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交通设计技术发展与对策建议

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赵靖 ¹ , 杨晓光 ²^,³^,^† , 章程 ¹

前瞻科技 | 综述与述评 2023,2(3): 45-57

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前瞻科技 | 综述与述评 2023, 2(3): 45-57

交通设计技术发展与对策建议

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赵靖¹, 杨晓光²^,³^,^†, 章程¹

作者信息

1.上海理工大学智慧城市交通研究院，上海 200093

2.同济大学交通运输工程学院，上海 201804

3.道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804

赵靖，教授，博士研究生导师。上海理工大学智慧城市交通研究院执行副院长，管理学院副院长。国家优秀青年科学基金获得者。入选上海市曙光人才计划、上海市青年拔尖人才计划、上海市浦江人才计划。主要从事智能交通系统工程方面的教学和科研工作。获中国智能交通协会优秀科技创新领军人才奖、中国交通运输协会科技创新青年奖。电子信箱：jing_zhao_traffic@163.com。

杨晓光，同济大学长聘教授，博士研究生导师。同济大学交通运输工程国家重点学科、城市交通交叉学科责任教授。同济大学智能交通运输系统（ITS）研究中心主任。享受国务院政府特殊津贴专家。入选交通运输部“新世纪十百千人才工程”第一层次人选、上海领军人才、2021中国智能交通年度人物。主要从事智能交通系统工程方面的教学和科研工作。主要参与完成国家“七五”科技攻关重大成果“城市交通实时自适应控制系统”，创立“交通设计理论与方法体系”等。电子信箱：yangxg@tongji.edu.cn。

通信作者:

†

Development and Countermeasures of Traffic Design Technology

Jing ZHAO¹, Xiaoguang YANG²^,³^,^†, Cheng ZHANG¹

Affiliations

1. Smart Urban Mobility Institute, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

2. College of Transportation Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China

3. Key Laboratory of Road and Traffic Engineering, Ministry of Education, Shanghai 201804, China

出版时间: 2023-09-20 doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.03.004

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摘要

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交通设计是对现有和未来建设与发展的交通系统及其设施的功能、性能加以系统性优化设计，上承交通规划，下接交通管理与服务，横向对接土木工程设计，是实现交通系统与设施资源最佳化的关键，与城市设计和工业设计具有同等重要意义。伴随着公安部、住房和城乡建设部在全国范围内“畅通工程”计划的实施，交通设计理论和方法于2000年在中国正式被全面系统性地提出并不断发展、推广，其作用和价值在道路交通高质量建设与城市修复及更新重大发展中愈发凸显，所带来的交通系统优化建造与改善成效也在世界范围内获得认可。文章系统地梳理了交通设计技术的发展历程、代表性成果及最新进展；针对供需矛盾尖锐化、交通发展品质化、新型汽车小型化与智能化、网联信息环境下出行者行为不确定性4个方面的技术挑战，指出了未来交通设计技术攻关方向；面向交通强国建设战略“人享其行、物优其流”的目标，从建设流程、行政机制、收费标准、标准规范、职业资质5个方面提出了发展对策建议。

关键词

交通设计 / 交通工程学 / 道路交通系统 / 城市设计 / 资源约束 / 系统多目标优化

Abstract

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Traffic design systematically optimizes the functionality and performance of existing and future transportation systems and facilities. Positioned after traffic planning and preceding traffic management and services, traffic design is crucial for achieving the optimal utilization of transportation systems and facilities. It holds equal significance to urban design and industrial design. With the implementation of the nationwide “Smooth Traffic” plan by the Ministry of Public Security and the Ministry of Housing and Urban-Rural Development (formerly the Ministry of Construction), in the year 2000, traffic design theories and methodologies have been formally introduced and continuously developed and promoted in China. Its role and value have become increasingly prominent with the growing need for refined road traffic construction, as well as urban restoration and updates. The resulting benefits of optimizing and enhancing transportation systems have gained global recognition. This paper systematically outlines the development history, representative achievements, and the latest progress in traffic design technology. Addressing four main technical challenges, including the intensification of supply-demand conflicts, the enhancement of transportation development quality, the miniaturization and intelligence of new models of vehicles, and the uncertainties of traveler behaviors in a connected information environment, this paper identifies the future directions of traffic design technologies. With the goal of realizing the strategy of building a strong transportation nation where “people enjoy their journeys, and goods flow smoothly”, this paper puts forward development strategies from five aspects, including construction processes, administrative mechanisms, fee standards, standards and regulations, and professional qualifications.

Key words

traffic design / traffic engineering / road traffic systems / urban design / resource constraints / multi-objective system optimization

引用本文

赵靖, 杨晓光, 章程. 交通设计技术发展与对策建议. 前瞻科技, 2023 , 2 (3) : 45 -57 . DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.03.004

Jing ZHAO, Xiaoguang YANG, Cheng ZHANG. Development and Countermeasures of Traffic Design Technology[J]. Science and Technology Foresight, 2023 , 2 (3) : 45 -57 . DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.03.004

正文

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交通设计是对现有和未来建设与发展的交通系统及其设施的功能、性能进行的系统性优化设计。设计有构思、创意、创造、优化、组合与整合之意，是工程建设的灵魂，它是把一种设想通过合理的规划、周密的计划、通过各种方式表达出来的过程及方法和技术。随着对“交通对于城市、社会、经济发展的关键基础性”这一观点逐渐达成普遍共识，交通系统及其基础设施的建设越来越重视前期关于其功能性、性能与系统性的可行性论证及优化研究工作，交通规划被引入并已融入广大城市或区域规划中。在交通设施利用层面，交通管理规划和交通安全规划工作也在诸多城市展开；更有不少城市正在发展先进的智能交通运输系统（Intelligent Transportation System, ITS）及车路联网与协同系统，运用数字与信息和智能技术改善交通。然而，随着中国经济与社会的高速发展，交通的机动化需求以及由此产生的交通拥堵、交通事故、环境污染、资源与能源消耗等问题仍然日益凸显甚至尖锐化。究其原因主要在于交通设计的普及推广仍处于较低水平，致使一个路口、一段道路乃至整个路网效能低下，造成大量的土地资源浪费、交通建设投资低效、管理执法成本巨大。因此，亟须发展并推广应用中微观层面的交通设计理论和方法体系，以有效承接宏观的城市与交通规划成果，并面向交通系统及其设施建设和交通管理乃至交通服务，实现有限交通系统资源约束条件下的功能、性能和系统最佳化设计。

2017年3月，习近平总书记在参加十二届全国人大五次会议上海代表团审议时曾指出“城市管理应该像绣花一样精细”，交通设计正是面向时间精细、空间精细、对象精细、系统精细及组合优化精细的交通系统设计。随着高度的城市化与城乡一体化发展，“城市设计”已获得广泛认可并得到推广应用。然而，以城市空间要素和景观构成为主的城市设计更多侧重静态的空间形态设计，为了保障城市交通系统通畅、安全、节源与环保，关系城市功能和性能并连接城市动静空间的交通设计必须受到同样程度的高度重视。《雅典宪章》中明确地指明了城市的四大功能，即居住、工作、游憩和交通。因此，交通派生于城市的居住、工作、游憩等功能需求，并影响甚至反作用于城市的发展，对城市而言交通可谓其“血脉”。所以，交通设计与城市设计具有同样重要的地位，不可相互取代，决定着城市的移动性和效能。城市与交通一体化优化设计，对于构建现代交通系统、赋能城市高质量发展具有极其重要的理论意义和实用价值。

交通设计是面向用户需求的设计，因此，与工业设计具有同源性。为了建造完备、合格且最佳化的交通系统与设施（如城市道路、交通枢纽等），服务各种用户的多样化需求，交通设计需处理好交通系统及其设施与城市、经济、社会之间庞杂的不同维度供需关系，以问题为导向、需求为牵引、学理为基础，通过对交通系统及其设施使用者多样化需求的深层挖掘与分析，设计面向用户的最佳交通系统及其要素的最佳方案，是交通工程学科智慧的重要体现。

由此可见，交通设计与城市设计和工业设计具有同等重要的学科与科技创新创造意义和应用价值。如何把宏观规划成果，通过设计转化为功能、性能和系统最佳的可实施方案是当前交通系统建设与改善的最大痛点，缺乏功能、性能与系统优化设计的交通设施是没有灵魂的，是造成交通拥堵、事故、高能耗、低效能且不可持续发展等国计民生问题的主要病根之一。对于道路交通系统与设施而言，通过交通设计对道路交通运行性能提升的点滴积累，对缓解交通拥堵、提升出行安全、减少能耗与排放具有极为重要的贡献，可带来巨大的经济与社会效益。交通设计的精准、精细、精致工匠之风，在发挥交通系统功能与性能方面具有积沙成山之显著成效。

1 交通设计技术特点

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1.1 交通设计定义

交通设计是基于城市与交通规划的理念与成果，运用交通工程学、系统工程学和工业设计等基本理论和原理，以交通安全、通畅、便利、绿色、公平、高效，以及与环境和谐、可持续发展为目标，以服务为导向，基于人和物移动的需求本质和特征与规律，以交通系统的“资源”（包括通行时间与空间、能源和投资条件等）为约束条件，对现有和未来建设的交通系统及其设施的功能、性能加以系统性优化设计，寻求最佳建造或改善方案，精细化、精准化确定交通系统的结构及其要素的有机关系，确定交通的通行权、通行时间与空间分配及其管理与服务方案、相关设施的布局方案等^[1]。

1.2 交通设计定位

交通设计承接城市与交通规划、设施建造和管理与服务业务并贯穿始终。为了实现人和物的最佳移动，以最小的成本（最少的基础设施、空间资源、能源，以及最小的投资与管理成本等）实现交通的安全化、效能化，以及高品质运行与服务。交通系统及其设施从其规划到建设与管理过程中，需要一个从系统功能和性能考虑，最佳化利用各类资源的技术，即交通设计方法与技术，犹如建筑设计与建筑工程设计之关系，如图1所示。特别要注意的是，交通设计不等于交通工程设计或交通设施设计，后两者仍然定位在交通或其系统的硬件设施设计；而交通设计则是突出并着重于面向需求与特征，以实现交通系统及其设施的系统性、功能性为目标的设计过程，形成可转化为工程建设的“建筑方案”。

交通设计应作为城市设计的重要且关键组成部分。交通需求和交通问题往往派生又反作用于城市的各类活动与建设环境及条件，因此，必须实现城市土地利用性质及规模与交通结合、城市的静态空间与交通的动态空间有机结合、城市景观（包括绿化及各类附属设施）与交通安全/交通流有序化有机结合、城市节能减排/节省土地等资源与交通的效能有机结合。脱离城市规划与设计的交通设计是有局限的，没有交通设计的城市设计必将建造出没有生命力和内涵的城市。

1.3 交通设计主要内容

交通设计体现了上位规划与下位管理控制及服务对设计的要求和反作用，面向通畅、安全、可靠、节能减排等多目标，针对机动车、慢行交通、公共交通以及特殊需求的多交通主体，对交通设施网络的单点、连线、通道、交叉口群或枢纽、综合网络及其交通流进行集成设计，包含个体交通与公共交通及其枢纽的集成、城市交通与城市空间的集成、车辆行驶与驻停的集成等，如图2所示。交通设计需要考虑交通系统的动态多变、资源约束、要素复杂、时空强关联及不确定性等特征，以真正实现上述多阶段、多目标、多交通主体、多组成单元、多交通设施及要素的耦合。

交通设计理论是由系统工程学、工业设计原理、城市设计原理、交通工程学、资源与环境工程、交通土木工程（道路、桥隧、机场、港口工程）等多学科交叉融合而形成，如图3所示。

交通设计的具体内容取决于设计对象、设计目标及要求。图4列举了道路交通设计的基本目标与工作内容之间的关系。为了实现某项设计目标或解决某个具体交通问题，常需开展多项交通设计，通过若干要素的系统性整合设计才能达到预期效果，“头痛医头，脚痛医脚”式的设计往往收效甚微，甚至导致新的交通问题。

2 交通设计技术发展历程和最新进展

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交通设计的概念萌芽于20世纪50年代，基本体系和理论与方法形成于21世纪初，由中国正式系统性地提出，不仅完善了交通工程学科体系，而且逐步成为被国内外高度认同的交通系统构筑与优化改善方法和技术。世界上关于城市道路交通设计理论与方法相关内容研究较早的国家和地区还包括美国、欧洲、日本以及澳大利亚等，其发展历程如图5所示。

2.1 国外相关研究进展

交通设计的概念萌芽于1955年，在Matson等所著的Traffic Engineering一书中提到“交通设计是一个设计阶段，交通设施的几何形状与交通需求和性能有关。交通设计师应在合理的经济限制下，努力确定好尺寸或几何布局，使得交通效率达到最佳。交通设计不仅包括创建新设施，还包括对现有设施的重新设计，适用于码头及街道、公路。它不直接涉及结构设计和施工方面”^[2]，然而其内涵和外延是相对直观且朴素的，仅局限于考虑交通需求和性能而进行交通设施的几何尺寸与布局设计。

随着对道路通行能力研究的深入，特别是美国Highway Capacity Manual的出版，人们开始发现，交通流的构成与特征、设施的条件与行驶环境、交通管理与控制等因素决定着道路的通行能力与效率，特别是关于交通瓶颈点和交叉口等的处理理论与方法和技术，成为交通工程学的重要研究内容。例如，日本自1960年开始将道路交叉口规划设计理论应用于实际工程，为城市交通的改善发挥了巨大作用。

20 世纪七八十年代，随着交通机动化的加快，以及第一次能源危机的出现，公共交通的发展开始受到高度重视。以提高公交服务水平、降低运行成本等为目标的交通设计技术（如公交专用道、公交站和公交优先技术等）得到了发展与应用。同时，随着交通事故日益严重，人们开始研究交通事故的产生原因和机制，不断认识到道路的通行视距、环境、车速及其分布直接影响着交通流的安全性。于是，预防和降低交通事故为目的的交通安全设计概念逐步形成。与此同时，交通安宁化在工业化国家得到广泛地重视和实践。

从20世纪90年代中后期开始，随着工业化国家一些城市开始“都市再造”，城市交通问题对策进入了“以人为本”“环境友好”的精细化技术时代，为人类的高品质移动发挥了重要作用。特别是2005年，美国退休人员协会、美国规划协会和美国景观设计师协会联合成立“全国完整街道联盟”，完整街道的概念得到逐步推广，交通设计的内涵与外延又得到进一步发展。

2.2 国内相关研究进展

在中国，长期以来交通设施的建设更多被视为“土木工程”，人们更关注其几何特征、力学和材料性能等。20世纪七八十年代，大规模交通基础设施建设在中国大中型城市如火如荼地进行，由于当时中国城市交通以非机动化方式为主，通过新建交通设施基本可应对当时的交通问题。交通设施建设主要考虑如何基于交通流与交通设施间的运动学特征，确定设施的几何形状（如道路的转弯半径、坡度和车道宽度等），而对道路的通行能力、车道数、交通拥堵与安全等问题和致因缺乏深度且系统性考虑。

中国对于交通设计的认识始于20世纪80年代中期。随着改革开放进程的加快，中国国民经济蓬勃发展，自行车和汽车保有量逐年增加，城市交通机动与非机动混行特征明显，交通拥堵、交通环境等问题开始显现，直至20世纪90年代中国汽车保有量迅猛增加，单纯地依靠增加交通供给已不能满足交通需求的无限增长，加之城市空间和土地利用制约，大规模道路建设已无可能，因此开始认识到交通设施建设与改善中全面考虑交通“安全、通畅、环保、便捷与高效”的必要性和重要性。

交通设计真正意义上的普及始于2000年，伴随着公安部、住房和城乡建设部（原建设部）在全国范围内“畅通工程”计划的实施，以交通系统功能、性能和系统最优为目标的交通设计理论和方法被创造性地提出并实践，且受到国际认可^[3]。交通设计的概念及其作用和价值也开始被广大的交通规划、建设与管理部门接受并引入。国家自然科学基金委员会还特别设立了“演变中的交通系统集成设计理论与方法”项目资助交通设计理论的深入研究。

进入21世纪后，全球范围内的交通拥堵和环境污染问题日益严重，国内外的研究开始并轨。这一时期，随着物联网、计算机、移动互联、自动驾驶、人工智能、智慧出行等新型技术和服务手段的发展，智能交通系统日趋成熟并广泛应用，在提升城市交通与运输系统功能和性能方面发挥了重要作用^[4-5]。交通设计的对象、形式与内容也进一步丰富，开始关注交通的绿色化、数字化和智能化转型，交通系统及其基础设施、信息化设施与智慧出行服务趋于融合发展。在此背景下，国内外的交通规划与设计越来越关注绿色低碳交通、交通系统韧性、交通设施设备数字化与服务智能化，大数据分析、复杂网络及数字孪生等新的理论方法逐渐被应用在交通设计中。

2.3 代表性成果及最新进展

“畅通工程”计划实施20余年来，中国的交通设计学科及工程技术和方法体系不断完善，被广大的交通规划、建设与管理部门接受并引入，且得到了广泛的应用。北京、上海、天津、广州、深圳、南京、成都、济南、厦门、合肥、贵阳、乌鲁木齐、长沙、中山、淄博、柳州、马鞍山、珠海、常州、无锡、宜昌、吉林、张家港、太仓、南充、眉山、宿迁、淮南等不同规模的城市已高度重视交通设计工作，将其纳入交通基础设施的建设程序中，特别是多个省市，如江苏省和江西省等有关主管部门还组织编写了《交通设计导则》，国家与地方还编制了《城市道路交叉口规划与设计》《城市道路车道宽度》《城市道路交通组织设计》等标准、规程和手册。交通设计在中国交通高度机动化及品质化发展过程中体现了巨大的作用与价值。更值得高兴的是，中国高校开设的交通工程专业皆已将交通设计列为核心专业课，而且杨晓光等著的《交通设计》教材已引起国际上的关注和重视，2014年被翻译为英文出版物在国际上出版发行，奠定了中国交通设计大国的地位。

其中，城市道路交通设计代表性成果可按照“点、线、网、枢纽”的空间范围分类，如图6所示。“点”的设计指的是节点设计，理论研究多侧重于讨论不同设计方法对交通事故的影响，包括左转车道设计、右转车道设计、交叉口渠化、交叉口进口车道数、交叉口交角、交叉口缘石半径、交叉口视距、进口道宽度等。在理论研究基础上，不少国家制定相应的交叉口设计规范，其内容一般涵盖设计流程、平面设计、进出口道设计、公共交通相关设计、交通行人与自行车骑行者通行空间设计，以及交通渠化岛、信号灯、标志、标线等交通管理设施设计。“线”的设计指通道连线设计，包括通行能力匹配条件下连续节点之间的最优设计、基于信号控制绿波带进行通道时空资源优化分配设计，以及交叉口间距、车道数、断面形式和几何尺寸的最佳确定等。“网”的设计则是以强关联信号控制交叉口群为基本单元，综合考虑交通流路径关联和网络拓扑关联，关注设施-交通流耦合分析及混合交通流的相互影响，系统分析网络交通行为与局部交通设计方案相互作用，形成适用于交通需求较大的密集信号控制道路网络的交叉口群设计方法，包括适应于公共汽车、社会车辆、自行车和行人在路段/交叉口/公交专用道和停靠站等一体化协调设计等。“枢纽”的交通设计包含“点”上交通衔接功能以及“网”上客流集散功能设计，前者是将交通枢纽从整体上作为一个衔接点，根据出行需求将不同线路、不同交通方式的出行与运输连接成为整体；后者是利用枢纽站场系统及其连接的综合交通网络（包括飞机、火车、地铁、常规公交、出租车等），实现由“点”到“网”的功能扩张。面向综合立体交通网建设，枢纽设计应体现交通系统中需求网、运输网、设施网、能源网、服务网、互联网、感知网、管控网、通信网、治理网等“十网合一”，集约化利用土地资源，最佳化地提供出行方式转换与组合、客流集散，乃至促进商业活力。

实践证明，交通设计可在有限的资源条件下显著提升交通系统的功能和性能。以厦门莲坂环形交叉口为例（图7），改造前该环形交叉口经常性瘫痪，通过采用环形交叉口左转两次控制设计方法，拓展了交叉口出口车道动态控制等一系列非常规交叉口优化设计方法体系，实现了设施资源的深度挖掘，利用效率大幅度提升，通行能力由原先的3080 veh/h提升至7990 veh/h（提高160%）；相比于修建高架立交方案，节省了5000万的建设投资，并且实现了交叉口畅通化目标。同样的交通设计原理在北京、上海、南京等诸多城市得以推广应用，减少不必要的立体交叉建设近100座，产生的经济和社会效益巨大。

再以道路交叉口慢行交通一体化交通设计为例（图8）。传统的交叉口过街模式由于非机动车和机动车采用相同的通行规则，交叉口内部产生众多冲突点，带来较大的事故风险并降低通行效率。采取慢行交通一体化设计，非机动车与行人以相同的通行规则，左转非机动车二次过街，则显著地减少混行冲突，冲突概率降低30%~50%，通行能力提高20%~40%。

交通设计理论与方法的最新进展主要向汽车小型化、智能化及多模式交通方向发展。汽车的小型化将极大地提升道路通行与停车空间资源利用率，重构交通系统及其优化设计方法。一方面，小型化汽车车道宽度可以更窄，纵向容量也将增加，从而可充分地利用道路动静空间资源，提高其通行能力^[6]，进而显著缓解拥堵、提升机动车流的平均行驶车速、减少交通能耗与排放；另一方面，在大型车辆和小型化车辆混行的情况下，Zhao等^[7]探索了特殊车道设计在现实中的适用性：既可以是单个车道作为小型化汽车的行车道，也可以两个车道合并为一个大型车辆的行车道。研究证明，当大型车数量较少时，交叉口的通行能力提高幅度能够达到75%。因此，有关资源重构的交通设计研究方兴未艾，对于资源约束条件下（如城市老城区）的交通改善意义重大。

新型汽车使交通流的智能性和可控性显著提升。面向智能化与网联化汽车，一些研究提出了全新的交通设计理念和通行规则，Li^[8]提出的智能化汽车环境下“对称交叉口”设计，改变了传统车辆必须全部靠左或靠右行驶的规则，减少了交叉口内部的冲突点，提高了通行能力。Wang等^[9]提出了双停车线设计并配以预信号，有效地利用信号控制交叉口的绿灯时间。此外，可变车道设计也更加动态化、精准化，赵靖等^[10]对交叉口进口车道组提出动态优化设计方法。Levin等^[11]面向汽车网联化与智能化环境，提出了车道功能动态变化设计方法，使得车道在时空上均能够适应功能变化。道路交通系统的时空资源利用已从传统的静态转变为动态，可变车道功能设计、交叉口流线组织等设计内容更趋动态化。

除了机动车交通，步行交通与非机动车交通，以及道路交通与其他交通模式之间的有机关系也正受到越来越多的关注。Yu等^[12]整合优化了主干路段中的人行过道位置以及相邻交叉口信号配时，以平衡行人延误和车辆延误。Jin等^[13]研究了公交车站位置对于社会车辆与公交车辆多模式交通流的运行影响。Shi等^[14]面向社会车辆与公交车辆，以加权延误最小为目标，动态优化车道功能、公交专用道位置及公交优先信号控制等。

3 交通设计技术挑战和未来研究方向

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3.1 集成化交通设计，更深层应对交通供需矛盾

随着快速城市化与交通机动化，不断增长的活动和出行需求与有限的交通供给之间的矛盾更趋激化，未来交通设计亟须进一步向集成协同设计方向发展，即规划、设计、建设、管理乃至服务一体化集成协同，交通系统要素与交通模式集成协同，交通通畅、安全、便利、可靠、绿色、公平与环境和谐等多目标集成协同发展（图9），从而更深度地将交通规划和交通设计的目标与指标等加以精细化转化，将较静态的交通设计、动态性交通管理及实时性交通控制方案设计有机结合，并以交通服务为导向进行交通设计，从而整合优化交通系统及其要素的宏观规划、中观设计、微观管理措施资源，进一步实现交通设计的系统化、协同化、精细化、精准化。道路交通系统的干线及网络层组合优化设计在未来研究中是十分重要的。此外，随着汽车的变革发展，亟须开展新型交通设计理论与方法研究，并不断进行实地应用；针对不断的交通科技创新，进行最佳的整合与组合和集成优化，更是未来交通设计的发展方向。

3.2 服务导向型交通设计，促进多模式交通系统及设施协同发展

随着经济与社会发展，人们对生存、生产、生活与发展等提出了更高的品质要求。为此，城市及其交通系统的功能应当回归其“服务”的本质，交通设计亟须从以往关注交通系统硬件设施与工程的发展，转向对出行对象关于出行质量需求及其服务与品质满足程度的高度重视，并以此为导向，打造连续、可靠、便捷、舒适、公平、适应各类出行者（适老、关爱弱势出行群体等）的多模式交通和谐系统，注重各种交通方式有机衔接，尤其针对交通需求集中区域优化设计便捷、高效的高品质服务型公共交通系统，形成面向多模式出行的综合交通系统便捷、可靠衔接的交通设计理论与方法体系，实现“人便其行，货畅其流”和“人享其行、物优其流”，进一步促进城市及交通可持续发展^[15-16]。

3.3 精细化与精准化交通设计，支撑动态高效可靠的交通方案

新型汽车的出现有助于更加精细化、精准化、动态化的道路交通乃至综合交通系统设计^[17]。如何重构交通设计方法体系，进一步整合优化交通系统时空资源，最大化利用并提升系统效能，将是交通设计理念、理论与方法发展的新方向。特别是小型化汽车的新发展趋势将导致交通通行空间，如车道宽度、几何线形及交通标志标线等设计要素的标准规范重新制订，以更好地适应小型化汽车便捷性、高机动性等交通特征。智能化与网联化汽车将促使道路交通系统的时空资源利用从传统的静态转变为动态，如可变车道功能设计、交叉口流线组织等设计内容将更趋动态化。

3.4 基于实验与数据的交通设计，适应出行者在网联信息环境下的行为不确定性

如何构建新型设计方案与实施效果之间的相互作用关系，提升方案的可靠性、可用性与安全性是未来交通设计难点^[18]。面向人机混驾、智能网联、新型运载工具等交通新环境与新条件，未来交通设计理论与方法应充分利用极为丰富的交通数据、日渐完备的实验条件，以及显著提升的计算能力（图10），科学揭示道路交通系统运行基本特征与交通状态形成和演化规律，解析多模式交通系统与复合网络交互机制，拓展交通系统数字孪生理论技术，形成复杂交通系统实验与再现方法，仿真交通运行过程，提出可信的交通设计新技术及测评方法，并据此开展交通设计的方案优化与方案论证^[19]。

4 对策建议

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在全面推进城市修复与城市更新以及建设交通强国的大背景下，有必要系统地开展交通设计研究，与城市、经济、社会融合，形成交通设计体系新理论、新方法和新技术，从而系统化、精细化、智能化地破解供给约束条件下的城市交通发展难题，提升城市活力和交通品质，实现城市交通安心、便捷、通畅、高效和低碳的可持续发展。立足国情，着眼未来，提出如下中国交通设计技术发展对策建议。

4.1 高度重视交通系统性发展并将交通设计纳入建设流程

为了确保交通设计技术充分发挥作用，建议高度重视交通系统性发展并明确将交通设计作为建设体系中的必要流程，有据可依地规范开展交通设计业务。对于新建型交通系统及其设施建设项目，应在其规划之后、建设之前加入交通设计流程，有效地承接城市和交通规划的成果与理念，确保交通规划成果能“落实不走样”实施。对于改建性交通系统及其设施建设项目，应基于交通设计实施交通管理与控制。作为一个基于功能考虑、面向实际需求、确保性能和系统最佳化的关键中间技术环节，交通设计应被赋予类似于工程可行性研究的必须性，才能有效地承接并落实城市与交通规划成果，指导交通设施建设和交通管理。

4.2 推进规划设计建设管理一体化行政机制

为了应对资源强约束条件下城市交通问题尖锐、发展受限、不可持续等重大课题，亟须城市与交通决策、规划、设计、建设、管理、治理等政府管理部门，以及高校科研院所、规划设计院所等相关技术部门高度重视交通设计的关键作用和价值。因此，建议城市与交通相关的决策、规划、设计、建设、管理、治理应高度一体化+系统化+精细化+精致化+智能化+经典化并行，应建立多部门协同机制，促进各环节间的无缝衔接，真正实现城市与交通一体化、品质化、效能化的可持续发展。

4.3 明确交通设计的收费标准

交通设计是一个极其重要且高度复杂的专业化体系，为促进交通设计业务专业化开展，建议国家层面有关部门制订透明公正的设计收费体系，根据交通设计项目复杂程度、技术要求、资源投入等因素，确立合理的收费标准。在制定收费政策时，广泛开展市场调研，听取设计单位、咨询企业及业界专家等的意见，确保收费标准与市场价值相符。特别应设立相关监管机构，避免报价不客观，维护公平有序的交通设计市场环境。

4.4 完善交通设计标准规范

交通设计是在一定资源条件约束下，以交通功能、性能和系统服务水平最佳为目标，对系统及其设施进行优化设计。然而，以往以交通设施的运动学、力学、材料学及土木工程为主的相关标准规范已难以适应交通设计的要求，亟须系统地编制相关规范和标准。特别是随着新型汽车的智能化、网联化、小型化，未来道路交通流的基本参数、道路通行条件技术参数皆将重构，需建立面向网联化智能汽车的交通设计体系。为适应交通系统的新变化与新趋势，建议迅速补充并修订相关标准规范，在充分的理论研究以及示范工程实践基础上，规范新型设计模式与方法，明晰设计基础资料与条件以及方案适用性，并保证标准规范的科学性和实用性。

4.5 建立注册交通工程师资质制度

包括交通设计等高度专业化的交通工程科技工作已成为现代城市与交通系统发展极为重要的专业与学科领域。因此，亟须像城市规划、建筑设计、土木工程、市政工程等领域一样具有注册资质的交通工程师才能胜任。建议建立注册交通工程师资质制度，通过从业经验、课程培训、考试检验等多方面，确保其具备必要的专业知识和能力，并定期进行职业培训和继续教育，以适应不断更新的包括交通设计等交通工程技术与规范。建议政府和企业在项目招投标中要求聘用注册交通工程师，保障包括交通设计相关交通工程业务的专业性。

5 结束语

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设计是工程建设的灵魂。英国甚至试图通过设计提升国家的综合竞争力。随着中国经济与社会及城镇化的快速发展，交通设计技术的重要意义和应用价值也正在日益凸显。城市发展模式已从扩张型、硬件建设向内涵建设、功能与生态修复和精细化管理与服务，以及智慧城市与智能交通转型，因此，交通设计将迎来迅速而深入的发展阶段。未来交通设计的对象也将从一般意义上的道路交通系统设计、枢纽交通设计，不断地向综合交通系统及其管理与服务体系设计发展，甚至包括政策设计、综合立体交通枢纽优化设计、智能交通系统设计等，特别是适应车路联网与协同以及自动驾驶的快速发展，面向新需求和新条件的交通设计新发展方兴未艾。交通设计的深度也将随着交通系统理论研究的深入、交通运行与服务的品质化，以及交通资源和时空条件的限制，更趋系统化、科学化、精细化和精准化、生态化和人文化。交通设计手段也将从繁杂的创造与优化过程，向系统化、规范化、数字化、信息化与智能化方向发展，基于交通体检和诊断系统的交通设计计算机智能辅助系统将成为重要的发展方向。

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国家自然科学基金(52072264)
国家自然科学基金(52122215)
国家自然科学基金(52202401)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

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2023年第2卷第3期

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1915

951

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doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.03.004

接收时间：2023-04-10
出版时间：2023-09-20
发布时间：2023-10-10

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作者

出版历史

收稿日期：2023-04-10
修回日期：2023-08-21

基金

国家自然科学基金(52072264)

国家自然科学基金(52122215)

国家自然科学基金(52202401)

作者信息

1.上海理工大学智慧城市交通研究院，上海 200093

2.同济大学交通运输工程学院，上海 201804

3.道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804

通讯作者:

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表12种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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