无信号交叉口交通弱势群体穿越主路的交通行为建模

摘要

城市道路网中存在着许多形状和大小各异的主/次路相交的无信号交叉口,机动车、非机动车、行人等具有不同交通特性且相互冲突的混合交通流在这里汇集。但空间布局不合理和有效的交通组织管理的缺失,导致此类交叉口效率低下、事故频发。目前,在包括我国在内的中低收入国家,电动自行车、行人、普通自行车等“交通弱势群体”构成了道路交通事故死亡和伤害的主体。但在城市规划和道路建设上,此类人群的安全远没有得到足够的重视[1],而且对这类交叉口的交通管理和控制措施尚无统一的标准。因此,本文以国内城市交通中弱势群体过街行为为研究对象,以数据采集为主线,从人、车、路和环境的角度分析其穿越的基本规律及特性,目的是通过所建立的数学模型的分析来减少此类交叉口的交通事故。
　　 通过实地调查发现,对于以正常速度行驶的车辆和耐心等待足够大的临界间隙出现后再穿越主路的交通弱势群体,他们之间是不会发生交通事故的。交通事故的发生往往是其中的某一方或双方出现了问题,或是主路机动车在通过无信号交叉口时高速行驶,或是弱势群体在主路上出现较小的车头时距时强行穿越。因此,本文提出把临界间隙作为变量来进行研究,即研究交通弱势群体穿越主路时的间隙选择行为与主路上车辆的行驶速度、车型,弱势群体的性别、年龄以及交通安全设施等影响因素的关系。
　　 首先应用交通调查经验分析研究方法,采集了大量的各类交通流的视频数据,并以此为基础,运用数理统计和回归技术研究各类交通流的运行规律和行为特征,得出了在不同交通安全措施下,主路车头时距和机动车速度的分布规律,次路上电动自行车、行人、普通自行车这三类交通弱势群体穿越主路的临界间隙差异、等待时间分布、过街速度分布和过街方式选择倾向。
　　 进而建立了描述弱势群体间隙选择行为与主路间隙、主路车速、主路车型、弱势群体过街速度、等待时间之间关系的Logistic模型;建立了与弱势群体类型、性别、年龄、过街方式、过街干扰有关的弱势群体过街速度多元线性回归模型;并以次路是否有弱势群体、主路车型、主路交通量及交通安全设施完善程度等为自变量,建立了主路机动车速度的多元线性回归模型。通过验证证明了模型整体上具有较好的预测精度。为在这类交叉口处采用更科学的、行之有效的交通管理措施提供了量化依据,对交通行为的基础研究具有参考价值和理论意义。