（交通运输规划与管理专业论文）城市交叉口交通行为与环境互动关系分析.pdf

a n a l y s i so nt h eb e h a v i o ra n d t r a f f i ce n v i r o n m e n to fu r b a n i n t e r s e c t i o n s ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n g b y b a is h u a n s u p e r v i s e db y p r o f c h e nx u e 胁 s c h o o lo ft r a n s p o r t a t i o n s o u t h e a s tu n i v e r s i t y d e c2 0 0 9 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：玉鱼鳋塞日期：丝! 竺复丛丝留 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或 部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研触躲囱堡垒铆躲愀日 期： 半硼 摘要 研究城市交叉口交通行为与环境之间的互动关系，目的是通过对交通参与者的理想交通需 求与实际交通行为之间差异的分析来刻画交通行为与交通环境之间的内在关联。这一研究对于 改善交叉口环境，提升交叉口交通运行的安全和效率有着重要的意义。 本文结合城市平面交叉口的特点和要素提出了城市平面交叉口的功能区的概念，并建立了 城市交叉口的空间模型和系统模型；基于交通参与者心理和行为特征的分析建立了交通参与者 交通行为特征指标体系，在此基础上通过对不同交叉口系统下的交通行为特征指标的调查，统 计分析了交通行为与交通环境之间的互动关系。 本文的研究方法为选择不同相交类型、控制方式和周边环境的典型交叉口4 个，对驾驶员、 骑车人和行人三类不同的交通参与者在不同交叉口系统环境下的交通行为特征进行调查和统 计分析。调查结果表明：交通参与者实际交通行为受交叉口环境的影响会偏离理想交通行为， 具体表现为：交通参与者受交叉口交通环境的影响难以实现理想通过速度；由于信号控制或者 交通冲突的影响机动车不能按照理想的行驶轨迹通过交叉口内部区域：交通冲突发生率、冲突 强度和行人自由度等与交叉口系统要素有关等。 本文最后结合交通行为特征的规律，重点分析了影响交叉口设计的交通行为关键指标并且 提出基于交通行为的交叉口系统设计原则，即交叉口系统设计要能够使交通参与者尽可能的接 近理想通过速度速度通过交叉口，降低交通参与者延误水平，削减交通冲突发生的概率以及冲 突强度。 关键词：城市平面交叉口；空间模型；系统模型；交通行为指标；行为与环境互动关系：行为 特征规律：基于行为的交叉口系统设计 a b s t r a c t t h er e s e a r c hb e t w e e nt r a 佑cb e h a v i o ra n dc o n d i t i o n so fi n t e r s e c t i o ni st of i n dt h ed i f f e r e n c e so f t r a f f i cb e h a v i o ru n d e rc o n d i t i o n so fi d e a la n dr e a l i t y a c c o r d i n gt ot h ec o n t r a d i c t i o n sb e t w e e nt h e n e e d si ni d e a la n dt h eb e h a v i o ri nr e a l i t y ，t h ei n n e rr e l a t i o n s h i pc a nb ei n d e p t hs t u d yw h i c hi s i m p o r t a n tf o ri m p r o v i n gs a f e t ya n de f f i c i e n c yi nt r a n s p o r to p e r a t i o n g i v e nt h ec o n c e p to ff u n c t i o n a la r e a si nb a s i so fc h a r a c t e r i s t i c sa n de l e m e n t s t h e n ，am o d e li s b u i l tt oi n d i c a t et h es p a c ea r e a so ft r a f f i cb e h a v i o rb a s e do nt h es y s t e m st h e o r ya n dc h a r a c t e r i s t i c so f i n t e r s e c t i o n b e s i d e s ，t h et y p eo fi n t e r s e c t i o ni sd e s i d e db yr e a dg r a d e sa n dt h ew a yo fc o n t r o lb yt h e i n s t a l l a t i o no fs i g n a lc o n t r o ld e v i c e sa sw e l la st h ec o n d i t i o n sa r o u n db yt h en a t u r eo fl a n da n d s p a t i a la n dt e m p o r a ld i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft r a f f i cf l o w at h e o r yi sp r o p o s e dt h a tat r a f f i c c l a s s i f i c a t i o ni n d e xs y s t e mo ft h et r a f f i cb e h a v i o rb yt h ep s y c h o l o g i c a la n db e h a v i o r a lc h a r a c t e r i s t i c s o ft h ep a r t i c i p a n t sd e s c r i b e d t h ei d e xi sd i v i d e di n t os p a c et a r g e t s ，t i m et a r g e t sa n db e h a v i o r a li n d e x w i t hc h a r a c t e r , d i v i d e di n t om o t o r , b i c y c l ea n dp e d e s t r i a nb e h a v i o ro fb e h a v i o ri n d e xw i t ht r a f f i c p a r t i c i p a n t t r a f f i cs u r v e y so ft r a f f i cb e h a v i o rc h a r a c t e r i s t i ci n d e xi nd i f f e r e n tt r a f f i ci n t e r s e c t i o na r e c o m p l e t e d i 1 1o r d e rt o a n a l y z et h e i n t e r a c t i o nb e t w e e nt h et r a f 酊cb e h a v i o ra n dt r a 蚯c e n v i r o n m e n t r e s e a r c hm e t h o di nt h i sp a p e ri st oc h o o s e4d i f i e ：r e n ti n t e r s e c t i o n so ft h es p e c i f i ct y p e ， c o n t r o lm o d ea n dt h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t t h es t a t i s t i c a ia n a l y s i so ft r a f f i cb e h a v i o r c h a r a c t e r i s t i ci n d e xw i t hd r i v e r s ，c y c l i s t sa n dp e d e s t r i a n s t h er e s u l t so fa n a l y s i so b t a i n e dt h er u l e t h a tt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ea c t u a it r a f f i cb e h a v i o ri ni n t e r s e c t i o n sw h i c ht h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c to fa n dt h ei d e a lt r a f f i cb e h a v i o r t h em a i nl a w so fp h e n o m e n ai s t h a tt h ed e s i r e ds p e e di s d i f f i c u l tt oa c h i e v eb yt h ei m p a c to ft h ei n t e r s e c t i o n ；d u et os i g n a lc o n t r o la n dt r a f f i ci m p a c to ft h e c o n f l i c tt h a tt h ed r i v i n gm o t o rc a n n tf o l l o wt h ei d e a lp a t ht h r o u g ht h ei n t e r s e c t i o n ；t h ei n c i d e n c eo f c o n f l i c t ，t h ei n t e n s i t yo fc o n f l i c ta n df l e x i b i l i t yw i t ht h ep e d e s t r i a nr e l a t e dt ot h ei n t e r s e c t i o ns y s t e m f i n a l l y d u r i n gt h ea n a l y s i so ft h er u l e so ft h et r a 循cb e h a v i o ri nd i f f e r e n ti n t e r s e c t i o n s ，t h i s p a p e rc o n c l u d e dt h ek e yi n d e xf o rt h e 。i n t e r s e c t i o ns y s t e md e s i g ni s t h a tt h et r a v e ls p e e d ，t h ed e l a y 1 e v e la n dt h ei n t e n s i t yo fc o n f l i c t ，t h e ng u i d e l i n e so ft h ei n t e r s e c t i o ns y s t e mb a s i co ft r a f f i cb e h a v i o r i sp r o p o s e dw h i c hi sd e s i g n e dt oe n a b l ep a r t i c i p a n t ss p e e db ec l o s et ot h ei d e a ls p e e dt h r o u g ht h e i n t e r s e c t i o n ，r e d u c et h et r a f f i cd e l a y sl e v e l ，a sw e l la sr e d u c et r a f f i cc o n f l i c t sa n dt h ep r o b a b i l i t yo f i n t e n s i t yo fc o n f l i c t k e yw o r d s ：u r b a ni n t e r s e c t i o n ；s p a c em o d e l ； b e t w e e nb e h a v i o ra n dt r a f f i ce n v i r o n m e n t ；t h e i n t e r s e c t i o ns y s t e mb a s i co ft r a f f i cb e h a v i o r s y s t e mm o d e l ；t r a f f i cb e h a v i o ri n d e x ；i n t e r a c t i o n l a wo fb e h a v i o rc h a r a c t e r i s t i c s ；g u i d e li n e so ft h e 目录 摘要i a b s t r a c t i 第一章绪论l 1 1 立题的背景和意义l 1 2 国内外研究概况1 1 2 1 国内研究状况1 1 2 2 国外研究状况3 1 2 3 现有研究成果的总结4 1 3 研究内容及技术路线4 1 3 1 研究内容4 1 3 2 技术路线5 1 4 本章小结6 第二章、城市交叉口功能要素及系统模型的建立7 2 1 城市交叉口的基本概念7 2 1 1 城市交叉口功能区的划分7 2 1 2 城市交叉口的空间模型7 2 2 城市交叉口的基本要素9 ， 2 2 1 城市交叉口的空间型式9 2 2 2 城市交叉口的控制方式1 0 2 2 3 城市交叉口周边环境1 0 2 3 城市交叉口系统模型及模型变量10 2 3 1 交叉口系统概念1 0 2 3 2 相交类型变量1 1 2 3 3 控制方式变量1 2 2 3 4 周边环境变量13 2 3 5 系统模型结构1 3 2 4 本章小结一1 4 第三章城市交叉口交通参与者心理行为特征指标1 5 3 1 交通参与者基本心理特征分析1 5 i l 东南大学硕士学位论文 3 1 1 人的心理特征与个体心理1 5 3 1 2 交通心理特征分析1 6 3 1 3 驾驶员心理特征分析1 7 3 1 4 非机动车使用者心理特征分析1 8 3 1 5 行人心理特征分析1 9 3 2 基于交叉口系统的交通心理分析2 0 3 3 驾驶员行为特征2 2 3 3 1 驾驶员行为一般特征2 2 3 3 2 交叉口系统中驾驶员行为特征2 3 3 4 骑车人行为特征2 3 3 4 1 骑车人一般行为特征2 3 3 4 2 交叉口系统中骑车人行为特征2 4 3 5 行人行为特征2 4 3 5 1 行人一般行为特征2 4 3 5 2 交叉口行人行为特征2 6 3 6 交叉口系统中的交通行为特征指标2 6 3 6 1 交叉口系统中机动车行为特征指标2 7 3 6 2 交叉1 2 1 系统中自行车行为特征指标2 8 3 6 3 交叉口系统中行人行为特征指标2 8 3 7 交叉口系统模型指标2 9 3 7 1 交叉口空间指标2 9 3 7 2 交叉口控制指标31 3 7 3 交叉口周边环境指标3 2 3 8 本章小结3 2 第四章、交通行为和交叉口系统指标的调查方法3 3 4 1 交通行为与交叉口系统模型指标调查内容3 3 4 1 1 调查数据的特点3 3 4 1 2 调查内容3 3 4 2 交通行为与交叉口系统模型指标调查方案3 3 4 2 1 交叉口的选择原则3 3 4 2 2 调查方法3 3 4 2 3 交叉口系统模型要素3 4 4 2 4 交通行为指标获取方法3 9 4 3 本章小结3 9 第五章、交通参与者交通行为与交叉口环境的互动关系4 0 5 1 交通参与者对交叉口环境的需求4 0 5 2 交叉口环境对交通行为的影响分析4 3 5 2 1 不同交通环境对机动车行为影响研究4 3 5 2 2 不同交通环境对自行车行为影响分析5 3 5 2 3 不同交通环境对行人行为影响分析5 5 5 2 4 交叉口环境影响交通行为的规律6 4 5 3 基于交通行为特点的交叉口系统的设计原则6 5 5 3 1 影响设计的交通行为关键指标6 6 5 3 2 基于交通行为的交叉口系统设计原则一7 3 5 4 本章小结7 6 第六章、结论与展望7 7 6 1 研究成果与结论7 7 ( 1 ) 提出了城市交叉口功能区的划分和城市交叉口系统模型7 7 ( 2 ) 提出了交通参与者交通行为指标和交叉口系统模型指标一7 7 ( 3 ) 揭示了交通参与者在交叉口环境下的基本需求7 7 ( 4 ) 分析了不同交叉口交通环境对交通行为的影响7 7 6 2 主要创新点7 8 6 3 研究展望7 8 参考文献8 0 1 1 1 1 1 立题的背景和意义 第一章绪论帚一早殖比 随着我国城市化进程的进一步加快，越来越多的城市逐渐产生大量的交通问题，其中尤以特大 城市和大城市为最。在城市的各种交通问题当中，交通拥堵和交通导致的环境污染是城市交通的两 个主要问题，而导致问题的原因是多样化的，城市道路网络建设的不够规范和科学就是一个重要的 原因。为了解决这些城市交通问题，实现城市和谐稳定、健康发展，就必须在城市道路的空间设计 和网络布局上，在规划和建设这第一个环节上，就做出相应举措以避免各种问题的发生，使得城市 交通的发展安全而且高效。 城市道路交叉口是城市的道路网络体系的基本单元体，其功能是把相互独立的道路连接起来构 成相互关联的道路网络【lj 。城市平面交叉口一般是道路相交在同一个平面之上( 区别于立体交叉 口) ，是城市道路交叉口的主要型式，是城市各种交通流汇集、转向和疏散的必经之地，同时也是城 市交通的节点所在。平面交叉口是整个道路网中通行能力与交通安全的瓶颈，日常交通堵塞大部分 都是由于平面交叉口的各种交通流相互冲突干扰造成的。车辆在平面交叉口处交通状况尤其复杂， 反复地分流、合流及交叉，各种交通流都在争夺有限的时空资源，通行空间的混乱和时间分配的失 衡导致车辆和车辆之间、车辆和横过道路的行人之间相互干扰，既降低了行车速度，造成交通阻滞， 又容易产生交通事故1 2 1 。 为了提升整个城市路网的结构稳定性，解决各种各样的交通问题，实现城市交通快速安全的良 性发展，城市平面交叉口的交通设计、优化和管理研究是交通工程科学的重要研究内容。一切的交 通活动都是人的活动，一切的交通问题都与人的行为密不可分。研究交通工程科学就是使用各种方 法与手段研究人的心理、行为等内在需求和外在表现与道路交通环境之间的相互影响和作用结果。 对于交叉口来说，就是要研究如何处理好交通参与者与平面交叉口环境之间的关系，并且体现在交 叉口设计和管理的各个方面，能够做到“以人为本”。 本文以“十一五”国家科技支撑计划城市综合交通系统功能提升与设施建设关键技术的一个子课题： 城市交叉口功能提升与设计关键技术( 2 0 0 6 b a j l 8 8 0 7 0 1 ) 为依托，通过对城市平面交叉口内各类交通参 与者( 主要包括机动车驾驶员、非机动车行驶人以及行人) 的心理特征、组织行为的观察分析，并结合交 叉口型式和空间设计的有关内容，从而进一步研究交通参与者和交叉口环境两者之间的互动影响关系，为 平面交叉口的人因工程设计提供基本理论和技术方法。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国内研究状况 国内很早就有交通工程科学与心理学相结合的研究，早在上个世纪9 0 年代初期北京工业大学 任福田教授就出版了交通工程心理学一书，主要研究交通系统中人的心理活动规律和个性心理 特征1 3 1 。以后陆续有人分别研究了驾驶员、行人等不同交通主体的心理、行为特征与交通安全、交 通标志设置、交通组织和管理之间的相互关联和影响。 吴文银【4 j 认为在旧道路的改造和新道路的设计时，应重视道路环境信息与驾驶作业安全的相互 1 东南人学硕士学位论文 作用，研究如何提高交通工效，改进道路安全质量的方法。他以安徽南部山区1 2 年来发生的1 6 4 0 起交通事故为样本数据，探讨道路视觉环境信息与驾驶知觉的相互关系。 韦华，张伟1 5 】认为影响汽车驾驶安全的各国道路交通系统以及驾驶员的驾驶行为等存在着差异 性。许多差异可以通过统计数据的分析或者其它定量研究方法获取，但仍然有许多影响驾驶安全的 因素难以发现。作者通过团体座谈会的方法，从驾驶员的角度搜集分析了中美两国驾驶安全的主要 因素。通过中美两国定性数据的对比分析，得出了主要影响因素，与此同时，通过问卷调查定量分 析了这些因素的严重程度。 黄曙东，甘卫平，戴立操【6 】研究了道路交通事故与驾驶员的认知响应行为之间的联系，提出了道路 交通事故中人因因素包括驾驶员、组织管理因素、车辆以及道路四个方面，并且指出道路交通事故 的人因预防措施要从车辆设计的人性化和交通管理、道路建设等方面抓起。 杨立东【7 】认为城市交通人性化包括：城市交通的人性化规划、交通设施的人性化设计、城市交 通的人性化教育、城市交通的人性化管理等四个方面的内容，并且在提出城市交通人性化的基础上， 从城市交通的人性化规划、城市交通设施的人性化设计、城市交通的人性化管理及城市交通的人性 化教育等几个方面做了较为详细的阐述。 彭丽英1 8 】研究了信号控制交叉1 3 行人过街与机动车冲突严重的现状，基于行人交通行为特性， 依据交通流理论和交通控制理论，通过对信号控制交叉口行人的各种微观行为特征的研究，为交叉 口信号灯的配时提供基本参数，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。 苑红伟【9 j 研究了行人的交通特性及行为、行人出行认知心理与行为的关系、行人的交通特性及 其相关因素、不同行人特别是过街行人的交通心理及行为特点、以及群体行为对交通安全的影响， 并且针对交通系统中行人的不安全行为进行定性分析，找出了行人不安全行为产生的心理特点、动 机、成因：另外从行人的交通心理需要上分析行人违章的原因；从行人对危险感知的局限性角度分 析行人冒险行为的原因。对无信号控制下行人过街行为进行分析研究，概括了无控人行横道处行人 过街的心理和行为特征，并根据实例对过街步速进行分析 马天宇【i o 】通过对信号交叉口倒计时显示屏对驾驶员心理和行为的影响的研究，在总结国内外研 究的基础上，提出从驾驶员角度研究交叉口倒计时信号设施的设置有效性。通过问卷调查、摄像调 查法进行数据采集，对比了有无倒计时信号显示屏情况下驾驶员行为的差异性。对驾驶员在交叉口 处的决策过程进行分析，总结了影响驾驶员行为决策的影响因素，包括驾驶员自身、车辆、道路、 环境四种类型。 运用l o g i s t i c 模型建立了倒计时信号显示屏影响下驾驶员行为决策模型，并对信号 显示时间这一因素进行了敏感性分析。得出驾驶员加速和匀速行驶的决策点为信号显示时间l s 。同 时也对比了无倒计时显示屏交叉口驾驶员行为的决策因素。通过困境区域以及交叉口冲突分析，对 比分析了有无倒计时信号显示屏情况下的交叉口安全性。指出相比于无倒计时信号交叉口，倒计时 的设置有效的减少了车辆进入交叉口的困境区域的长度，但是却增加了车辆在冲突区域内的交通冲 突数量。 张艳副1 1 j 研究了个性、情绪、注意、自我保护意识等几个方面分析影响驾驶员行车安全的主要 心理因素，并提出防止交通事故的心理学对策。 裴玉龙【1 2 l 研究了城市平面交叉口行人过街的速度及差别，分别对哈尔滨市冬夏两季的信号交叉 1 ：3 、无信号交叉口、环形交叉口、路段人行横道和自由过街5 种不同过街条件下的行人过街速度进 行调查。分析了冬季与夏季和不同过街条件下行人过街速度的变化以及形成原因；分析了行人年龄、 性别、人行横道长度、过街行人数量和绿灯时间对行人过街速度的影响：采用数理统计方法，用1 5 2 第荤绪论 位速度作为行人过街的设计速度，提出冬夏两季不同过街条件下的行人过街设计速度推荐值。 崔丽莉【1 3 j 研究了无信号控制交叉口的情况下，运用人工智能和心理学对行人的心理和行为特征 进行识别，并且通过识别行人的行为姿态与心理状态的关系，建立了一个无信号交叉口行人心理状 态与姿态的隐马尔可夫关系模型，人的姿态和面部表情判断出人的心理状态，为司机驾驶提供决策 支持。 徐良杰，王炜，俞斌( 1 4 】针对我国典型四相位( 双向左转) 信号控制交叉口，分析了行人、非机 动车以及机动车的运行特征。通过设置行人、非机动车专用信号，在考虑尽量不损失机动车通行绿 信号的情况下，减少了机动车通过交叉口所受到的行人、非机动车交通流的干扰，避开了混合交通 流在交叉口的冲突，有效地提高了交叉口的交通安全性，同时大大提高了城市信号交叉口的通行能 力。 杨紫松i b 】研究了信号交叉口条件下，机非混合交通流的干扰机理分析。通过对信号交叉口直右 车道饱和流量、自行车流率数据的分析，发现信号交叉口直右车道饱和流量与自行车流率的相关性， 提出了不同类型交叉口的自行车交通组织方法。 陈晓明，邵春福，姚智胜1 16 j 研究了城市道路交叉口的自行车为主体的非机动车流左转时与直行 机动车流之间的交通冲突影响，并且提出了非机动车二次左转的过街组织方法。 李开兵1 1 7 l 运用计划行为理论，从社会心理学的角度对行人违规交通行为进行研究，结果表明， 受访者认为违规行为是方便的、低危险的，4 0 1 2 的人有从事违规行为的意愿，说明我国目前民众 对违规行为存在侥幸心理；在主观规范上，大部分的受访者认识到违规行为是不应该的，但同时有 5 成的受访者表示实际有需要行使违规交通行为，说明我国目前的行人交通设施存在着不完善与不 合理的地方：在认知行为控制上，调查表明，虽然外界促使行人违规的诱惑较多，加强管理还是可 以避免违规行为的。 王芳【1 8 】研究了城市道路平面交叉路口周围的空间环境，通过对城市道路交叉e l 周围空间的分析 ( 包括交通环境和非交通环境) ，提出了结合空间设计和美学意义相结合的交叉口规划设计导则。 刘珈铭【旧i 研究了城市交叉口自行车流的到达规律、集结行为和扩散行为。提出了城市信号交叉 口自行车到达的分布模型：并从骑车人的特性出发，从微观方面研究了自行车扩散行为特性。 1 2 2 周外研究状况 国外有很多科研机构和大学都在开展研究驾驶员、行人等一些交通参与者的心理、行为特征， 并且把心理学、行为科学和人因工程学与交通工程技术结合起来。d w i c h e n s ，j u s t i nh o l a n d s t 2 0 l 在 研究中提到只有在考虑驾驶员的应激和反馈的行为的基础上进行相关交通辅助设施的设计才能降低 驾驶员的行为差错发生的可能性。 t o v a r o s e n b l o o m 、d a n n e m r o d o v 、h a d a r b a r k a n l 2 i 】研究了在宗教信仰有差异的地区人们的违章 行为，结果表明在这两个地区人们的违章行为不同，并从宗教信仰意识形态的角度分析了原因。 y a g i l l 2 2 】对有信号控制的交叉c i 行人的意识和各因素对行人行为的影响进行了调查，比较系统地 定量描述了交叉口的行人心理。他对行人心理方面的结论分为2 个部分，第一部分为道路交叉口与 不安全因素相关的意识，并进行了回归分析，第二部分是有关环境和个人状态因素对行人意识影响 的分析，并针对不同性别的人群进行了分析。 f a r a z ( 2 3 1 等人研究了行人过街的违章现象，分析了不同年龄群体、不同性别群体的违规行为，发 现了行人违规的一些规律。 3 东南大学硕士学位论文 加拿大的a n n c o f f i n 和j o h n m o r r a l i 对老年人的步行速度进行了研究，通过对6 个交叉口的数据 采集，发现老年人的步行速度随性别与交叉口的类型不同而变化，但是该项研究所考虑的对速度的 影响因素不是很全面【2 4 j 。 在行人违章方面，b a b r a r a p r e s t n o 于1 9 8 9 年研究了按钮信号控制人行横道处行人的行为和安全 性问题，其研究结果显示女性比男性更愿意遵守交通信号灯。而行人是否遵守信号指示，与等待时 间内车流的空挡分布有密切关系【2 5 】。 p u a l a or a y m o n d 和r i c h a r dl k n o b l u a c h 研究了人行横道对机动车速度的影响，该研究表明， 设置人行横道之后，会使机动车驾驶员更加小心，至少会更加留意过街行人f 2 6 】。 m a r s h as n i t z b u r g 通过调查美国4 个洲1 1 个不同的无控制交叉口，也研究了人行横道对行人 和驾驶员的行为的影响，得到p a u l ad r a y m o n d 的研究相类似的结果。同时还表明对于无控制交叉 口，只有在确实需要的时候，设置人行横道才能发挥最佳效果。但是条件是车速慢、宽度比较窄的 道路【2 7j 。 f l o r e n c eh e l l a t 2 8 】通过研究驾驶员的视觉特性，发现随着驾驶任务，对注意和知觉需要增加，分配 在仪表盘测试设备上的识别时间减少了这些数据表明，传递给驾驶员的信息数量的复杂性是有限 的。 美国联邦高速交通管理部门的一份研究报告显示大约9 0 的交通碰撞是由于驾驶员错误导致， 并且提出只有改进交叉口环境设计可以提升道路交通安全水平l 四j 。 e v a n s 等人发现较宽的街道设计可以减少车辆失控的可能性；g o d l e y 指出车道分隔线以及边缘 缓冲带采用斑纹状有助于改善车辆偏离车道的可能：w i l d e 等人研究发现驾驶员倾向于把风险保持在 一定的水平上，使得设计的安全措施效果大大降低；t e n n e r 提出任何设计必须考虑交通参与者对新 环境适应的倾向性【3 0 l 。 1 2 3 现有研究成果的总结 从总体上来说，当前关于交通参与者和交通环境之间的系统研究仅仅停留在初步探索阶段。纵 观取得的研究成果发现。大多数的成果都集中在驾驶员、行人、自行车等三类交通群体的单独研究， 缺乏对交通参与者这个整体的把握。很少有结合人设计环境三者一体的系统研究成果。具体的来说 包括以下 ( 1 ) 交通参与者心理、行为的研究成果比较丰富，特别是针对驾驶员的视觉特性、知觉反馈特 性等的研究较多，行人过街行为特征研究方面的成果也比较显著。但是没有把三类交通参与者之间 的影响关系作为重点分析，也缺乏针对交通参与者的人性化设计考虑以及对环境需求的研究。 ( 2 ) 交通工程设计和环境的研究主要停留在工程技术的角度，缺乏从人的角度出发，研究人与 环境之间要素的相互影响。特别是国内的研究很少考虑把交通工程与人因工程学结合起来。 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 研究内容 本文旨在研究城市平面交叉口的所有交通参与者在交叉口的心理、行为特征。并且针对不同交 叉口型式和空间设计对交通参与者的各种影响，进一步分析人与交叉口空间环境的交互作用，从而 得到交叉口环境如何影响人以及人在交叉口的交通心理和行为需求的一般性结论。 4 第一章 绪论 主要包括： l 、交通参与者在交叉口环境的心理、行为特征的研究 运用交通工程心理学、行为科学、等理论方法对机动车驾驶员、非机动车行驶人及行人在交 叉口环境的心理、行为决策进行理论研究或调查分析，得到交叉口环境下各类交通参与者的心理、 行为的一系列特征指标。 2 、交叉口环境要素对交通参与者的影响研究 研究交叉口的空间型式及类别、交通管理控制方式、交叉口周边区位环境等几个方面对交通 参与者心理、行为的影响效应，得到交叉1 3 环境因素的模型架构和对交通参与者影响因素的量化指 标。 3 、交通参与者与交叉口环境的交互作用分析 结合交叉e l 环境下的交通行为调查数据，根据统计学、系统科学、交通工程学等的相关研究理论对 交通参与者和交叉口环境的交互作用进行进一步分析研究，并得到基于人与交叉口环境交互作用的 系统性结论。 1 3 2 技术路线 论文的研究内容并非各自独立的，作为有机统一体的组成部分，各研究内容之间保持相互关联， 将使论文形成完整严密的组织结构。本论文逻辑框图如图1 1 所示。 5 东南大学硕士学位论文 图1 1 论文技术路线 1 4 本章小结 首先对本文的立题背景和意义进行了描述，本文以“十一王p 国家科技支撑计划城市综合交通系统功 能提升与设施建设关键技术研究为依托；接着确定了城市效口的交通行为和环境之间的互动关系为本 文的研究对象；并且结合国内外已有文献进行综合分析提出本文的研究目标、研究内容和拟解决的关键问 题，并建立了本研究的结构框架；最后确定了本文的研究方法和技术路线，为后续研究莫定了基础。 6 第二章、城市交叉口功能要素及系统模型的建立 2 1 城市交叉口的基本概念 2 1 1 城市交叉口功能区的划分 本文的研究是建立在城市平面交叉口基础之上的，首先必须明确交叉口的基本概念。 交叉口是道路的交汇点。是道路交通流的合流点和分流点，是车辆和行人汇集、疏散和转向的必 经之地。交叉口按照空间结构的不同分为平面交叉口和立体交叉口。 平面交叉口是指相交道路都在同一平面之内，各种交通流的组织主要采用时间上分离的方法来进 行：立体交叉口是相交道路不在一个平面上，各条道路通过空间分隔的交叉方式使得各种交通流按照 相应指向道路运行【3 1 i 。本文的研究主要针对的是城市平面交叉1 ：3 ，以下涉及到的交叉1 2 1 如无特殊说 明均指平面交叉口。 城市交叉口是构成城市交通网络的基本单元，是城市道路交通状况优良与否的重要评价对象。城 市交叉口不但提供交通服务于各种交通主体，同时也是城市形象的重要展示窗口。交叉口一方面具 备着交通功能性，另一方面也具有生活服务功能和城市景观性质。因此对城市交叉口进行功能区位 的划分是研究交叉口环境的基础。 根据交叉口的城市服务功能不同可以划分为交通功能区和公共服务区。交叉口的形成源自于两条 以上的道路相交，所以它最主要的功能是服务交通的，所以交叉口交通功能区按照其服务交通对象 的不同划分为机动车行驶区、非机动车行驶区和人行区。 机动车行驶区是道路的主要组成部分，也是交叉口的核心区域，包括机动车道、渠化设施、信号 控制设施以及各种针对机动车的交通指示标志。非机动车行驶区是非机动车行驶的路段区域在交叉 口的延伸，由于道路自身结构的不同，有些道路并没有提供专用的非机动车道，所以使得交叉口区 域内非机动车行驶区并不是很明显。不过基于我国的实际国情，交叉口的非机动车行驶区不但实际 存在，而且应该存在。行人行驶区包括步行街、道路人行道、行人过街设施( 主要是地下通道、天 桥和人行横道) 以及其他辅助行人的道路设施。 交叉口的公共服务区则包括非交通服务的其他区域，如交叉口周边的商业设施、居民楼、城市广 场等其他公共设施。 交叉口功能区的划分决定了交叉口交通运行的多样性和复杂性，只有充分考虑交叉口的交通服务 和公共服务两种功能，才能实现交通主体和客观环境之间的协调高效。 2 1 2 城市交叉口的空间模型 在功能上明确了交叉口的概念之后，需要进一步明确交叉口的空间概念。传统的交叉口空间是指 由机动车停车线断面围成的区域，实际上由于交叉口本身的特点，车辆在进入交叉口区域之前会发 生明显的交通状态的变化降低车速、变更车道等，这些变化都是交叉口功能影响在交通主体上 的体现，所以交叉口的空间区域应该包括交叉v i 开始影响交通参与者的行为的区域，一般来说我们 规定自交叉口进出口道展宽起始位置开始就是交叉口的空间区域。 交叉口空间区域( 见图2 1 ) 根据交通参与者的实际交通状态变化强弱的不同可以分为交叉口内 部区域和交叉口外部区域。交叉口内部区域指的就是传统的交叉口内部空间区域，即机动车停车线 7 东南大学硕士学位论文 叉口外部区域指的是影响交通参与者行为的起始位置或道路横断面变化位置( 机动车道增减处) 直 至停车线的范围，该区域是交叉口与路段的衔接处和过渡带【3 2 】。 r 一一一一哪一1 f 一环一 一一一一一一1i i 部；i 良i lj _ _ _ _ 一 ! 域- j li 区 静 。j 龟；。琏。潞。i 艘。 第二章城市交叉口的概念和功能要素 2 2 城市交叉口的基本要素 由于城市交叉口要实现它的交通功能和公共服务功能，从而产生了城市交叉口与交叉口之间的 类别差异和交通影响差异。为了体现这种交叉口自身的差异，按照城市交叉口的交通时空特性以及 自身的空间构成把城市交叉口的基本要素分为三类：空间型式、管理控制方式以及周边环境。 2 2 1 城市交叉口的空间型式 城市交叉口之间的主要差异体现在空间型式上。空间型式是指交叉口的空间几何型式和交叉口 的交通空间布局型式。 交叉口是由道路相交而形成，其空间几何型式与相交道路之间的角度、相交道路自身的宽度以