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机非相互穿越模型是信号交叉口混合交通微观仿真系统中反映机动车和自行车相互影响的核心模型. 为了描述交叉口处机动车穿越自行车流的决策行为,分析了两相位信号交叉口右转机动车穿越邻道直行自行车的微观行为,提出了基于BP神经网络的机动车穿越决策模型. 以北京2个交叉口调查数据为基础,对该模型验证并与Logistic模型比较,结果表明BP模型优于Logistic模型且具有较好的预测精度. 根据所建模型的映射关系计算出系统输出对输入参数的一阶灵敏度矩阵,灵敏度分析结果表明,自行车提供给机动车的穿越间隙是影响机动车穿越决策行为的决定性因素,且间隙在2.76s～2.96s变动时对机动车穿越决策行为影响最大.     

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混合交通是我国城市交通的主要特征，特别是在平面信号交叉口。同相位不同方向行驶的机动车和自行车之间产生大量的干扰，严重影响了交叉口的通行能力，增加了安全隐患，给交通管理带来了难以治理的问题。微观行为模型是研究机非混合交通的有效工具，本文基于三相位信号控制交叉口处的机非混合交通问题，分析了影响机动车右转弯通过交叉口的主要因素，建立了右转机动车在信号交叉口内穿越直行自行车的微观行为模型和自由行驶模型，并利用实测数据对模型参数进行了标定，验证了模型的有效性。该模型揭示了信号交叉口处的机非干扰机理，为进一步研究混合交通条件下机动车的微观行为模型提供了一种方便、高效的仿真分析手段。     

绿灯倒计时影响下机动车微观驾驶行为分析与决策建模

机动车在交叉口信号相位切换期间的驾驶行为对于城市道路交通安全至为重要,本文对绿灯倒计时影响下的机动车微观驾驶行为与“通过/停止”决策进行研究.首先,利用驾驶模拟器进行1组单盲实验来提取车辆的接近速度、反应时间、减速度等参数.其次,详细地刻画了车辆进入交叉口范围至行驶至停止线全过程的微观驾驶行为.再次,综合交通因素及驾驶员个体特征等解释变量,建立了随机效应Logistic模型以描述车辆的“通过/停止”决策行为.结果表明：车辆进入交叉口范围后会“先减速,再加速,再减速”,加速通常出现在距停止线30~ 40 m的范围内,且绿灯倒计时与黄灯启亮前期对驾驶员具有催促作用;速度、距离、年龄、性别对车辆的“通过/停止”决策行为具有显著影响;随机效应Logistic模型比Logistic模型更能表征其他未纳入模型的因素及反映不同交叉口与驾驶员的异质性.     

基于行人影响的信号交叉口右转车辆跟驰模型

为探究在不同场景下行人对信号交叉口右转车辆跟驰行为的影响,采用无人机采集信号交叉口视频录像,通过视频分析技术提取信号交叉口右转车辆跟驰数据,提出考虑行人过街平均流率影响的右转车辆优化速度函数,构建不同场景下基于行人影响的信号交叉口右转车辆跟驰模型,并对模型进行参数标定和仿真验证.结果表明,保守驾驶员为避免人车冲突会先减速后停车,等待20 s可放行约27人;激进的驾驶员选择在过街行人间隙强行穿越人行横道,穿行前平均速度由13.8 m/s降至8.3 m/s,穿越完成后加速离开,速度波动较小,符合实际情形.     

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对北京市信号交叉口的自行车和行人在混合交通流中的微观行为进行研究分析。研究中使用视频采集技术和数据分析技术来收集和分析自行车和行人在交叉口的行为。论文的主要研究结果是信号交叉口字自行车和行人的各种微观行为特征和基础行为模型， 这些结果有助于理解信号交叉口混合交通流的行为，并为城市混合交通流的微观交通模拟模型提供基础数据和理论依据。     

信号控制交叉口自行车流体扩散模型

如何确定信号控制交叉口自行车的通行能力对交叉口配时和渠化设计有重要意义。揭示了信号控制交叉口自行车流的运行特性,建立了自行车流体扩散模型,对不同交叉口宽度、不同信号配时的混合交通条件下交叉口自行车通行能力进行计算,得出交叉口宽度与自行车通行能力呈负线性相关。通过自行车流体扩散影响分析,得出自行车对机动车、尤其是同向右转及对向左转车辆的通行能力影响较大的结论。最后,根据哈尔滨市4个信号控制交叉口实际调查数据,得到考虑机动车影响的信号控制交叉口自行车通行能力计算结果,并与北京市观测值进行了对比。     

两相位信号交叉口半感应控制算法

为了研究城市交叉口行人、自行车群对半感应控制配时算法的影响,通过分析两相位交叉口左转车穿越行人、自行车群的特点,应用临界间隙理论,根据左转车到达与离去平衡的基本原理,在HCM2000(highway capacity manual 2000)最小绿灯时间服务模型的基础上,建立了半感应控制算法的最小绿灯时间计算模型.用该算法计算信号配时方案,并在北京市怀柔区进行现场试验,用信号控制延误评价服务水平.结果表明,该模型可以使信号配时方案更适合行人和自行车多的实际情况,使交叉口总延误时间下降了37.8%,服务水平从C级提高到B级.     

非机动车影响下信号交叉口通行能力计算模型

为量化非机动车对信号交叉口通行能力的影响,分析了信号交叉口非机动车影响机动车运行的方式,估计了其持续时间,基于流量-速度关系,计算了不同情况下的饱和流率,建立了非机动车影响下典型信号交叉口通行能力模型。计算结果表明:利用本模型计算的左转、直行机动车通行能力总体上低于HCM(Highway Capacity Manual)计算值;而右转机动车通行能力计算值在非机动车流量较低时与HCM计算值接近,在非机动车流量较高时略高于HCM计算值。可见,此模型可有效应用于计算非机动车影响下的信号交叉口通行能力。     

考虑自行车交通的非常规交叉口通行优化设计方法

为了进一步提升非常规交叉口的通行能力,避免机动车和左转自行车在主信号处的冲突,针对U型回转交叉口、连续流交叉口、排阵式交叉口、借用出口车道左转交叉口、平行流交叉口提出行人自行车专用相位、在预信号处设置直行机动车预停车线和左转自行车过街通道、左转自行车二次过街、左转自行车跟随本向左转机动车一起过街等优化设计方法。此外,选择已落地实施的连续流交叉口,将现状方案和优化方案进行对比分析。结果表明,左转自行车优化设计方法有效避免左转自行车和机动车在主信号处的冲突,提高交叉口通行效率。     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

BP Simulation Model and Sensitivity Analysis of Right-turn Vehicles' Crossing Decisions at Signalized Intersection

Inter-crossing behavior model of motor vehicles and bicycles is the key part of micro-simulation for mixed traffic at signalized intersection. The microscopic behaviors of the motor vehicles passing through the bicycle flow at a two phased signalized intersection were analyzed to reproduce the passing behavior of motor vehicles. A BP neural network model was proposed to describe the motor vehicles' passing decision. Based on the field data at two typical intersections in Beijing, the model was validated and compared with the Logistic model. The results indicated that the BP model was more effective than the Logistic model and had better prediction accuracy. First derivative sensitivity matrix of the BP model was established. The sensitivity analysis showed that the most important factor impacting on the motor vehicles' passing decision-making behavior is the gap allowing motor vehicles to pass through. The passing decision-making behavior is the most sensitive to the gap when it lies between 2.76 s and 2.96 s.     

考虑前车状态的智能网联车交叉口行为决策

为使智能网联汽车（intelligent connected vehicle, ICV）在复杂交通环境下高效、安全地通过信号交叉口，在车联网实时获取信号灯和前车状态信息的基础上，建立了智能网联汽车通过信号交叉口的驾驶行为决策框架. 通过跟驰模型推导智能网联汽车和前方车辆在未来的行驶状态，预测得到前方车辆是否要通过交叉口的行为，进一步分别对智能网联汽车是领头车和跟随车时通过交叉口停止线的条件进行判断；将换道加入到驾驶方式中来寻求更高的通行效率，用基于换道时间模型的方法判断智能网联汽车换道后的通过条件；仿真对比分析了所提出模型和现有模型的决策能力，讨论了影响决策过程的关键因素. 研究结果表明:相比于现有模型，综合信号灯和前车行驶意图的决策方法能够提高智能网联汽车对通行条件判断的准确性，从而进行更合理的行为选择，随着单位绿灯剩余时间的增加，车辆决策通过交叉口的概率可提高20%，当前车道的车辆位置对决策结果影响显著.      

提前右转组织方式及其影响分析

以可插车间隙理论和概率论为基础,建立了固定与可变交织区长度的提前右转组织方式下右转机动车通行能力计算模型与延长交织区所能够增加的通行能力的计算模型,提出了提前右转组织方式的适用条件。以平均延误为指标,对比分析了两种组织方式下右转机动车的运行效果,基于Webster信号配时方法,对实行提前右转方式的交叉口内直行和左转车流的通行能力进行了分析。分析结果表明:采用提前右转组织方式后交叉口直行和左转通行能力增加;在右转机动车提前右转能够满足通行能力时,提前右转可减小冲突区的面积,否则,可以通过延长交织区长度来增加通行能力,以减少右转车的平均延误。     

基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究

针对过饱和信号交叉口车辆高能耗问题,以信号交叉口整个过饱和交通状态持续时间作为研究时段,利用定数理论分析车辆排队长度、停车次数和通行时间,确定车辆在信号交叉口的减速、怠速、加速和匀速行驶时间,进一步依据车辆在不同行驶状态下的能源消耗率,建立了过饱和交叉口所有车辆第1次停车至通过停车线的平均能耗模型.为了验证模型的准确性,以某个两相位过饱和交叉口为例,对不同交通流量下的车辆能耗进行计算,并将计算结果与VISSIM仿真结果对比分析,结果表明,本文模型对过饱和信号交叉口的车辆能耗分析具有一定的合理性.同时,依据此模型分析了信号配时对过饱和交叉口车辆能耗的影响,说明了优化配时参数对于过饱和交叉口车辆节能具有重要意义.     

信号交叉口过渡信号期间行人过街选择行为分析

主要对行人过渡信号期间信号灯不同显示方式下行人过街的影响因素进行分析,并建立了行人过街行为的预测模型.使用视频和问卷调查法,在重庆市3 个交叉口进行拍摄,记录下行人在过渡信号期间的过街行为.同时,对通过交叉口的行人使用截断式调查的方式进行问卷调查.问卷基于计划行为理论进行设置,为了验证问卷的有效性和科学性,调查后对问卷进行了信度和效度验证,结果表明该问卷能够反映过渡信号阶段行人过街选择行为的决策机理.同时,通过上述调查分析结果表明,心理因素中行人的态度对行人过街行为影响最大.用Pearson x2 检验法,分析了影响行人选择行为的因素,并建立了二元Logit模型预测行人在过渡信号期间的过街行为.     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式，建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型，建立了交叉口换道规则，增加主动减速规则；对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性，以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力，但长度并非越长越好，当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞，总体上等候区是一种值得借鉴的方式；非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式,建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型,建立了交叉口换道规则,增加主动减速规则;对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性,以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力,但长度并非越长越好,当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞,总体上等候区是一种值得借鉴的方式;非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

视线受阻条件下车辆对行人过街安全的影响

车辆经过交叉口,当车辆视线受阻时,对过街行人安全造成一定影响。利用随机威布尔分布函数,对车辆的可接受间隙概率参数进行估算。利用实际数据分析在有无视线遮挡情况下右转车辆的可接受间隙行为变化,并对连续右转车辆的车头时距进行简单描述。分析结果显示,在视线受阻情况下,右转车辆更倾向于选择较小间隙,连续右转车辆的车头时距也较大。该情况会增加人—车冲突,增加交通延迟、降低右转车辆的通行能力。