摘 要

慢行交通指的是非机动化的交通。慢行交通流混合在一起过街时，人行横道上的人、自行车、电动车共同过街时由于空间资源有限，不可避免的会产生很多微小的冲突，存在巨大的安全隐患。

和平大道铁机路口交通量大，慢行交通混合过街冲突尤其明显，本文在参考大量相关文献之后，确定研究1号人行横道的慢行交通流混合过街冲突。通过对视频数据的分析，总结得出了和平大道铁机路口1号人行横道上慢行交通混合过街的交通量特性、速度特性以及密度特性。本文定义了慢行交通混合过街冲突并按照不同类型进行分类，并结合数据分析，总结得出慢行交通混合过街的冲突特性。随后本文通过将自行车、电动车换算成行人计算得出交通流密度数据，联系交通冲突数量数据得出反映交通流密度与交通冲突数量关系的回归方程模型。最后本文定义了交通冲突强度，使用累计Logistic回归建立了反映交通密度与交通冲突强度关系的模型并且对模型进行了验证，证明了该模型的有效性。

关键词：慢行交通；交通特性；冲突特性；冲突模型

Abstract

Slow traffic refers to non-motorized traffic. When the slow traffic flow is mixed together to cross the street, people, bicycles and electric vehicles on the sidewalk will inevitably produce many minor conflicts because of the limited space resources, and there are huge potential safety hazards.

The traffic volume at the railway junction of Heping Avenue is large, and the mixed conflict of slow traffic is particularly obvious. After referring to a large number of relevant literature, this paper determines to study the mixed conflict of slow traffic flow at No. 1 crossing. Through the analysis of video data, the traffic characteristics, speed characteristics and density characteristics of mixed slow traffic crossing on No. 1 pedestrian crossing of Heping Avenue Railway are summarized. This paper defines the mixed Street conflicts of slow traffic and classifies them according to different types. Combining with data analysis, the conflict characteristics of mixed Street conflicts of slow traffic are summarized. Then, this paper calculates the traffic flow density data by converting bicycles and electric vehicles into pedestrians, and gets the regression equation model which reflects the relationship between traffic flow density and traffic conflict quantity based on the traffic conflict quantity data. Finally, this paper defines the intensity of traffic conflict, establishes a model reflecting the relationship between traffic density and traffic conflict intensity by using cumulative logistic regression, and verifies the model, which proves the validity of the model.

Key words: slow traffic; traffic characteristics; conflict characteristics; conflict model

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 慢行交通特性研究 1

1.2.2 慢行交通安全研究 2

1.3 研究内容 3

1.4 技术路线 3

第2章 慢行交通过街交通特性研究 5

2.1 数据收集 5

2.1.1 调查准备 5

2.1.2 调查主要内容与方法 5

2.1.3 数据处理 6

2.2 慢行交通流过街特性 7

2.2.1 慢行交通流过街交通量特性 7

2.2.2 慢行交通流过街速度特性 9

2.2.3 慢行交通流混合过街密度分析 12

2.3本章小结 13

第3章 慢行交通混合过街冲突特性研究 14

3.1 慢行交通交通冲突概述 14

3.1.1 慢行交通混合过街冲突的定义 14

3.1.2 慢行交通混合过街冲突分类 14

3.2 慢行交通过街冲突分析 15

3.2.1 基于冲突原因的冲突分析 15

3.2.2 基于冲突对象的冲突分析 17

3.3 本章小结 20

第4章 慢行交通混合过街冲突模型 21

4.1 换算系数的研究 21

4.2 慢行交通混合过街冲突数量模型 22

4.3 慢行交通混合过街冲突强度模型 24

4.3.1 慢行交通混合过街冲突强度定义及分级 24

4.3.2 Logistic模型 25

4.3.3 累积Logistic模型建立 26

4.3.4 模型验证 26

4.4 本章小结 27

第5章 结论与展望 28

5.1 主要结论 28

5.2 问题与展望 28

参考文献 30

致谢 32

第1章 绪论

1.1 目的及意义

交叉口作为城市路网的重要组成部分，起到了承接不同方向的线路的作用，其中汇聚了大量不同方向的交通流。在交叉口中，慢行交通流无论是与机动车之间的产生的冲突，还是自身内部的冲突，均影响到了交通流实体行驶的安全性。目前，随着选择使用慢行交通出行的现象在城市中越来越普遍，慢行交通过街的问题也在逐渐增长。所以为了促进慢行交通系统的发展、提升城市道路的安全性，减少城市慢行交通的安全问题，创造一个舒适的慢行交通出行的环境变得极为重要。

和平大道铁机路交叉口其周围存在商圈、学校等设施人流量巨大。和平大道作为城市主干道车流量也不容小觑。作为一个大型的交叉口，慢行交通过街问题尤其明显。所以对其研究并采取相应的措施是有必要的。

1.2 国内外研究现状

国内外对行人平面过街这方面的研究很多，按其侧重点不同基本可以分为两大类：一是以慢行交通特性的研究，比如步行速度特性、非机动车速度特性等。二是研究慢行交通安全，比如行人、自行车过街安全等方面的研究。

1.2.1 慢行交通特性研究

于珊珊等^[1]通过对非机动车道上的慢行交通进行观察分析分析得到了交通基本特性。通过对数据的拟合分析构建了非机动车通行能力和交通流密度、道路宽度等自变量的关系模型。

周钊等^[2]通过对城市路段上交叉口内部大量过街行人的行为进行数据的收集,进行研究分析之后得出结论：行人过街时由于受到其他因素的影响，其速度普遍比路段速度要低。女性行人的步行速度、随机性普遍小于男性行人;随着年龄的增大,行人的步行速度越低。

陶思然^[3]通过研究视频资料,对非机动车的超越行为进行建模分析,并对非机动车超越行为引发的跟随和避让行为也进行了说明,明确了非机动车之间相互干扰的机理。

Cornelia von Krüchten等^[4]通过在不同交叉口观察不同规模的行人组群释放活动而对行人组群的形成机理及其产生的影响进行了研究和分析，引入了一系列新的组群参数来定量地描述行人组群的力学特征和群体成员的配置情况，分析结果显示行人组群近似呈前进方向为长轴的椭圆形，组群内明显的协同性导致组群内部成员之间强烈的聚合作用和间歇性的释放方式，而对于大型行人群体，由于行人组群内部自组织作用的影响，所需的释放时间可能会减少。

Cherry等^[5]使用了两种不同的方法分别测量了自行车和电动车的平均速度和行驶时间。同时还定性的研究了行人的步行速度以及行人交通行为等。

1.2.2 慢行交通安全研究

李德标等^[6]具体阐述了交通安全设施设置的准确性对于慢行交通的重要性，例如行人二次过街设施摆放的正确，人行横道的合理设置等对于慢行交通安全均有重大影响。

毕家铭等^[7]在保证交叉口环境和行人过街安全的情况下,分析交叉路口环境和行人过街的行为, 提出有利于行人安全舒适过街的设计方法和道路环境安全措施：过街天桥和地下通道的建设、过街天桥和地下通道与周边建筑的结合设计、过街安全岛的建设。

李兴华^[8]以城市交叉口上行人和非机动车行驶过街入手，分析在交叉口交通设计中存在的问题,从慢行交通、行人二次过街、过街设施的摆放等五个角度研究交通设计的问题并提出相应的改善措施。

Martin^[9]通过研究发现行人在过街时耐心十分有限，当等待过街的时间多于40s的时候，不遵守规则过街的行人会大幅增多。

沈佳伟等^[10]通过数据测量研究得出车头时距分布函数、行人穿越机动车临界间隙、行人占用冲突区域时长，并使用这三个重要参数建立了行人量与行人占用冲突区域时长的函数关系模型。

周竹萍等^[11]通过视频数据的采集，得到人车的冲突的数据。通过视频资料详细地阐述了人车冲突的类型，定义了描述人车冲突的强度划分。最后运用FCM聚类分析方法得出各类冲突的严重程度。

郑柯等^[12]对多个信号交叉口的过街交通流和过街时交通流产生的冲突进行调查分析，并使用相关数据处理软件对数据进行了分析研究，从而描述慢行交通混合过街交通流特性并建立相应的冲突概率模型。

秦余等^[13]通过分析行人与非机动车运行轨迹的重合度，研究行人与非机动车各类型出行方式之间的干扰程度；通过分析自由状态和非自由状态下行人和非机动车的水平偏移量、速度、加速度、加速度方差的区别，研究对行人与非机动车运动产生的影响的原因。

Virkler M等^[14]建立了以行人、自行车等为研究对象的低流量条件下的交通冲突数回归计算公式。

Ou Hui等^[15]提出了一种策略来控制每个电动车在信号交叉口的运动，并设计一些规则来探索每个电动车的运动以及所提出的策略对信号交叉口的每个电动车运动的影响。数据显示，该策略可以有效的提高信号交叉口电动车的运行效率。

Bai等^[16]采用交通冲突技术作为替代措施，对机动车进行安全性评价。采用广义线性回归模型，将电动自行车与常规自行车之间的后端冲突频率与中间街区自行车道上的运行速度联系起来，建立了安全性能模型。

1.3 研究内容

本论文分为五章，具体研究内容如下：

第1章为绪论，介绍论文的主要研究对象，针对研究问题总结国内外已有的研究成果以及研究现状，并且简单说明论文的研究方向以及相应的研究技术。

第2章为视频数据的收集、处理和分析与和平大道铁机路口慢行交通混合过街交通特性分析。视频数据收集包括慢行交通流信息调查和交叉口几何信息调查。通过对数据的处理分析，研究慢行交通混合过街交通流在早晚高峰时期的交通量、速度、密度特性。为后续的章节提供理论和数据的支持。

第3章为和平大道铁机路口慢行交通混合过街交通流冲突特性研究。首先对慢行交通混合过街冲突进行定义然后按照不同的标准分类，研究基于冲突原因和冲突对象的冲突特性分析，为第4章创建冲突模型打下基础。

第4章为和平大道铁机路口慢行交通混合过街交通流冲突模型建立。将自行车和电动车全部换算成行人来计算出慢行交通流密度，将交通流密度和交通冲突数量数据进行拟合得出慢行交通混合过街冲突数量模型。之后定义冲突强度这一概念，建立反映冲突强度与交通密度关系的慢行交通混合过街冲突强度模型。

第5章为研究结论及展望。

1.4 技术路线

通过研究和分析国内外的研究现状，加上实地的考察来进行研究分析。技术路线如下所示：

1.通过摄像、拍照的手段对和平大道铁机路口进行实地观察研究，采集各项交通数据（如慢行交通流流量，过街速度等）。

2.通过对数据进行整理，分析数据得到和平大道铁机路口慢行交通过街交通特性（如交通流密度、速度等）。

3.定义交通冲突的类型，在不同类型中对慢行交通流中的实体进行分析，得出其冲突特性。

4.对慢行交通密度与冲突数进行回归分析，得出它们的函数关系。定义冲突强度的概念，使用SPSS软件建立反映冲突强度与交通流密度关系的冲突强度模型。

技术路线图如下图1.1。

图1.1技术路线

第2章 慢行交通过街交通特性研究

2.1 数据收集

和平大道铁机路交叉口慢行交通混合过街交通流数据和慢行交通流交通冲突数据对于研究交叉口的交通流特性以及冲突特性研究起到关键性的作用。准备工作包括数据采集内容、数据收集方法、数据处理方法等。

2.1.1 调查准备

（1）调查区域

本文所研究的和平大道铁机路口共有四条人行横道，如下图2.1所示。因为主干道和平大道存在信号配时错位，所以2号和3号人行横道存在二次过街的情况，故不在研究范围之内。4号人行横道左侧为地铁施工区域，右侧是医院，人流量极少几乎不存在慢行交通过街冲突的情况，所以4号路口没有被研究的价值。相比之下，1号路口慢行交通流量大且满足不同比例的要求，且为一次过街，所以1号人行横道是本文调查的主要对象。

图2.1交叉口人行横道编号情况

2.1.2 调查主要内容与方法

本次调查使用视频观测法和实地测量数据，对交叉口的尺寸、慢行交通流特性、慢行交通过街冲突等情况进行调查。

1. 交叉口基本数据

交叉口需要测量的尺寸如下：1）1号人行横道的宽度；2）1号人行横道的长度；3）信号灯的周期

1. 慢行交通流特性

在人行横道上过街的慢行交通流，无论是同向还是对向个体之间都会存在影响。本次调查主要调查统计两个方向各个慢行交通流的交通量、密度、速度。

1. 慢行过街冲突

本次采取该交叉口的视频数据，5天（天气晴朗的工作日）早晚高峰各一个小时（共计10个小时）的视频数据。慢行交通流混合过街冲突类型包括同向冲突和对向冲突。（具体划分见本文3.1.2 慢行交通混合过街冲突分类）

2.1.3 数据处理

视频使用相关视频处理软件进行观测处理。交通量数据处理表格格式如下表2.1所示，记录的内容为每两分钟内正反方向所有过街的行人、自行车、电动车的交通量。慢行交通流冲突数据处理表格如下表2.2所示，记录交通冲突类型、交通流冲突对象。本次采取该交叉口的视频数据，5天（天气晴朗的工作日）早晚高峰各一个小时共计10个小时的视频数据。

表2.1 交通流数量记录

表2.2 交通冲突记录表

2.2 慢行交通流过街特性

本次调查主要分析的是和平大道铁机路交叉口内慢行交通混合过街时交通流的交通量、速度以及密度特性。

2.2.1 慢行交通流过街交通量特性

交通量是指在一定的时间内，经过道路上某一点、或某一条车道的交通实体的数量。本次调查针对交通量的构成以及过街的方向分布进行分析，并且比较早晚高峰时期两者的相似和不同之处。定义在1号人行横道上从西向东过街为正方向过街，反之为反方向过街。交通量的构成调查和过街方向调查如表2.3早高峰时期过街交通量构成和方向构成，表2.4 晚高峰时期过街交通量构成和方向构成所示。该表记录了不同方向过街单位数量，每次过街的单位总量，以及每个交通单位的数量分布。

表2.3 早高峰时期过街交通量构成和方向构成

表2.4 晚高峰时期过街交通量构成和方向构成

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