2.2 城市交通设计的理论基础

　　如第1章所述，城市交通设计依托于交通工程学、系统工程、工业设计、城市设计、计算科学、交通环境工程和地区历史文化等理论，并针对具体交通设计问题进行“量身定制”。
    1.交通工程学

    城市交通设计属于交通工程学的范畴。交通工程学是研究交通运输系统中人、车、路和环境之间的相互关系，揭示人的出行、车辆和货物移动及与环境之间协调的规律并通过对交通运输系统的分析、规划、设计及运营组织和管理等，达到系统的安全、高效、便捷、舒适和低碳，能为各种交通设施使用者提供服务，以支撑引导经济社会的发展和人类的进步的一门学问。交通工程学的研究始于20世纪30年代，发展于50年代，成熟于20世纪末21世纪初。交通工程学的理论是城市交通设计的核心理论基础。
    2.系统工程

    系统工程是从系统总体出发，综合运用有关学科的理论与方法，求得最优的解决方案，是一项组织管理技术，并强调系统的总体统筹和协调。我国战国时期修建的都江堰水利工程，至今依旧在灌溉田畴，是造福人民的伟大水利系统工程，是世界系统工程应用的鼻祖和典范。这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成，科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、自动排沙（鱼嘴分水堤二八分沙）、控制进水流量（宝瓶口与飞沙堰）等问题，消除了水患，灌溉区域已达40余个县。在现代，系统工程的先行者华罗庚教授在20世纪60年代初期就对“统筹方法”进行了系统的研究，并在大庆油田、太原铁路局、太钢，以及农业生产中推广应用，取得了良好效果。我国的“两弹一星”元勋钱学森教授将系统工程思想应用于***、氢弹和人造地球卫星系统的研制及航天事业，为我国的军事科学创造了辉煌。城市交通设计也同样需要系统工程的思想，从系统的整体统筹考虑问题，避免陷入微观狭域。例如，城市交通体系设计应该统筹城市内部的各种交通方式，而不应该仅着眼于道路；道路交叉口或线路的交通拥堵应该着眼于上游和周边替代线路等。
    3.工业设计

    工业设计被定义为就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识、经验及视觉感受赋予材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工和装饰以新的产品和规格。其设计原理是为了达到某一特定目的，利用现代化手段，从构思到实施方案，进行生产和服务的设计过程，特别注重“产品”的功能、用户需求和行为，以及创造与科技的结合。
    设计师Franch在1985年给出的典型工业设计程序是：①需求；②分析；③问题陈述；④概念设计；⑤定位；⑥具体设计；⑦详细设计；⑧设计图纸。
    4.城市设计

    1973年《雅典宪章》确定了城市的四大功能，即居住、休闲、工作和交通，其中的交通就是人们俗称的“行”。
    城市设计的对象包括空间形态、局部地段、街道、广场、小区、交通系统、建筑物、公共设施、生活小品等。
    城市设计的主要内容包括空间形态要素、景观要素、文化要素的构成设计。
    可见，城市交通设计是城市设计的内容之一，包括上述对象和内容。
    5.计算科学

    尽管城市交通设计是城市设计的内容之一，也与工业设计相关联，但是城市交通基础设施特性与城市建筑物和工业产品又有不同。不同的城市交通基础设施具有不同的功能，性格、习惯各异的交通参与者的使用，以及运动特性不同的载运工具的移动，形成带有智能体和复杂的流（需求），这些流分布于复杂而庞大的交通基础设施网络和节点内，适应流的设计需要进行科学的计算。因此，数学计算和计算机仿真等计算科学是城市交通设计的必需，以做到“量体裁衣”的效果。
    6.交通环境工程

    在环境问题日趋严重的今天，低碳和可持续发展成为当今和今后一段时间中的主旋律。因此，节能减排的城市交通设计也成为一个非常重要的要求。环境工程作为城市交通设计的基础之一，主要在节能和减排。在城市交通设计中，两者主要体现在城市交通体系设计方面，即节能减排型交通体系设计。公交优先、TOD模式（以公共交通为导向的开发）、城市轨道交通主导、慢行交通系统等是典型的节能减排模式。在减排方面，优化交通组织和优化信号配时系统等，均能减少停车，提高机动车的平均行驶车速，从而减少尾气排放。
    7.历史文化

    城市都有其历史文化背景，尤其是我国的历史文化名城的建设规模大多依据《周礼考工记》设计和建设，新城也具有其历史文化特点。因此，城市交通设计应该充分尊重和体现对应城市的历史文化元素，以凸显地区历史文化，使得设计具有显著的地方色彩。此外，城市的色彩也是历史文化的沉积，例如，春秋战国时期，秦国咸阳的黑色、楚国郢城的黄色、齐国临淄的红色、燕国蓟城的蓝色、韩国郑城的绿色、赵国邯郸的白色、魏国大梁的褐色，以及近代北京的琉璃瓦色、上海的蓝色、广州的红色和西安的紫色等。
    此外，我国古代的城市和交通网络是按照阴阳五行的思想设计的，即朱雀（南）、玄武（北）、青龙（东）、白虎（西），天子居中向南，南北中轴大道为朱雀路，城墙北门为玄武门、南门为朱雀门等。


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