基于合作博弈的平面信号交叉口行人和机动车干扰研究

论文摘要

在平面信号交叉口,行人、机动车和自行车之间的冲突广泛存在,由此引起了延误的增加、通行能力的下降,同时也带来了极大的安全隐患。而目前国内外对人机干扰的研究较少,在已有的研究中,尚缺乏较成熟的微观模型和完善的理论体系。为此,本论文结合导师主持的国家自然科学基金项目“信号平交路口行人服务水平若干问题研究”,深入探讨了人机干扰机理,并建立了人机相互穿越微观决策模型。本论文重点研究以下几个问题：1、考虑上游干扰区影响的人机干扰机理研究根据视频观测划分机动车在交叉口内的活动区域,通过对比分析有、无上游自行车干扰时,机动车通过各区域的速度和车头时距的变化,来研究交叉口上游的自行车干扰区对下游行人干扰区前后机动车运行特性的影响,并分析这种干扰对机动车穿越行人流的行为及穿越决策的影响；探讨人机相互穿越微观行为及各自的穿越影响因素；从速度和车头时距两个方面定量分析人机干扰对混合交通流运行特性的影响。2、建立基于合作博弈的人机相互穿越决策模型建立行人与机动车的双矩阵博弈模型,利用已有的对行人过街危险系数的定义,通过实测样本求得行人过街危险系数的临界值,以此为标准达成行人与机动车之间的具有约束力的协议；提出行人与机动车博弈的纳什谈判问题及相关解法；通过实例计算,证明合作博弈模型的可用性；通过实测样本的验证,证明合作博弈模型较好的预测精度。本文创新点：在研究人机干扰机理时考虑了上游干扰区的影响和在建立人机相互穿越决策模型时对合作博弈理论的应用。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本文研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究综述
• 1.2.1 行人过街微观行为研究综述
• 1.2.2 行人过街交通特性研究综述
• 1.2.3 人机干扰研究综述
• 1.3 本文研究的主要内容和方法
• 1.3.1 本文研究的主要内容
• 1.3.2 本文研究的主要方法
• 2 基于合作博弈的人机相互穿越决策模型理论基础
• 2.1 人机干扰基本概念
• 2.1.1 人机干扰、干扰类型、干扰程度
• 2.1.2 干扰区、判断区
• 2.1.3 行人群、穿越间隙
• 2.2 博弈论相关概念
• 2.2.1 博弈论及其基本要素
• 2.2.2 博弈论在交通中的应用
• 3 混合交通流数据采集与分析
• 3.1 基于视频的混合交通流数据采集方法
• 3.1.1 交通调查目的
• 3.1.2 所需调查参数
• 3.1.3 选点的步骤和原则
• 3.1.4 调查方案
• 3.2 数据提取与整理分析
• 3.2.1 视频数据基本处理过程
• 3.2.2 数据提取方案
• 3.2.3 数据分析方法
• 4 考虑上游干扰区影响的人机干扰机理研究
• 4.1 相邻干扰区影响分析
• 4.1.1 机动车运行区域划分
• 4.1.2 机动车通过上游干扰区速度改变特性
• 4.1.3 机动车通过上游干扰区车头时距改变特性
• 4.1.4 上游干扰区对机动车穿越行人决策的影响
• 4.2 人机穿越微观行为分析
• 4.2.1 机动车穿越行人微观行为分析
• 4.2.2 行人穿越机动车微观行为分析
• 4.3 人机干扰机理分析
• 4.3.1 人机干扰产生原因
• 4.3.2 人机穿越影响因素
• 4.4 人机干扰对信号交叉口混合交通流运行特性的影响分析
• 4.4.1 人机干扰对信号交叉口混合交通流速度的影响分析
• 4.4.2 人机干扰对信号交叉口机动车车头时距影响分析
• 5 基于合作博弈的行人与机动车相互穿越决策模型
• 5.1 模型的建立
• 5.2 模型的求解
• 5.2.1 非合作博弈下的模型求解
• 5.2.2 合作博弈下的模型求解
• 5.3 实例计算
• 5.4 模型验证与分析
• 5.4.1 模型验证
• 5.4.2 模型分析
• 6 结论
• 6.1 本论文的总结
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集