毕业论文-平面交叉口自行车交通安全特性研究.doc

北京城市学院2012届毕业设计(论文)平面交叉口自行车交通安全特性研究学生姓名： 学 号： 班 级： 08交通本2 专 业： 交通工程 学 部： 信息学部 指导教师： 二一二年五月 摘 要自行车交通是我国大多数城市的主要交通方式之一。在平面交叉口，自行车与机动车经常发生交通冲突，严重影响交通安全。因此，有必要对平面交叉口自行车交通特性进行研究，找出问题所在，以便采取适当的措施提高自行车交通的安全水平。本文总结了国内外自行车交通的研究成果，阐述了自行车交通的基本特点。从交通流量、运行特性等方面，对交叉口自行车交通的特性进行了详细的研究和分析。论文重点研究了平面交叉口交通冲突，根据交叉口混合交通各自的流量，运用概率理论，通过建立交叉口混合交通冲突概率模型，对交叉口处的机非冲突类型冲突类型进行研究。其中，以北京市车公庄大街三里河路交叉口的实地调研数据为例，对直行自行车与右转机动车的交通冲突进行了计算，并运用EXCEL和SPSS统计软件分析得出了自行车到达率与机非冲突概率、综合流量的关系模型，为改善交叉口自行车交通安全提供了定量分析的依据。根据交叉口冲突分析的结果，提出了机动车与非机动车及机动车在交叉口存在冲突的解决方法,并针对典型信号交叉口存在的混合交通冲突问题提出了相应的改善措施。关键词：平面交叉口；自行车；安全；交通冲突；措施 AbstractBicycle transportation is the main traffic mode in most of our cities. Traffic accidents often happen between bicycles and vehicles at grade crossing, which is seriously impaired traffic safety. So it is special necessary to study the bicycle traffic characteristics at grade crossing, find the key problem, and take proper measures to improve the safety level of bicycle transportation. Domestic and international experience is summarized in the paper, the basic characteristics of bicycle transportation. Then, from the aspect of traffic volume, operating characteristics etc, the bicycle traffic characteristics are researched and analyzed in detail at grade crossing. The traffic conflict at grade crossing is mainly studied, According to the respective flow of intersection mixed traffic and probability theory, the probability model of traffic conflict between bicycles and vehicles is set up. Using the data collected from field survey at Che Gong Zhuang StreetSan Li He Road grade crossing in Beijing, the traffic conflict probability between the straight going bicycle and right turning vehicles is calculated, by the means of the software SPSS and EXCEL, the relational model between bicycle arrival rate and traffic conflict probability, mixed volume is established, which .provides a quantitative analysis base to improve bicycle transportation safety at grade crossing.According to the analysis of the conflict intersection，the dissertation propose the conflict solution about the motor vehicles and nonmotor vehicles. Based on the existent problems for mixed traffic conflict in the typical intersection，the improvement measures are put forward.Keywords：Grade crossing;Bicycle;Safety;Traffic conflict;Measures目 录摘 要3Abstract41绪论11.1研究背景与意义11.2研究目的与内容22混合交叉口处自行车交通特性22.1自行车的流量特性22.1.1自行车交通流在时间上的变化特征22.1.2自行车交通流的饱和流量32.2自行车交通流的运行特性32.3电动自行车在交叉口的特殊性42.3.1交通量时间分布特性42.3.2交通量空间分布特性53交叉口自行车交通冲突特性分析53.1 冲突类型分析53.2 典型三相位交叉口自行车与机动车的冲突分析63.3 冲突概率模型分析73.4 数据采集与调查104机非冲突应用研究114.1 同口直行自行车与右转机动车的冲突114.1.1 数据整理分析114.1.2 小结154.2 直行自行车与右口右转机动车的冲突154.2.1 数据整理分析164.2.2 小结185减少冲突的改善措施195.1 自行车与机动车冲突改善方法综述195.2 典型三相位交叉口冲突改善方案215.3车公庄大街三里河路交叉口冲突改善方案225.3.1 自行车停车线靠后225.3.2 转移冲突区235.3.3 安全教育246结论与建议256.1 研究结论256.2 研究建议26参考文献27致 谢28北京城市学院2012届毕业设计（论文）1绪论1.1研究背景与意义我国至今人均自行车拥有量依然居世界首位。目前，中国自行车总量约为5.4 亿辆，全国平均2.5人拥有一辆自行车，许多大城市几乎每人拥有一辆自行车。同时，随着我国经济的发展，城市机动车数量也急剧增加，自行车交通与机动车交通在城市道路上相互干扰，成为城市交通问题产生的主要根源之一。在平面交叉口上，自行车与其它车辆为了争夺时空资源，自行车与其它车辆以及行人相互之间产生交通冲突，并且往往引起交叉口交通堵塞，甚至酿成交通事故，这对城市交通产生严重的不良影响。但目前因自行车拥有量大，以及自行车安全性能差，难以管理等特点，自行车交通安全已成为一个相当棘手的问题。此外，由于自行车骑车人在交通事故中常常处于弱势地位，一旦与机动车发生交通事故，很容易受到伤害。因此，正确处理自行车交通与其它车辆交通之间的关系，妥善解决交叉口自行车交通冲突，是改善我国城市交通面貌的关键问题。发达国家由于道路上基本是单一的机动车交通流，自行车很少，混合交通引发的问题不多，因此对于机动车与自行车冲突的研究很少。总结美国道路通行能力研究成果的道路通行能力手册(Highway Capacity Manual)只用很少篇幅描述自行车的交通流特性，内容简单，实用性差，而且没有提到机非混行的交通流问题，而总结国际上交通流理论成果和进展的美国权威专著交通流理论专著(Monogrph Of Traffic Flow Theory)一书也没有题及自行车交通流和机非混行交通流理论1。发达国家交通流以机动车为主，自行车所占比重不大，所以对混合交通研究并不多，而且发达国家的交通状况与我国差异较大，很多结论并不能直接用于我国的交通管理与实践，必须根据我国的道路交通状况对其进行检验和修正。 王国华教授在机动车和自行车的相互影响基础上，对直行自行车和左转自行车分别考虑，讨论了右转机动车和自行车以及左转自行车和机动车的冲突，同时也对信号控制交叉口自行车交通流和行人交通流的交通特性以及形成原因进行了分析。 景春光教授在对机非混行交叉口机非冲突调查的基础上，分析了交叉口自行车流的运行特性，利用交通冲突技术研究了机非冲突对交叉口行驶安全性的影响。在此基础上，以提高信号交叉口的运行效率，降低交通冲突数为目的，提出了一些解决交叉口机非冲突的交通组织改善措施。随着电动自行车拥有量的急剧增加，给城市交通管理带来了新的难度，一方面是普通居民对电动自行车的需求逐渐增加，另一方面与电动自行车相关的安全事故也逐年上升。如何平衡、协调居民的出行需求和交通管理者的管理之间的关系，如何减少电动自行车的交通安全事故、确保行驶安全，保障交通畅通，成为今后一段时间内交通管理者需要深入思考的问题。有关电动自行车安全方面，马国忠教授分析了电动自行车的安全事故，指出速度与单车质量是影响电动自行车骑行者安全的主要因素，并对不同速度下的事故率及事故伤亡率之间的关系进行了研究。1.2研究目的与内容 根据我国城市道路交通的现实情况和发展趋势，本论文的研究目的是：探索城市自行车交通在交叉路口的交通特性，研究自行车在交叉路口的交通冲突及其不安全因素，使自行车交通能够与其它交通有机配合，从而提高道路通行能力，增加交叉口安全系数，以期解决平面交叉口的控制问题，使城市交通处于良好的状态，其中，电动自行车的研究归为自行车研究范畴。本文重点研究城市平面信号交叉口处混合交通流的冲突概率状况。通过对北京市典型平面交叉口混合交通冲突情况进行调研，结合实际数据，建立交通冲突概率模型。在模型的基础上，重点分析研究了自行车到达率与冲突概率间的关系和冲突概率与综合流量间的关系，通过对到达率与冲突概率，冲突概率与综合流量之间关系的研究，指出了交叉口自行车与机动车间存在的冲突问题，对于不同的冲突问题，提出了相应的冲突解决方案，提高平面交叉口安全特性，改善路口行车秩序，交叉口规划、为管理和设计提供可靠的理论依据。论文研究技术路线如图1所示。自行车交通特性自行车交通流特性交叉口自行车交通冲突特性分析自行车交通冲突应用机理自行车交通冲突改善措施电动自行车交通特性平面交叉口非机动车交通特性图1 研究的技术路线2混合交叉口处自行车交通特性2.1自行车的流量特性 2.1.1自行车交通流在时间上的变化特征分析信号交叉口自行车在全天各时段的出行分布对于城市交通规划、交叉口设计特别是自行车道路的规划设计具有重要的指导意义。交叉口自行车交通量出行呈现明显的早晚高峰性。自行车的高峰时段主要集中在早高峰7:009:00，晚高峰17:0018:00，且早高峰流量要比晚高峰流量要大。在该时段，我国居民出行目的主要表现在上班、上学等。这说明自行车流量的时间分布同居民的出行目的密切相关。实际上，自行车交通已成为我国大城市居民的一种主要出行方式，正是如此，才会在早晚上、下班和上、下学期间，出现自行车高峰流量。 2.1.2自行车交通流的饱和流量1. 对于无信号交叉路口，影响自行车饱和流量的主要因素为：机动车、交叉口进口道数等。2. 对于信号交叉口处，自行车的饱和流量，主要受以下因素影响：1）右转机动车右转机动车流量较大时，由于自行车是弱势群体，机动车在行驶上具有优先权，当自行车流密度较大时，会出现右转机动车截断自行车流的现象，使自行车流分成两段，从而增加自行车通过交叉口的时间。但当自行车为非饱和流时，右转机动车干扰一般不会引起整体流量下降。2）交叉口信号控制方式通常情况下，设有专门的非机动车信号相位的交叉口，由于减小了机动车与自行车之间的影响，流量会比没有非机车相位流量大。2.2自行车交通流的运行特性通过对交叉口自行车运行状况的观测研究，发现交叉口内自行车的的运行特性主要有2：1. 集团的散布与迭加绿灯亮后自行车以集群形式驶出交叉口，随着行驶距离的推移，速度快的自行车超车前行，速度慢的自行车逐渐掉队，呈现出明显的离散趋势。当下一周期绿灯驶出的快速自行车追上本周期驶出的慢速自行车时，自行车集群又呈现出局部的迭加趋势，但从整体来看，自行车离散的趋势大于迭加的趋势。2. 车速的自我调节自行车骑行人在行驶过程中，会受到前方交叉口信号灯的提示作用而自行调节行驶速度，以便尽量不停车通过交叉口，从而形成了一种车速自我调节的机制。虽然随着流量的增大，这种调节机制有所减弱，但仍然非常显著。3. 启动损失时间小自行车绿灯初期的启动损失时间很小，完全可以忽略不计，尤其是当红灯时间较长，自行车流量较大时，自行车驾驶员似乎比机动车驾驶员更不愿忍受一个较长的红灯时间，往往在绿灯启亮前就迫不及待地冲出交叉口。由以上分析可以看出，由于自行车集群的离散趋势较大，且骑车者对车速的自我调节机制较强。因此，通常相邻交叉口间自行车的信号协调比较困难。对于自行车来说，由于启动损失时间通常可以忽略不计，因而其绿灯损失时间很小，可以认为周期长度的变化对自行车流饱和度的影响不大，因此对于自行车来说应尽量采用短周期。这样不仅能让骑车者充分发挥对车速的自我调节机制，减少停车次数，还能减少骑车者的等待延误时间，避免因闯红灯抢行造成交叉口交通秩序混乱。2.3电动自行车在交叉口的特殊性电动自行车的省力，行驶灵活，几乎不受道路拥堵的影响，准时性高、存车方便省地等特点，在道路拥堵的城市里受到广大市民的喜爱。随着电动自行车数量急剧增加和“轻摩化”电动自行车成为主流，电动自行车交通事故数量逐年上升，也给城市道路交通带来日益严重的问题。以北京、上海、成都等城市为代表，积极应对电动自行车的问题，承认电动自行车的合法性，纳入非机动车管理范畴;不断的规范各种法则，管理控制电动自行车的发展。电动自行车由于其交通特性与自行车的相似，对于交通工程管理措施，多数也是以非机动车为对象的。 2.3.1交通量时间分布特性1. 电动自行车交通量峰值高，时间集中早晨高峰小时电动自行车出行人次约占全日出行总人次的20%25%，并且常集中在30分钟左右通过，最集中的15分钟电动自行车交通量约占高峰小时自行车交通量的1/3，其峰值很大，这点与机动车高峰情况不大相同3。2. 电动自行车高峰与机动车高峰错时发生，一般电动自行车交通高峰的发生时间，由于行驶速度较机动车低，早高峰往往比机动车高峰超前1530分钟，城市规模越大，超前越多，而晚高峰又比机动车的晚高峰要晚。在城市出入口道路上，电动自行车高峰与机动车高峰没有明显的错峰现象。在城市中，行人交通与非机动车交通高峰一般不会重迭。3. 城市电动自行车交通流量的时间分布4：1)文化、商业区车流量的集中，是随文化、商业中心的时间表而变化的。在特大城市高峰小时主、次干道上流量的流向，因上地功能布局的影响，呈现出相对稳定的规律性。2)在市区和各工矿企业为主的区域内，早高峰通勤交通流量十分集中，是城市电动自行车交通最不利时期。3)在城市纵、横断面，流量在定时定向上有较明显的规律性。4)一般早高峰时期流量集中30%以上，而22:305:30小时流量一般不超过全天流量的5%。 2.3.2交通量空间分布特性城市电动自行车交通流量的空间分布各区域随人口密度的大小而异，同时当地的公交服务水平对其有一定的影响。一般在小区内以及小区间的支路与次干道交叉口处，电动自行车高峰小时交叉口流量不会大于5000辆/小时，而在特大城市以及大城市的主干道上，高峰小时一个交叉口进口处可高达1000024000辆/小时，但一般在高峰小时中超过万辆的交叉口，大多集中在城市市区和重要的工业点，其他交叉口均在5000辆/小时左右波动5。3交叉口自行车交通冲突特性分析3.1 冲突类型分析汇入交叉口的各方向车流，在直行或转向运行时，相互之间容易发生冲突，根据研究的需要，本文将交叉口的交通冲突类型，按照发生冲突行为者的行驶方向之间的夹角 0,180，分成以下三类冲突，如图2所示，图中实线表示机动车行驶轨迹，虚线表示自行车行驶轨迹6。图2 车流冲突类型1. 正向冲突冲突角135,180时的交通冲突称为正向冲突，主要表现为冲突车辆以相反的方向相互逼近，是车头与车头之间的冲突碰撞。2. 追尾冲突冲突角0,45时的交通冲突称为追尾冲突，主要表现为冲突车辆以相同的方向相互逼近，是车头与车尾之间的冲突碰撞。3. 交叉冲突冲突角45,135时的交通冲突称为交叉冲突，主要表现为冲突车辆以交错的方式相互逼近，是车头与车辆中部之间的冲突碰撞。机动车与自行车发生正向冲突时，驾驶员一般不易准确察觉右侧的骑车人，当机动车转弯时尤其如此，此外，正向冲突时机动车与自行车间的相对速度明显大于追尾冲突的情况，因此，正向冲突导致事故的可能性要大于追尾冲突和交叉冲突。3.2 典型三相位交叉口自行车与机动车的冲突分析在信号交叉口区域，左转交通一直是比较棘手的问题。左转非机动车流带来的交通影响也是如此，从交通流线上看，在交叉口左转时，非机动车的左转半径大于机动车，但非机动车车速低于机动车，再加上进口道的非机动车流量通常较机动车大，因此带来一些问题。如图3所示，冲突A表示左转自行车与本向直行机动车的冲突;冲突B表示左转自行车与本向右转机动车的冲突;冲突C表示左转自行车与对向直行机动车的冲突;冲突D表示左转自行车与对向右转机动车的冲突。其它各进口左转自行车与机动车冲突与东进口相同7。图3 交叉口机非冲突分析典型三相位信号交叉口，由于主路方向采取了左转专用信号，因此在主路交叉口处的机非冲突主要体现在直行自行车与右转机动车的冲突。本文选取三相位交又口车公庄大街三里河路交叉口来分析直行自行车与右转机动车的冲突。图4中，冲突E表示直行自行车与本向右转机动车的冲突;冲突F表示直行自行车与来自侧向进口右转机动车的冲突。其它各进口直行自行车与右转机动车冲突与东进口相同(南北进口直行自行车与对向左转机动车冲突类型这里暂不予考虑)。图4 交叉口直行自行车与机动车冲突通过对自行车与机动车的冲突类型分析，可以总结出左转自行车与本向右转机动车冲突、直行自行车和本向右转机动车冲突的冲突机理和冲突区域相同，因此这两种冲突可以按照一类冲突类型进行分析。本章就自行车与机动车的冲突类型可以分为以下几种:1. 冲突E:直行自行车与同口右转机动车的冲突;2. 冲突F:直行自行车与右口右转机动车的冲突。3.3 冲突概率模型分析交通冲突技术作为一种研究道路交通安全的方法,可以通过确定交叉口的交通冲突数来衡量交叉口的车辆运行安全性，但是当前关于冲突的调查，在实际操作中存在着较大的难度，而且不同的人，采用的标准也不同，调查的数据误差也比较大，本文试图采用一种新的理论方法，即运用自行车与自行车双方的到达流量，计算交叉口的冲突。图5是交叉口的机非冲突示意图，为交叉口内AB两股车流的冲突点，假设车流A先到达冲突点，A车流与B车流发生冲突的必要条件如(3-1)式所示8: (3-1)式中：前车A车流通过停车线的时刻 后车B车流通过停车线的时刻 前车A车流从停车线到冲突点的时间（S） 后车B车流从停车线到冲突点的时间（S） 临界间隔，当A车流出现可插车间隙时，B车流能够穿越的最小时间间隔（S）； 图5 交叉口的机非冲突示意图(3.1)式表示交叉口内两股车流发生冲突的充要条件是车流A与车流B到达冲突点的时间差小于临界间隙。的大小与冲突点的位置、类型及冲突车流车辆通过的先后次序有关，Dean Taylor 和 Hani Mahmassani 对部分机非冲突的临界间隙进行了观测，观测结果如图6所示9。国内对机非冲突临界间隙方面的实测数据较少，在实际应用中,可参照上述结论,根据具体情况适当取值。图6 不同类型机非冲突的临界间隙按照临界间隔划分机非冲突车流后，可以认为各股车流的到达是随机的，假设到达冲突区的各股车流是相互独立的，都服从泊松分布。在交叉口处，由于冲突随机性不易观测，加之每个周期冲突数独立于其他周期，而且短时间内观测不到冲突，因此，根据假设，可用泊松过程模拟冲突的发生10。泊松分布的模型为: (3-2)式中：在计数间隔t内到达k 辆车的概率；单位间隔的平均到达率；每个计数间隔时间（或路段长度）；自然对数的底，取 2.71828。若令为在计数间隔内平均到达的车辆数，则式(3-2)可写为： (3-3)当己知时，应用此式可以求出在计数间隔t内恰好有辆车到达的概率。设表示概率，凡只表示车流这一事件在临界间隔内有车辆到达冲突点的概率，表示车流这一事件在时间内无车辆到达冲突点的概率。同理设几表示车流这一事件在临界间隔内有车辆到达冲突点的概率，表示车流B这一事件在时间内无车辆到达冲突点的概率。 (3-4) (3-5)所谓冲突，是指在内，两相冲突车流都有车辆到达。则在时间内，将两股冲突车流A和B均有车辆到达机非冲突点定义为一次机非冲突，发生冲突的概率为两股冲突车流均有车辆到达的概率之积。根据上面的假设，可知这两股车流是独立的，服从泊松分布。设冲突点处A、B两车流在内发生冲突的概率为: (3-6)由泊松分布的性质可知： (3-7)则(3-6)可变为： (3-8)式中：A车流在单位间隔的平均到达率；B车流在单位间隔的平均到达率。根据公式 3-3，则 3-8 式可变为： (3-9)式中：A 车流在内的平均到达率；B 车流在内的平均到达率。由于在实际情形中，临界间隔较小，对于机动车在内车辆到达数2 的概率 P (k 1)是很小的，因此可以忽略 P (k 1)，而自行车由于自身的特殊性对P (k 1)的概率不能忽略，设为自行车的到达率，单位为（），为机动车的到达率，单位为（），故对于本文所求的机动车与自行车的冲突概率计算式可以改为： (3-10)3.4 数据采集与调查对象：车公庄大街三里河路十字交叉口交叉口特点:车公庄大街与三里河路交叉口为三相位信号控制平面十字交叉口，是一个在混合交通流状况下典型的十字型信号交叉口，东西方向机动车禁止左转，南北方向设有专用左转信号灯。交叉口周围多是住宅小区，附近有许多餐馆、超市、银行、写字楼等。车道设置:机动车道，东西进口有三条机动车道，其中两条直行和一条直右车道;南北进口均为左转、直行和直右三条车道。两方向均设有非机动车道，东西方向用绿化带与机动车道隔离，具体见图7。图7 车公庄大街三里河路十字交叉口示意图根据混合交叉口自行车交通冲突理论分析，结合我国交通的特点，本章的调查主要为以下两个方面：交叉口的交通情况；高峰时段右转机动车和直行自行车的到达率。根据调查，该交叉口交通情况为：南北方向道路较窄，存车流量不大，有设置行人地下通道穿过交叉口，故不需要考虑行人对自行车交通情况的影响。4机非冲突应用研究4.1 同口直行自行车与右转机动车的冲突图8 直行自行车与同口右转机动车的冲突示意图图9 自行车与机动车发生冲突 4.1.1 数据整理分析本文对车公庄大街三里河路交叉口东进口自行车和机动车的数据进行整理。调查过程当中，发现东进口设有独立的自行车道，右转机动车为小型车，大型车如公交车等都是直行，因此在计算时，剔除大型车的影响，参照图6，针对小型车与自行车穿越的临界间隔，结合实际情况，取临界间隔为 1.5 秒。调查当中，以每 5 分钟为一个统计量，调查了早晨 7:009:00 点这一时段的自行车和机动车的到达率，把每一个调查所得的数据转化为以秒为单位，就可得到自行车和机动车的单位时间到达率。设为自行车的到达率，单位为（），为机动车的到达率，单位为（），则运用式(3-10)便可求得右转机动车与直行自行车的冲突概率 。根据调查的结果，本文对到达率较大车公庄大街三里河路十字交叉口东进口自行车和机动车的数据进行整理，结果见表1：表1 车公庄大街三里河路十字交叉口调查数据统计结果汇总自行车到达率（bike/s）机动车到达率（pcu/s）冲突概率Pc综合流量（pcu/h）0.5166670.190.11558410560.4366670.1733330.096339938.40.4933330.2066670.1181981015.20.7933330.2066670.1581981315.20.7666670.17666707566670.2233330.1626131348.80.6833330.20666705933330.1833330.1339361171.20.5666670.1733330.11478810320.550.20.1248511160.4433330.190.1041031003.20.4133330.170.091304906.60.340.1666670.077784844.80.3033330.1633330.070099806.40.2766670.1733330.068093823.20.3066670.1633330.068093784.80.2833330.1466670.070099806.40.260.160.060969763.20.1866670.1466670.043117662.40.1566670.190.044886796.80.1633330.170.042938729.60.2466670.1533330.056516729.60.2633330.150.058629729.60.2766670.1533330.06207751.2 注：表1 中综合流量为小时流量，采用标准单位：，自行车转化为机动车的系数为 0.2，电动自行车转化为机动车的系数为 0.3。 1）自行车到达率对冲突概率的影响，运用统计分析工具 EXCEL 进行分析，发现，二者之间存在如下的关系（图10）：图10 自行车到达率与冲突概率关系图函数关系为： (4-1)式中： 复相关系数； 交叉口右转机动车与直行自行车在临界间隔的冲突概率；自行车的到达率，单位为（bike /s）。式(4-1)为一个多项式模型，根据统计知识可知，通过转化仍然可以变成一个多元线性模型，对于公式拟合效果如何，仍然采用与多元线性回归模型相同的检验方法，多元线性回归模型的显著性检验。下面对式(4-1)运用 SPSS 统计软件进行回归显著性检验，检验结果如图11所示：图11 自行车到达率与冲突概率显著性检验通过检验，发现F 统计量的值为 430.644时，显著性水平Sig为 0，说明回归效果较好，方程拟合效果较好。由图10和式(4-1)，发现冲突概率为自行车到达率的一个一元二次方程，并存在极值。由于极值在函数的驻点处取得，令=0，对其求导得： (4-2)得=1.5056，即当自行车到达率为 1.5056 bike /s时，冲突概率有极值。2）自行车到达率对综合流量的影响，运用统计分析工具 EXCEL 进行分析，发现，二者之间存在如下关系（图12）：图12 自行车到达率与综合流量关系图函数关系为： (4-3)式中： 复相关系数；交叉口右转机动车与直行自行车的综合流量，单位为（）；自行车的到达率，单位为（bike /s）。对式(4-3) 运用 SPSS 统计软件进行回归显著性检验，检验结果如图13所示：图13 自行车到达率与综合流量显著性检验通过检验，发现F 统计量的值为125.749，显著性水平Sig为 0，说明回归效果较好，方程拟合效果较好。由图12和式(4-3)，发现综合流量为自行车到达率的一个一元三次方程，并存在极值。根据极值在函数的驻点处取得，令V =0，对其求导得： (4-4)可知有两个取值：0.8253，0.1484 由图12发现，当=0.1484 时，函数可取极小值，这时自行车达到率和综合流量都很低，故舍掉；当=0.8253，即当自行车到达率为0.8253 bike /s时，综合流量有极大值。 4.1.2 小结通过以上数据处理，发现当自行车到达率为1.5056 bike /s时，冲突概率有极值，当自行车到达率为 0.8253 bike /s 时，综合流量有极值。两种情况下，自行车到达率的取值不一样，出现这种情况的原因，主要是由于这里考虑自行车的到达率和冲突概率关系是在理想化的情形下进行的，而在实际当中，影响自行车和机动车的因素是多方面的，综合流量的计算值是一个受交叉口综合因素影响的结果，从自行车到达率与综合流量之间的关系进行讨论，考虑交叉口的影响因素较多，这样导致两次计算结果有偏差，使得在综合流量取极值时，计算得到自行车到达率的值偏小。同时图12中，自行车到达率和综合流量的拟合曲线基本上是随着直行自行车的到达率的增加，混行车辆的综合流率先增加后减少。当直行自行车到达率达到某一临界值时，混行车辆的综合流量达到最大；当直行自行车到达率超过这一临界值时，混行车辆的综合流量开始下降。造成这一现象的主要原因是：若直行自行车流量较小时，自行车流与机动车流相互间的影响不大，彼此都能够较为顺利地通过交叉口，故随着双方车流量的增加，从而使得混行车辆的综合流量提高。但当直行自行车到达率超过某一临界值时，机动车提供的间隙将不能保证直行自行车全部通过，这时骑车人就会不断寻找间隙通过，同时由于自行车流的膨胀性以及骑车人的不遵章性，会妨碍机动车的通过，这时交通流混乱，安全隐患增多，严重的还可能造成交通堵塞，发生交通事故，这样通过交叉口的综合流量反而会下降。4.2 直行自行车与右口右转机动车的冲突对于信号平面交叉口处，关于直行自行车和右口右转机动车的冲突数的确定，如图14所示，由图可知，当直行自行车放行时，自行车会与同口的右转机动车产生冲突，同时还会与右口的右转机动车产生二次冲突。由于所处的位置不同，这两处所产生的机非冲突其机理有可能不同，故应分别进行研究。图14 直行自行车与右口右转机动车的冲突示意图图15 自行车与机动车发生冲突 4.2.1 数据整理分析同东进口一样，取临界间隔=1.5秒。调查当中，以每5分钟为一个统计量，调查了早晨7:009:00点这一时段的自行车和机动车的到达率，把每一个调查所得的数据转化为以秒为单位，就可得到自行车和机动车的到达率。设为自行车的到达率，单位为（），为机动车的到达率，单位为（），则运用式(3-10)便可求得右转机动车与直行自行车的冲突概率。根据调查的结果，车公庄大街三里河路十字交叉口东进口直行自行车和北进口右转机动车的数据进行整理，结果如下：表2 车公庄大街三里河路十字交叉口调查数据统计结果汇总自行车到达率（bike/s）机动车到达率（pcu/s）冲突概率Pc综合流量（pcu/h）0.2766670.0933330.04134535.20.4366670.0533330.035489506.40.4133330.0866670.052745609.60.5666670.0633330.0494666360.5933330.0433330.035897583.20.6833330.0733330.0631857560.7666670.0633330.0590367800.7933330.140.1184371075.20.7566670.0666670.0614784.80.4933330.0633330.045172583.20.5166670.0333330.025654920.550.040.0317435400.340.0566670.031191448.80.1633330.090.02563441.60.2766670.0733330.033471463.20.2466670.0666670.027984417.60.260.0666670.029221427.20.1866670.0533330.018035326.40.4433330.0333330.023102439.20.3033330.050.025435398.40.2033330.070.024851398.40.2966670.0633330.023471363.20.1566670.1233330.032201556.80.3066670.090.043491544.8注：表2 中综合流量为小时流量，采用标准单位：，自行车转化为机动车的系数为 0.2,电动自行车转化为机动车的系数为 0.3。对自行车到达率和冲突概率运用统计分析工具 EXCEL 进行分析，发现，二者之间存在如下的关系（图16）：图16 自行车到达率与冲突概率散点图对自行车到达率和综合流量运用统计分析工具 EXCEL 进行分析，发现，二者之间存在如下关系（图17）：图17 自行车到达率与综合流量散点图 4.2.2 小结通过图16，运用统计软件SPSS 进行分析，发现自行车到达率与冲突概率之间的关系规律性并不明显，同时图17看出，自行车到达率值变大，混合流量值也变大，二者相互影响不是很大。通过现场调查发现，造成这种现象的主要原因为11：1.北进口右转机动车流量不是很大，故自行车到达率对冲突概率和综合流量造成影响不是很大；2.绿灯末期红灯初期，东进口部分直行自行车进入交叉口，由于当前的信号周期的设置是依据机动车而设置，自行车与机动车在行驶速度等交通特性方面存在较大差异，受时间上的限制，导致自行车不能在绿灯时间内全部通过交叉口，从而在通过交叉口末期与北进口部分直行机动车、右转机动车发生冲突，妨碍北进口车辆顺利通过交叉口；3.通过现场调查发现，由于设计上的原因，右转机动车合流首先遇到的是公交车道上的大型机动车，受合流冲突的影响，右转机动车只能是寻找间隙，汇入交叉口，但由于直行车流量较大，导致右转机动车常常不能顺利汇入交叉口，这是右转机动车不能顺利通过交叉口的一个主要原因。通过以上分析，发现自行车是影响北进口右转机动车是否顺利通行的一个因素之一，但不是主要因素，因此自行车到达率与冲突概率和混合流量之间的关系，规律不是很明显，同时自行车对右口机动车所造成的影响，主要是自行车在绿灯末期红灯初期，进入交叉口后，由于不能在绿灯期间内通过交叉口，与机动车发生的冲突。5减少冲突的改善措施5.1 自行车与机动车冲突改善方法综述由于在交叉口处存在着交通冲突，从而导致交叉口交通流的非正常行驶。因而从根本上改善的措施就是减少交叉口的交通冲突数目。根据自行车交通流的行驶特性和交叉口机非混行的特殊条件，自行交通流在交叉口的基本交通组织原则是12：1.自行车交通应该与机动车交通进行空间和时间上分离，如果没有条件分离，也必须给出适当空间，让自行车与机动车分道行驶；2.采取必要措施使自行车以较低的速度有序地进入交叉口；3.应尽量使自行车处于危险状态的时间减少到最小；4.如果空间条件允许，对自行车暂停的地方应该提供实物隔离措施；5.为了简化驾驶人员在交叉口观察、思考、判断以及采取措施的过程，自行车交通与机动车交通的冲突点应该尽量远离机动车交通之间的冲突点；6.当自行车与机动车在交叉口排队等待绿灯或通过交叉口时，应保证相互间能够看得清楚，特别是当自行车通过交叉口时，应尽可能使机动车驾驶员知道自行车的行驶路线和行驶方向；7.当自行车在交叉口暂停等待时，应尽可能提供一个安全的停车位置。根据自行车交通的特性和自行车在交叉口的交通组织原则，解决机非冲突的主要的措施主要体现在以下三个方面：1）信号控制通过信号灯的设置，从时间上分隔产生交通冲突的车流，目前主要有13：设置自行车专用相位；两次绿灯法，非机动车绿灯提前启亮，使自行车在时间上优先通过信号交叉口。2）渠化分离通过渠化措施，优化交叉口，在空间上分隔产生交通冲突的车流；根据自行车交通的基本特性、自行车在道路交叉口的交通管理原则和提高通行能力等方面的考虑，为了充分利用交叉口的时间和空间资源，交叉口内自行车通行空间优化设计方法，可分别采用：右转弯专用车道；左转弯专用车道；左转自行车二次过街；当自行车在交叉口内直接左转时，除非有左转专用相位，自行车对机动车的干扰很大，同时自身安全得不到保障。可以换一种思路，像行人过街一样，采用中间设禁止行驶区，在交叉口横向道路自行车进口道的前面，设置左转自行车候车区，绿灯启亮后左转自行车随直行自行车运行至对面左转候车区内，待另一方向的绿灯亮时再前进，即变左转为两次直行。停车线提前，见图18；图18 停车线提前示意图自行车与行人一体化设计；对于新建道路交叉口，应贯穿自行车与行人放在同一层面进行设计的理念，合理的交叉口混合交通布置布局方案是：自行车与行人的通行空间在一个层面，设施之间用行道树进行简单隔离，行道树之间互通；机动车在另一层面单独处理，有绿化与自行车通行空间进行分隔。这种理念在使机动车与自行车在交叉口上的混杂程度大大降低，同时使得自行车通行空间和行人通行空间可以互相利用。设置平面环岛。上面一些措施主要是针对左转自行车所产生的问题而进行改进的，这是由于在交叉口左转自行车产生问题最大的。3）安全教育通过安全教育和安全法规制度来规范骑车人的行为。使交叉口处各行进方向的参与者，能够遵守交通规则，使各行进的交通车流能够规律有序地通过交叉口。本文主要讨论的是基于交叉口右转机动车和直行自行车的交通冲突，因此，措施的提出主要是针对减少这一类型的冲突。以下讨论的主要是如何解决右转机动车和直行自行车的交通冲突。5.2 典型三相位交叉口冲突改善方案三相位交叉口仅主路方向有左转专用相位，因此辅路方向的左转自行车与机动车存在冲突;另外由于交叉口处的右转机动车不受信号的控制，因此造成的直行自行车与右转机动车的冲突为三相位交叉口的主要冲突。为了改善右转机动车的冲突问题，采用右转机动车提前右转的设计方法(如图19)，即通过在渠化区附近的非机动车道上设立交织区，允许右转机动车在交织区内寻找非机动车流的可穿越间隙穿越非机动车流进入渠化开辟的右转机动车道，从而通过交叉口。图19 右转机动车提前右转示意图实行右转机动车提前右转组织方式具有以下优点:1.对于非机动车流，可以消除与右转机动车车流在交叉口内的冲突，减少其在交叉口内的延误时间，并提高在交叉口内运行的安全性。2.在两侧拓宽渠化的情况下，增加一条直行专用车道，可以增加交叉口直行车的通行能力，并目缩短渠化区内直行车道的排队长度。3.对于整个交叉口内部，可以缩短信号周期长度，从而减少通过交叉口所有直行和左转车辆的平均延误。相对于通常的交叉口内右转组织方式，提前右转组织方式也存在以下不足之处:1.设立了交织区将会增大右转机动车与非机动车在路段上的冲突区面积。2.在高峰时段的右转机动车流量和非机动车流量都特别大的交叉口，将会增大右转机动车通过的难度。右转机动车提前右转组织方式已在一些城市应用，从一定程度上缓解了交叉口内的交通拥挤，但到目前为止，还没有有效的理论来说明这一做法的优劣及实施条件，因此，一直难以进行推广。5.3车公庄大街三里河路交叉口冲突改善方案 5.3.1 自行车停车线靠后