交通运输工程 第1章绪论.ppt

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1、第1章 绪论,【教学目标】掌握交通运输工程的基本概念了解交通运输的历史及发展趋势,第1章 绪论,1.1交通运输工程学的基本概念1.2交通运输系统的构成1.3交通运输业的综合评价 1.4 交通运输的发展史,交通运输业,国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门。交通运输业本身并不直接产出新的产品，而是把货物和旅客从一个地点转移到另一个地点；把社会生产、分配、交换与消费各个环节有机地联系起来，是保证社会经济活动得以正常进行和发展的前提条件，在整个社会机制中起着纽带作用。,1.1交通运输工程学的基本概念,1.1.1交通运输系统的性质以及交通运输的生产特点1.1.2交通运输在国民经济中的地位和作用 1

2、.1.3交通运输工程学的研究对象,1.1.1交通运输系统的性质以及交通运输的生产特点,1交通运输系统的性质（1）交通运输系统对于国民经济系统具有基础性（2）交通运输系统对于空间、地域与时间具有较强的依附性，即具有不可挪动性。（3）交通运输系统对社会和经济系统的贡献具有间接性和隐蔽性。（4）交通运输系统内部各种运输方式在一定程度上具有可替代性。,1.1.1交通运输系统的性质以及交通运输的生产特点,2交通运输业的生产特点（1）运输生产是在流通过程中完成的。（2）运输生产过程不改变劳动对象的物理、化学性质和形态，而只改变运输对象（客、货）的空间位置，并不创造新的产品。（3）在运输生产过程中，劳动工具

3、（运输工具）和劳动对象（客货）是同时运动的，它创造的产品（客、货在空间上的位移）不具有物质实体，并在运输生产过程中同时被消耗掉。（4）运输产品计量的特殊性。（5）交通运输的劳动对象十分庞杂。,1.1.2交通运输在国民经济中的地位和作用,1交通运输在国民经济中的地位交通运输业是国民经济的重要基础结构之一。运输业和各个国民经济部门有着紧密联系，两者是相互促进、相互制约的,2交通运输在国民经济中的作用,（1）交通运输是实现流通的物质手段。（2）交通运输是开发资源、优化资源配置、实现生产力合理布局和调整国民经济产业结构的纽带。（3）交通是国民经济的重要生产部门，又是工业生产的巨大市场，是带动一系列相关

4、产业的龙头产业。各种运输方式能提供大量的就业机会，同时还有更多的人员工作在与其相关的部门，为国民经济产生直接的经济效益。（4）交通运输业在国防建设与防务方面有着不可低估的作用。（5）交通运输业上缴的税利占国家税收的比例较大，而且这些上缴的税收一部分被用于非运输事业上，如教育、卫生、福利、消防等部门。（6）交通运输是国际间交流的重要桥梁和纽带，可以促进各国之间的物资交换、经济发展和人民之间的友好往来，是经济全球化的重要保证。,1.1.3交通运输工程学的研究对象,1交通运输系统的总体规划、运行技术及运输管理2铁路、公路、城市道路、机场、港口等交通基础设施的设计、施工、养护3交通运输中的运载工具4交

5、通运输安全5交通信息控制系统的智能化、综合化6交通运输的可持续发展,1.2交通运输系统的构成,1.2.1 交通运输系统的要素构成1.2.2 交通运输系统的方式构成,1.2.1交通运输系统的要素构成,交通运输系统是指一定空间范围（国家或地区）内由几种运输方式、技术设备，按照一定历史条件下的政治、经济和国防等社会运输要求组成的运输线路和运输枢纽的综合体。,1.2.1交通运输系统的要素构成,（1）载运工具（2）站场（3）线路（4）交通控制和管理系统（5）设施管理系统（6）信息管理系统,（1）载运工具,载运工具包括汽车、火车、船舶、飞机、管道等，作为旅客和货物的运送载体。,（2）站场,交通运输站场包括

6、客运站、货运站、机场、港口等，作为运输的起点、中转点或终点，以供旅客和货物从载运工具上下和装卸。,客运站,机场,港口,（3）线路,交通线路包括有形的铁路、公路、管道、河道和无形的航路等，作为运输的通道，供载运工具实现不同站场点之间的行驶转移。,（4）交通控制和管理系统,交通控制和管理系统包括各种交通信号、交通标志、交通规则等，是为了保证载运工具在线路上和站场内安全、有效率地运行而制定的规则及设置的各种监控、管理装置和设施。,（5）设施管理系统,设施管理系统为指保证各项交通运输设施处于完好或良好的使用或服务状况而设置的设施状况监测和维护（维修）管理系统。,（6）信息管理系统,信息管理系统是应用通

7、信、电子信息等高新技术建立的为现代交通运输服务的系统。它通过建立一套完善的数据采集、处理与共享机制，构筑交通信息平台，为交通运输的发展提供强有力的信息保障。信息系统在整个交通运输系统中起着桥梁和纽带的关键作用，通过它能够使交通运输系统的其他构成要素实现有机联系、互通情报，从而实现整个运输系统的合理规划，统筹安排，提高系统的运营效率和服务质量。,1.2.2交通运输系统的方式构成,按照载运工具和运输方式的不同，交通运输系统由铁路、公路、水运、航空和管道这五种基本运输方式构成。,（1）铁路运输,铁路运输是使用铁路列车运送货物和旅客的一种运输方式，它最适合于长距离运输大宗货物，如煤炭、矿石、钢材以及建

8、筑材料等物资，也适宜承担中长途的旅客运输,客运列车,货运列车,地铁,（2）公路运输,公路运输是主要使用汽车在公路上运送货物和旅客的一种运输方式，它在中短途运输中的效果比较突出。,普通乘用车,客车,货车,（3）水路运输,水路运输简称“水运”，是一种使用船舶（或其他水运工具）通过各种水道运送货物和旅客的运输方式，它特别适合于担负时间要求不太强的大宗、廉价货物的中长距离的运输，包括煤、石油、矿石、建材、钢铁、化肥、粮食、木材、水泥、食盐等大宗货物的运输。,客船,客船,（4）航空运输,航空运输简称“空运”，是一种使用飞机（或其他飞行器）运送人员、物资和邮件的运输方式，它适合于担负各大城市之间和国际间的

9、快速客运，以及报刊、邮件等对实效性要求高和昂贵、精密、急需货物的运输，除一般意义上的民用航空运输外，还有通用航空。通用航空包括：航空摄影，航空遥感、航空探矿、海上服务、空中照相、农业播种、除草施肥、防止虫害、人工降雨、林业播种、防火护林、飞播牧草、侦察鱼群、抗灾救护等。,空客A380,黑鹰”S-70运输直升机,（5）管道运输,管道运输是一种由大型钢管、泵站和加压设备等组成的运输系统完成运输工作的运输方式。管道是流体能源非常适宜的运输手段。流体能源主要包括原油、天然气、成品油（包括汽油、煤油、燃料油以及液化石油气）。,1.3交通运输业的综合评价,交通运输业常常采用的评价体系含两方面，技术性能和经

10、济性能。,交通运输评价体系,运输规模，指运量和周转量,连续性，指运送的频度,安全性，指发生事故的频率,五种运输方式的产品虽然是同一的，但其技术性能，经济指标是存在很大差异的。铁路运输运距长，运量大，运费低，属于“线”的运输；公路运输与国民经济和人民生活最为密切，其余几种运输方式均需通过公路运输才能到达目的地，属于“面”的运输；水路运输能耗小，运量大，成本低，但速度慢，也属于“线”的运输；航空运输速度快，运量小，成本高，属于“点”的运输；管道运输则主要适合于液体、气体的输送。,1.3交通运输业的综合评价,运输方式的综合评价表,1.4交通运输的发展史,1.4.1世界交通运输的发展史1.4.2中国交

11、通运输的发展史及现状1.4.3交通运输的发展趋势,1.4.1世界交通运输的发展史,水运阶段；铁路运输阶段；汽车、航空、管道运输阶段；集装箱运输阶段；综合运输阶段。,1.水运阶段,一种历史最悠久的古老的运输方式，同时又是一种现代化的运输方式。木船 1807年,美国人罗伯特富尔顿提出用蒸汽机作船舶动力,2铁路运输阶段,铁路运输至今为止已有170余年的历史。17世纪前后，英国的煤矿开始使用木轨和有轮缘车轮的车辆运送煤和矿石。蒸汽机的发明和锻铁铁轨的出现，促使铁路获得了迅速的发展。1804年，英国的特里维西克，制成了牵引货车在铁轨上行驶的机车。1825年，英国的乔治斯蒂芬森在斯托克顿和达林顿之间铺设了

12、世界上第一条客货两用的公共铁路，从而标志着铁路运输时代的开始。,19世纪，英国、美国和西欧各国都进入了铁路建设的高潮时期。19世纪后半期，已扩展到非洲、南美洲和亚洲各国。20世纪20年代，许多发达国家的铁路运输在陆地运输中已经占据垄断地位。,3汽车、航空、管道运输阶段,汽车运输1892年汽车的出现，标志着道路交通工具进入了新的历史阶段。20世纪初叶，工业国家的公路系统初步形成，客运和货运汽车被大众所接受，并得以迅速发展。公路系统，高速公路的兴建，使得公路运输成为陆路运输的中坚力量。,航空技术的发展,从1903年美国赖特兄弟第一次实现天空飞行开始的。1914年在美国首次开辟了从坦帕到圣彼得斯堡的

13、定期航班；1919年，又开设了从伦敦到巴黎的定期航班。1959年，随着喷气式客机的出现，从而有了：从欧洲经过北极飞往远东的航线，欧洲飞过西伯利亚到达远东这条最短距离的航线等。逐渐形成了世界范围的航空网。,管道运输,随着石油工业发展而兴起的，并随着石油、天然气等流体燃料需求的增加而迅速发展，逐渐形成沟通能源产地、加工场所及消费者之间的输送工具。,现代管道运输,起源于1865年美国宾夕法尼亚的第一条原油管道，直径50mm.，长近10km，20世纪初，管道运输获得了进一步发展第二次世界大战期间：美国因战争需要，建设了两条当时管径最大、距离最长的输油管道：原油管道，管径600mm，全长2158km，日

14、输原油47 700m3；成品油管道，管径500mm，包括支线全长2745km，日输成品油37360m3。战后，随着石油工业的发展，管道建设进入了一个新的时期，各产油国都开始建设长距离的输油管道。从60年代开始，输油管道向着大管径、长距离方向发展。,20世纪30年代以来，,汽车、航空、管道运输相继发展，与铁路运输形成了激烈的竞争。汽车公路运输具有机动灵活、快速直达的优势，航空运输具有快速和舒适的优势，管道运输虽然运送的货物品种有限，但运输成本低，输送方便，发展也很快。在许多发达国家，汽车、航空、管道运输在交通运输业中所起的作用日益显著，它们已经逐步取代铁路运输在很多方面的运输业务，使得铁路运输开

15、始衰退，成为这一阶段运输业发展的标志。,4集装箱运输阶段,指采用本专业培养具有集装箱运输设备装载集装箱货物的运输方式。20世纪：50年代中页，集装箱运输开始在海、陆出现并得到发展 80年代后发展得尤为迅速。由公路、铁路、水路推及到航空领域，逐步形成了世界性的集装箱综合运输体系。到20世纪末：国际集装箱运输量已经占到货物运输总量的65%。,5综合运输阶段,20世纪50年代以来，铁路、水运、公路、航空和管道这五种运输方式是相互协调、竞争和制约的。不能片面地发展某一种运输方式，而应该有计划地对五种运输方式进行统筹规划、合理分工，协调各种运输方式之间的关系，充分发挥各种运输方式的优势，建立一个现代化的

16、综合运输体系，以取得最大的社会效益和经济效益，适应国民经济可持续发展的需要。综合运输已经成为现代交通运输发展阶段的主要标志，而调整交通运输的布局和提高交通运输的质量则成为综合发展阶段的主要趋势。,1.4.2中国交通运输的发展及现状,早期比较发达：驿道、运河，“丝绸之路”，郑和下西洋等。近一百年来遭受帝国主义列强侵略、瓜分，旧中国的交通十分落后。运输线路少，技术标准低，设备不配套，门类不齐全，布局不合理。在解放前，我国交通运输业处于停滞和落后状态。在旧中国，铁路、公路、水运、民航，绝大部分受帝国主义国家的操纵，为数不多的现代运输方式被官僚资本所掌握，民营资本家经营的只有少数轮船公司和汽车运输公司

17、。,中国境内的第一条铁路,1867年，在上海修建的吴淞铁路。上海至吴淞镇的吴淞铁路,是中国第一条建成营运的铁路。由英国商人未经批准建造。通车十六个月后被清朝官员以二十八万五千两白银买回,之后被拆除。在中国，1949年之前的旧铁路具有浓厚的半殖民地半封建色彩，而且铁路修建的总里程也很少。1867年至1949年期间，我国总共只有铁路2.1万多公里（不包括台湾省），并且分布极不均衡和极不合理，技术设备陈旧、落后。,1912年开始有汽车运输企业。,20世纪以前，我国没有现代公路，陆上运输都在土路上进行。1901年，我国在广西友谊关和龙州之间修建了第一条公路，并引进了第一批汽车。,我国的民航事业从192

18、9年起步,直到近30年才有了长足的进步。航空港的建设、大型喷气式客机的投入使用和飞行技术的发展等等，都使得中国的民航事业出现了崭新的面貌。,我国的管道运输开始于1958年,当时在新疆建成了全长147km，管径为150mm的克拉玛依独子山的输油管道。1963年建成了第一条输气管道；2004年建成了“西气东输”管道输气管道西起新疆，东至江苏、浙江、上海，途经十个省、市、自治区，全程跨越4200km.,解放前我国运输线路布局极不合理,铁路、公路大多集中在东南沿海和东北地区。西南与西北地区国土面积占全国的56%，而铁路里程只有全国的5.5%，公路里程只占24.3%。汽车又集中在少数大城市仅上海就拥有当

19、时全国一半以上的汽车。广大农村交通十分闭塞，交通方式以人力和畜力为主。,新中国成立以后，中国的交通运输业发生了翻天覆地的变化。,建国初期，中国政府集中力量抢修被破坏了的铁路和公路，恢复水陆空交通。国家从1953年开始有计划的交通运输建设，根据国家经济建设布局的展开、对外经济文化交流的扩大以及巩固国防的需要，经过六个五年计划的建设，交通运输有了很大发展，取得了显著的成就，基本上形成了公路、铁路、水运、民运航空和管道五种运输方式共同发展的运输网络。,运输站场的发展初具规模：车站、机场、港口等设施的建设成倍增加。运输网的布局大为改观：在西北、西南地区，先后修建了成渝、宝成、川黔、贵昆、成昆、湘黔、襄

20、渝、天兰、兰青、兰新、包兰等10多条铁路，这两个地区的铁路路程占全国铁路的比重已上升到25%，公路里程占全国公路总里程的比重已上升到32%。,运输技术装备也不断改善：经过改造，铁路的技术装备水平有了较大的提高，1984年，铁路复线率已达到18.7%，电力和内燃机车的比重不断增加，铁路运营控制的自动化水平不断提高；沿海建成了一批技术先进、作业效率高的专业化码头。使得运输效率显著提高，同时运输管理水平也得到提高。,截止到2009年底，铁路：,我国铁路营业里程总计8.6万公里，跃居世界第二位。到2012年，预计我国铁路营业里程将达到11万公里，电气化率、复线率将达到50%，以“四纵四横”客运专线为骨

21、架的高速铁路里程达到1.3万公里。,截止到2009年底，公路：,我国公路总里程已经超过370万公里，高速公路达到6.5万公里，居世界第二位，仅次于美国。汽车保有量达7619.31万辆，比上年增加1152.10万辆，增长17.81%。,截止到2007年底，沿海和内河港口：,我国内河航道的通航总里程已经达到13.3万公里，位居世界内河第一位。我国内河航道里程虽然达到了13.3万公里，但是航道等级仍然偏低，四级以上的高等级航道仅占总里程的11.3%，航道通过能力、整治标准、渠化程度还需提高。,仍不能满足发展的社会需求还需持续大力发展综合交通运输网络。,我国现有公路、水路、铁路等五种运输方式组成的整个

22、综合交通运输体系依然处于低水平、不全面、不平衡状态；交通紧张状况的缓解是初步的、不稳定的。无论是基础设施、运输装备的数量和质量，还是运输效率、服务和管理水平，都仍然落后于社会经济发展和人民生活质量不断提高的要求。,2020年我国公路将完成五纵七横,五纵：同江-三亚北京福州北京-珠海二连浩特河口重庆湛江 七横：连运港-霍尔果斯上海-成都上海瑞丽绥芬河满洲里丹东拉萨青岛银川衡阳昆明,1.4.3交通运输的发展趋势,自20世纪60年代以来，各国运输业的发展纷纷步入“渐变期”。近40年，运输业在质的方面变化不及前150年猛烈，但一直在努力探寻用更短的时间、更低的费用、更少的环境破坏去获取人类发展对空间位

23、移的需要，从来没有停止过前进的步伐。,未来交通运输的发展1专门化,专门化是效率的前提，是至今为止人类发展生产力的一大旋律。运输工具专门化；运输方式专门化。,运输工具专门化,以运输工具为主体的运输对象专门化，由客货混载 客货分运，客货运输工具的专门化，货轮、货机、货车客轮、客机、客车。近期表现为专用载货工具的发展，出现专门运输某一类货物的运输工具，集装箱船、集装箱拖车、集装箱平车、液化气船、罐车、散货船等。,运输方式专门化,以运输方式为主体的运输对象专门化.比较典型的是海运，它几乎在全世界放弃了客运，而专门从事货运。铁路的发展也已到了客货越来越不兼容的年代。从世界范围看，经济发展到较高水平之后，

24、铁路货运与铁路客运的兼容性越来越差，一般的趋势：国土辽阔的大陆性国家铁路以货运为己任，正在放弃客运，如美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国；国土较小或多岛屿国家的铁路则以客运为己任，逐渐放弃货运，如英国、日本等。,2大型化,大型化是规模经济在交通运输业的具体体现。在铁路货运中大型化表现为：重载化，如在美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、南非表现得最为突出。1989年，南非在860 km长的塞申萨尔达尼亚线上，一列装载了71 600 t矿石的列车摘取了列车载重世界冠军。该列车有7.3 km长，前部有5个、中间有4个电力机车，尾部有7个内燃机车充当动力组（尾部使用内燃机车是为了避免电力网负荷过重）。,在

25、海运上：,世界上最大的运输工具应该是油轮，油轮的载质量最大达56.3万t。矿石船的载质量最大在30万t左右；液化气船的载质量最大在13万m3；集装箱船的载质量目前已达到6 790标准箱（TEU），还没有逼近“极限”，不时有更大的集装箱船出现。,管道运输的大型化：,大口径管道的建设，输油管道的最大口径为1220mm，年输油量高达1.4亿t。,航空运输中,客机已越来越大，载客400人的客机已十分普及，1000人以上的客机正在酝酿之中。从绝对量上讲，它们将永远无法与轮船相比。,3高速化,不仅仅是速度的一般性提高，更多的是常速“极限”的突破。在铁路运输中：在20世纪60年代，高速的概念是时速200km

26、以上。目前，正在发展的高速铁路有三种类型。1）传统型高速铁路 日本于1964年投入使用，时速超过200km。目前，运营中的高速列车最高时速在325km372km，最大商业时速在270km275km。法国于1981年开始使用高速铁路，商业时速在270km300km。,2）传统型普通铁路,瑞典的技术最成熟，商业速度200km/h250km/h。3）磁浮铁路日本、德国、美国对此都有着浓厚的兴趣。目前只有中国上海市浦东国际机场有一条商业运营的磁浮线，其他国家仍处于试验和试运行阶段。日本：1979年12月曾创下了516.5km的时速；法国：1990年创造了515.3km的时速。1998年，纪录被日本打破

27、，实验速度达到539km。,在公路运输中，高速一般是指高速公路,目前，世界各国都在努力建设高速公路网，作为公路运输的骨架。我国高速公路时速：120km,在航空运输中，高速是指超音速。,目前，正在设想研制双音速的民用飞机。在水运中，速度提高较快的是小型客轮，水翼船时速可达70km，气垫船的时速更高，飞翔船的时速最高，每小时达160km以上。在管道运输中，高速体现在高压力，美国阿拉斯加原油管道的最大工作压力达到8.2 MPa。,4环保化,牵引动力现代化：提高牵引动力，更有效地利用能源，具有环保意义。电力机车和内燃机车取代蒸汽机车。从20世纪50年代开始，西欧诸国、独联体等国以牵引动力电气化为主，美

28、国、加拿大以内燃化为主；德国、法国、日本则电气化和内燃化并举。70年代这些国家基本上完成了牵引动力的现代化改造，而这一进程，我国在20世纪末才基本完成。,环境污染的重视,汽车在经济发展和比较发达国家普及到家庭的时候，交通运输给环境的破坏越来越大，逼近了人类忍受的极限，促使人们重新认识交通技术，并逐渐形成了两个趋势性的认识。环境污染较轻的运输方式再次引起人们的重视，如处在夕阳中的铁路重露曙光；环境污染严重的运输方式放慢了发展的速度：如日中天的汽车在不少国家和地区程度不同地受到了限制。环保型交通工具赢得了人们的青睐，除铁路牵引动力现代化外，电动汽车、双燃料汽车已经成为汽车工业发展的一大旋律。,5智

29、能化,解决交通拥挤的问题：修建新的道路和控制行驶车辆；发展智能运输系统（ITS）。目前：世界各国的智能运输系统主要集中在城市交通和高速公路的研究；国外ITS的发展：公路交通城市交通综合交通。当单一运输模式的智能化发展到一定程度时，进行综合运输系统的智能化设计和研究。,本章小结,交通运输是人类社会生产、经济、生活中不可或缺的重要环节，是国民经济的重要部门之一，在整个社会机制中起着纽带的作用。现代化交通运输业包括铁路、水运、公路、航空和管道五种基本运输方式。五种运输方式在运载工具、路线设计和运营方式上各不相同，随着科学技术的进步，社会运输需要的变化，各种运输方式的技术设备不断更新，其技术经济性能和使用范围也在不断变化。现代交通运输业正向着专门化、大型化、高速化、环保化、智能化的方向发展，交通运输业的稳定发展为经济的快速增长提供了基本保证。,