基于效率和安全的人行横道合理间距研究

论文摘要

随着社会经济的发展,城市交通问题已经越来越受到人们的重视,而步行是城市交通中一种重要的出行方式,在某些情况下甚至是不可取代的。行人是交通环境中的“弱势群体”,尤其是在人行横道处,而人行横道是我国城市中行人过街设施中的重要组成部分。在行人需要穿过街道的时候,若满足行人自由自在过街要求,势必会损害行人安全,同时也会影响车辆通畅行驶。因此如何缓解路段上过街行人与机动车之间的冲突,如何提高行人过街效率及机动车的运行效率,人行横道的合理设置有着重要的意义。本文依托国家重点基础研究发展计划(973计划)(编号:2005CB724205),针对目前城市交通现状结合机动车和行人各自的交通特性,提出相应的人行横道合理间距。依据这两方面进行改善,最终提高交通流的运行效率,尽可能保障行人过街的安全性。本文研究各种城市道路条件下人行横道处行人交通流的相关特性,定性分析了人行横道处人、车运行的相互干扰过程、行人过街的运动特性、行人过街的心理特性以及行人过街效率分析;并在其理论分析的基础之上,针对和平大道人行横道处的实际情况,进行实际观察和试验数据的分析,并结合前人分析结果,分析了行人到达人行横道的规律、行人过街的速度特性及过往车辆的速度特性,借助于VISSIM仿真环境,建立了行人过街与车辆相互作用的仿真模型,获得通行能力、车均延误、人均延误、冲突数等相关评价指标,并通过Matlab程序计算得最大李亚普诺夫指数获得交通流稳定性,依据交通流的运行特征推出人行横道上的行人过街量。通过SPSS对各个指标进行相关分析,得到各指标不可能在同一间距下取得最优值,则需要结合道路管理功能,综合分析不同功能道路对安全、效率与稳定的不同需求,采用多目标决策方法来确定安全、效率与稳定三者之间的平衡点,最终确定各种道路条件下人行横道的合理佳间距,研究结果对于改善交通流的稳定、效率和安全性具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义和背景
• 1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 现状研究中存在的问题
• 1.3 研究目标、内容和思路
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 技术关键问题
• 1.3.4 研究方案及章节安排
• 第2章 行人过街特性分析
• 2.1 行人过街行为分析
• 2.1.1 行人过街的客观环境和主观需求
• 2.1.2 行人过街心理特性
• 2.1.3 行人过街运动特性
• 2.1.4 行人过街行为描述
• 2.2 行人过街交通流特性
• 2.2.1 行人交通流基本特征参数
• 2.2.2 行人交通流速度特性
• 2.2.3 行人到达人行横道规律
• 2.2.4 行人过街几个重要参数
• 2.2.5 人车相互干扰分析
• 2.3 小结
• 第3章 稳定、效率和安全三者的度量
• 3.1 交通流稳定性评价
• 3.1.1 混沌思想
• 3.1.2 李雅普诺夫指数
• 3.1.3 交通流稳定性及其识别
• 3.2 交通流效率度量
• 3.2.1 机动车运行效率度量
• 3.2.2 行人过街效率度量
• 3.3 交通流运行安全判定
• 3.3.1 交通冲突技术概述
• 3.3.2 交通冲突技术的发展现状
• 3.3.3 交通冲突技术的缺陷
• 3.4 小结
• 第4章 基于VISSIM的人行横道间距模拟实验
• 4.1 VISSIM介绍
• 4.2 基于VISSIM的仿真实验参数
• 4.2.1 快速路的参数设置
• 4.2.2 主干道的参数设置
• 4.2.3 次干道的参数设置
• 4.2.4 支路的参数设置
• 4.2.5 人行横道上行人数量的设置
• 4.2.6 定时控制方案的确定
• 4.2.7 仿真参数
• 4.3 行人过街仿真模型的建立
• 4.3.1 建模思想
• 4.3.2 模型建立
• 4.4 VISSIM模拟的交通冲突定义
• 4.4.1 VISSIM模拟的交通冲突数统计
• 4.4.2 基于VISSIM的交通冲突模拟流程
• 4.5 VISSIM模拟下的交通流稳定性、安全和效率
• 4.5.1 主干道无控制下的实验结果
• 4.5.2 快速路的灯控下的实验结果
• 4.6 小结
• 第5章 基于道路管理功能的人行横道间距的确定
• 5.1 道路管理功能
• 5.1.1 城市道路分级
• 5.1.2 道路功能类别
• 5.2 基于综合权重的人行横道间距多目标研究
• 5.2.1 间距的选择涉及指标的处理
• 5.2.2 指标权重的确定
• 5.2.3 最佳间距的优选
• 5.2.4 应用实例
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文及参研情况
• 一、发表的学术论文
• 二、参与的科研项目
• 附录