指標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)，包括城市道路、交叉口通行能力分析技術(shù)，道路交通量、車速及交叉口排隊(duì)、延誤預(yù)測(cè)技術(shù)，道路交通路阻函數(shù)、交通事故、交通污染預(yù)測(cè)技術(shù)等的開發(fā)。
四、城市交通應(yīng)用軟件系統(tǒng)
城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理均需要進(jìn)行大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)分析，城市規(guī)模越大，城市現(xiàn)代化程度越高，交通系統(tǒng)分析的復(fù)雜程度也越大。一般來說，城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理均需要有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)支持，否則其結(jié)果很難能想象是科學(xué)合理的。城市交通應(yīng)用軟件通常有三個(gè)方面：①城市交通規(guī)劃系統(tǒng)軟件；②城市交通管理系統(tǒng)軟件；⑧城市交通工程設(shè)計(jì)專項(xiàng)軟件。
1．城市交通應(yīng)用軟件系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀
(1)城市交通規(guī)劃系統(tǒng)軟件
城市交通規(guī)劃過程中，需對(duì)大量的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，需進(jìn)行高階矩陣的運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)搜索及圖象處理，沒有計(jì)算機(jī)作為分析工具是很難進(jìn)行大中城市的綜合交通規(guī)劃的。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視計(jì)算機(jī)、繪圖儀、掃描儀等高科技產(chǎn)品在交通規(guī)劃中的應(yīng)用及其相應(yīng)系統(tǒng)軟件的開發(fā)。70年代以來，已有一大批交通規(guī)劃軟件投入應(yīng)用，在交通規(guī)劃中起了重要的作用。代表性的應(yīng)用軟件系統(tǒng)有：①美國(guó)開發(fā)的UTPS、MINUTP、TRANPLAN，其系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)分析、模型使用(“四階段”預(yù)測(cè)模型)、矩陣運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)加載、圖形顯示等模塊組成，通過控制文件組合各模塊完成所需功能。②加拿大蒙特利爾大學(xué)開發(fā)的EMME／2均衡模型數(shù)學(xué)軟件包，該系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)分析、矩陣運(yùn)算、函數(shù)計(jì)算為三大公用模塊，它可以為各種交通模型(如交叉分類出行產(chǎn)生模型、熵模型、重力分布模型、轉(zhuǎn)移曲線或概率出行方式劃分模型等)提供支持，并且各模塊為用戶預(yù)留使用域。⑧英國(guó)MVA公司開發(fā)的TRIPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了具有TRANPLAN系統(tǒng)的功能外，還能進(jìn)行公共交通線網(wǎng)優(yōu)化，特殊線路交通分析，O—D矩陣反推及實(shí)時(shí)更新等功能，并有良好的界面及圖形輸出功能。④美國(guó)凱力浦公司開發(fā)的TransCAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)是建立在GIS基礎(chǔ)上的城市交通規(guī)劃及交通管理系統(tǒng)軟件，具備常規(guī)的交通規(guī)劃功能，并留有與其他專用軟件的接口，用戶可自編專門要求的軟件在TransCAD系統(tǒng)下運(yùn)行。
我國(guó)在近十多年的城市交通規(guī)劃實(shí)踐中，一方面積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的城市交通規(guī)劃系統(tǒng)軟件，另一方面，根據(jù)我國(guó)的交通特點(diǎn)開發(fā)適合中國(guó)國(guó)情的規(guī)劃軟件，并已有較成熟的軟件應(yīng)用于我國(guó)的交通規(guī)劃實(shí)踐。如東南大學(xué)開發(fā)的STATRAM軟件系統(tǒng)是在與英國(guó)南安普頓大學(xué)聯(lián)合研制的標(biāo)準(zhǔn)化交通分配與評(píng)價(jià)軟件(STA—TRAM—Standard Traffic Assignment and Assessment Model)基礎(chǔ)擴(kuò)展而成的城市交通規(guī)劃系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)由三大部分組成：①數(shù)據(jù)輸入及文件建立模塊。包括基本數(shù)據(jù)輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入及調(diào)整、數(shù)據(jù)文件建立、查詢及查錯(cuò)處理功能。②交通需求預(yù)測(cè)及規(guī)劃模塊。包括出行發(fā)生、吸引、分布、方式劃分、交通分配的可供選擇的多種模型、公共交通分析、交通質(zhì)量分析、交叉口流量推算、建設(shè)項(xiàng)目?jī)?yōu)先排序等功能。⑧成果輸出模塊。包括文表輸出、屏幕圖形輸出、繪圖儀圖紙輸出等功能。各功能通過控制文件實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)近十個(gè)城市的交通規(guī)劃中應(yīng)用。除東南大學(xué)外，中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、同濟(jì)大學(xué)、上海機(jī)械學(xué)院等也開發(fā)了不少應(yīng)用軟件，并在各自承接的城市交通規(guī)劃實(shí)踐中應(yīng)用。
盡管國(guó)內(nèi)已有不少單位開發(fā)了城市交通規(guī)劃軟件，但總體來說，有很多不足。首先，國(guó)內(nèi)城市交通規(guī)劃軟件的開發(fā)，多為低層次的重復(fù)， 目前國(guó)內(nèi)很少有高層次的規(guī)劃軟件問世，絕大部分軟件層次很低，許多單位在進(jìn)行的都是相同內(nèi)容的重復(fù)開發(fā)工作。其次，國(guó)內(nèi)的規(guī)劃軟件系統(tǒng)不規(guī)范化，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大部分軟件功能不全，深度不夠，很難在交通規(guī)劃實(shí)踐中推廣應(yīng)用。
(2)城市交通管理系統(tǒng)軟件
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在基本完成了城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以后，城市交通需求的繼續(xù)增長(zhǎng)，使得交通問題依然存在，這些國(guó)家把注意力集中在城市交通的現(xiàn)代化管理以提高城市交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸效率上。城市交通的現(xiàn)代化管理包括城市交通區(qū)域控制系統(tǒng)、線路誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能化車路系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的行動(dòng)均以相應(yīng)的支持軟件系統(tǒng)為基礎(chǔ)。
發(fā)達(dá)國(guó)家比較重視城市交通管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)。英國(guó)道路運(yùn)輸研究所(TRRL)早在60年代末就開始研制城市交通的區(qū)域信號(hào)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)配時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)控制程序TRANSYT(Traffic Network StudyT001)，不久就被廣泛應(yīng)用，70年代TRRL又研制出第二代的區(qū)域交通信號(hào)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)SCOOT(SplitCycle OffsetOptimizationTechnique)，并取代了TRANSYT被廣泛應(yīng)用，其他不少國(guó)家也研制了不少城市交通區(qū)域控制軟件，如澳大利亞研制的SCATS(SydneyCo—ordinated AdaptiveTraffic System)系統(tǒng)就是較成功的一例。進(jìn)入80年代后，發(fā)達(dá)國(guó)家除了在城市內(nèi)繼續(xù)推廣區(qū)域交通控制系統(tǒng)的實(shí)施外，把更多的注意力集中到能產(chǎn)生更高運(yùn)輸效率的線路誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)的開發(fā)及與已有城市區(qū)域交通控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。如歐共體正在進(jìn)行中的DRIVE研究計(jì)劃，美國(guó)、日本、加拿大正在研制中的智能化車路系統(tǒng)IVHS，都以信息傳輸、線路誘導(dǎo)、衛(wèi)星導(dǎo)航、智能控制等為主要研制內(nèi)容，而相應(yīng)的控制軟件開發(fā)是核心部分。
我國(guó)城市交通管理的起步較晚，直到70年代末才在全國(guó)主要城市普及單點(diǎn)定周期交通信號(hào)機(jī)。80年代后期，國(guó)內(nèi)許多城市相繼從國(guó)外引進(jìn)了一些區(qū)域交通控制系統(tǒng)，如北京引進(jìn)了TRANSYT—7F和SCOOT，上海引進(jìn)了SCATS，這些系統(tǒng)都是在國(guó)外現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)城市交通的具體情況適當(dāng)加以改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的。為了加速城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，有關(guān)部門在引進(jìn)、吸收、消化的基礎(chǔ)上，于1986年開始在南京合作開發(fā)第一套國(guó)產(chǎn)信號(hào)控制系統(tǒng)，并于1991年在南京主城區(qū)安裝，通過了調(diào)試。
總體來說，我國(guó)城市交通管理手段比較落后，相關(guān)軟件開發(fā)很少，雖然已開展了城市區(qū)域交通控制方面的研究與開發(fā)，但在現(xiàn)代化交通管理的誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)方面的研究與開發(fā)幾乎是空白。
(3)城市交通工程設(shè)計(jì)專項(xiàng)軟件
城市交通工程設(shè)計(jì)專項(xiàng)軟件指解決某——類型交通工程設(shè)施設(shè)計(jì)或交通分析的應(yīng)用軟件。國(guó)外這方面的軟件很多，如美國(guó)專門用于各類道路通行能力分析的HCM軟件系統(tǒng)，英國(guó)用于道路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的SATURN、TRAFFIQ軟件及信號(hào)交叉口配時(shí)設(shè)計(jì)的OSCADY軟件等。我國(guó)在這方面開發(fā)很少，成熟的軟件更不多。
2．城市交通應(yīng)用軟件系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)
在引進(jìn)、開發(fā)及國(guó)內(nèi)眾多城市交通規(guī)劃實(shí)踐的基礎(chǔ)上，研制適合中國(guó)國(guó)情的系統(tǒng)性、可操作性很強(qiáng)的城市交通規(guī)劃CAD系統(tǒng)及GIS系統(tǒng)，軟件水平達(dá)到同類行業(yè)80年代國(guó)際先進(jìn)水平，為各城市編制交通規(guī)劃提供靈活、方便的系統(tǒng)支持。要研制適合我國(guó)混合交通特點(diǎn)的實(shí)用型城市交通系統(tǒng)管理及交通需求管理體系及系統(tǒng)軟件，區(qū)域交通信號(hào)控制軟件設(shè)計(jì)達(dá)80年代國(guó)際先進(jìn)水平。要跟蹤國(guó)際交通工程發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)智能化交通系統(tǒng)開展基礎(chǔ)性研究及基礎(chǔ)軟件開發(fā)。
3．城市交通應(yīng)用軟件系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容
(1)標(biāo)準(zhǔn)化城市交通規(guī)劃CAD系統(tǒng)開發(fā)
參考國(guó)外先進(jìn)的城市交通規(guī)劃軟件的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)國(guó)內(nèi)已有規(guī)劃軟件進(jìn)行篩選，選擇一種較完善的規(guī)劃軟件，在此基礎(chǔ)上研制、開發(fā)適合于不同層次交通規(guī)劃的CAD系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)輸入與處理模塊、交通需求(文表打印、圖象顯示及圖形繪制)。開發(fā)形成城市規(guī)劃一交通需求預(yù)測(cè)一城市交通規(guī)劃一城市規(guī)劃相互作用機(jī)理的新一代城市交通規(guī)劃系統(tǒng)軟件。
(2)規(guī)范化城市交通規(guī)劃GIS系統(tǒng)開發(fā)
研制、開發(fā)適合中國(guó)混合交通特點(diǎn)的城市交通規(guī)劃GIS基礎(chǔ)系統(tǒng)；開發(fā)GIS下的城市交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的空間表示和分析功能，局部圖形和數(shù)據(jù)雙向查詢、檢索功能，建立城市交通的專用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)GIS下的交通規(guī)劃專項(xiàng)功能(如交通預(yù)測(cè)功能、網(wǎng)絡(luò)分析功能、交通質(zhì)量評(píng)估功能等)，研制交通規(guī)劃GIS的圖形及數(shù)據(jù)庫(kù)與其他GIS系統(tǒng)(如國(guó)土規(guī)劃GIS，城市信息系統(tǒng)UGIS)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)共享與轉(zhuǎn)換技術(shù)。
(3)適合我國(guó)交通特點(diǎn)的區(qū)域交通控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
目前國(guó)際上已有的控制軟件分兩大類，以TRANSYT為代表的定時(shí)控制軟件系統(tǒng)及以SCATS、SCOOT為代表的實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制軟件系統(tǒng)。但這些軟件系統(tǒng)往往不能適應(yīng)我國(guó)的混合交通特點(diǎn)，尤其是對(duì)自行車交通的控制效果不佳。在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)不僅能對(duì)機(jī)動(dòng)車，而且也能對(duì)自行車進(jìn)行控制的新型控制模型及交通控制軟件系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
(4)城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能化交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件開發(fā)跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，開展城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能化交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究及基礎(chǔ)軟件開發(fā)，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化城市交通管理的發(fā)展。
(5)城市交通工程設(shè)計(jì)專項(xiàng)軟件開發(fā)研制、開發(fā)主要城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)施系統(tǒng)軟件或交通影響分析系統(tǒng)軟件，如立體交叉口設(shè)計(jì)CAD，地鐵、輕軌線路客流分析、預(yù)測(cè)CAD，公共交通線路規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD，大型公共建筑交通影響分析CAD等。

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