（安全技术及工程专业论文）基于平交路口的自行车交通安全特性研究.pdf

北京交通大学硕士学位论文abstr act a b s t r a c t a b s t r a c t ：b i c y c l et r a n s p o r t a t i o ni st h em a i nt r a f f i cm o d ei nm o s to f o u rc i t i e s i na l l t h et r a f f i ca c c i d e n t s ，b i c y c l er e l a t e da c c i d e n t sa n di t sc a s u a l t i e sh a v et a k e nal a r g e p r o p o r t i o n ；e s p e c i a l l y a tg r a d ec r o s s i n g , t r a f f i ca c c i d e n t so f t e n h a p p e nb e t w e e nb i c y c l e s a n dv e h i c l e s ，w h i c hi ss e r i o u s l yi m p a i r e dt r a f f i cs a f e t y s oi ti ss p e c i a l l yn e c e s s a r yt o s t u d yt h eb i c y c l et r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c sa tg r a d ec r o s s i n g ，f i n dt h ek e yp r o b l e m ，a n dt a k e p r o p e rm e a s u r e st oi m p r o v et h es a f e t yl e v e lo f b i c y c l et r a n s p o r t a t i o n d o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a le x p e r i e n c ei ss u m m a r i z e di nt h ep a p e r , t h eb a s i c c h a r a c t e r i s t i e so fb i c y c l et r a n s p o r t a t i o n ；t h ec u r r e n tt r a f f i cc o n d i t i o ni nc h i n a ，t h e b i c y c l et r a f f i cs t a t u s ，d e v e l o p i n gt r e n da n di t sm a i np r a c t i c a lp r o b l e m sa r ed i s c u s s e d t h e n ，f r o mt h ea s p e c to ft r a f f i cd e n s i t y , t r a f f i cs p e e d , t r a f f i cv o l u m e ，t r a f f i cd e l a y , o p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i c s ，a c c i d e n tc a u s ea n da c c i d e n tt y p e , e t c ，t h eb i c y c l et r a f f i c c h a r a c t e r i s t i c sa r er e s e a r c h e da n da n a l y z e di nd e t a i la tg r a d ec r o s s i n g t h et r a f f i cc o n f l i c ta tg r a d ec r o s s i n gi sm a i n l ys t u d i e d , t r a f f i cc o n f l i c tb e t w e e n b i c y c l e sa n dv e h i c l e sa n di t sc a u s e dr e a s o n sa r ea n a l y z e d , t h ep r o b a b i l i t ym o d e lo f t r a t * i cc o n f l i c tb e t w e e nb i c y c l e sa n dv e h i c l e si ss e tu p u s i n gt h ed a t ac o l l e c t e df r o m f i e l ds u r v e ya td o n g d a ng r a d ec r o s s i n gi nb e i j i n g ，t h et r a f f i cc o n f l i c tp r o b a b i l i t y b e t w e e nt h es t r a i g h tg o i n gb i c y c l ea n dr i g h tt u r n i n gv e h i c l e si sc a l c u l a t e d ，b yt h em e a n s o f t h es o f t w a r es p s sa n de x c e l ，t h er e l a t i o n a lm o d e lb e t w e e nb i c y c l ea r r i v a lr a t ea n d t r a f f i cc o n f l i c tp r o b a b i l i t y , m i x e dv o l u m ei se s t a b l i s h e d ，w h i c h p r o v i d e saq u a n t i t a t i v e a n a l y s i sb a s et oi m p r o v eb i c y c l et r a n s p o r t a t i o ns a f e t ya tg r a d ec r o s s i n g f i n a l l y , a c c o r d i n gt ot h ec o n c r e t ep r o b l e mc o m i n gf r o mg r a d ec r o s s i n g ，f r o mt h e p o i n to fv i e wo fs i g n a lc o n t r o l ，c h a n n e l i z a t i o na n ds e p a r a t i o n , s a f e t ye d u c a t i o n ，t h e m e a s u r e sh o wt oi m p r o v et h eb i c y c l et r a n s p o r t a t i o ns a f e t ya r er e s e a r c h e d 砧ec o n c r e t e i m p r o v e dm e a s u r e sa b o u td o n g d a ng r a d ec r o s s i n gi nb e i j i n gi sp u tf o r w a r d f i n a l l y , i n o r d e rt oe v a l u a t et h ee f f e c t so fi m p r o v e m e n t ，t h em e t h o di si n t r o d u c e dw h i c he v a l u a t e s t h eb e n e f i t so f i m p r o v e r n e to f g r a d ec r o s s i n g k e y w o r d s ：b i c y c l e ；g r a d ec r o s s i n g ；s a f e t y , t r a f f i cc o n f l i c t ；c r i t i c a lg a p ；t r a f f i c d e l a y c i ，a s s n o ：i 1 4 9 1 2 + 2 5 致谢 在北京交通大学求学生活即将结束，回顾这两年多的点点滴滴，感慨诸多， 发现自己竟然接受了那么多的无私帮助在此，谨向在我求学及论文完成期间 给予奠大关心、支持和帮助的师长、同学和亲人致以深深的谢意! 本硕士学位论文是在导师聂磊副教授的悉心指导和关怀下完成的。在我整个 论文的撰写期间，从论文的选材、开题、构思、修改到定稿，每一个环节都渗透 着聂老师辛勤的汗水。每一次的见面，每一次的交谈，聂老师都给我提出了许多 宝贵的意见，这启迪了我的灵感，开阔了我的思路，使我的毕业论文能够顺利地 完成。在此，我对我敬爱的老师表示深深的谢意! 硕士求学期间，聂老师在学习、工作和生活等各方面给与我细致培养和深切 的关怀，她的谆谆教导、言传身教深刻地影响着我。聂老师平易近人、学识渊博、 治学严谨，对知识精益求精，对工作认真负责，这一切在我求学期间都产生了潜 移默化的影响，并将影响着我以后的工作和生活，使我受益匪浅。值此论文完成 之际，谨向导师表示真挚的感谢，致以崇高的敬意。 其次，我要感谢我的副导师肖贵平教授，感谢肖老师两年多来在学习和生活 中给予我的热心指导和帮助! 衷心的感谢我的家人，在我整个读书期间给我的默默支持和关怀，正是他们 对我从小到大的教育，以及无私的物质和精神上的帮助，使我能顺利地完成研究 生的学业，本人谨此献给我最爱的家人。 最后，感谢我的师兄赵峰，在我论文撰写期间提出了许多宝贵的建议，同时 还要感谢我们实验室的所有成员，在论文撰写期间，他们对论文中的很多研究工 作给予了热情帮助和支持，在此向他们表示感谢! 北京交通大学硕士学位论文 绪论 1 1 研究背景 1 绪论 我国是名副其实的自行车王国，在自行车的生产量、拥有量和城市使用水平 方面都居世界首位。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白行车【1 】。可是随着我国经济的发展， 城市机动车数量急剧增加，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。 在我国人口密度大的特殊环境当中，白行车已成为一种非常普遍的交通工具。 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。可以说，自行车 给人们的交通带来了便利，同时也给人们带来了不幸，自行车交通事故已严重影 响我国居民的生命和财产安全。 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。 当前，由于机动车辆在城市交通中的特殊地位，大多数交通学者和专家对机 动车的交通问题比较重视，相关研究和著作不计其数。而对于自行车的交通规划、 管理以及其安全问题在理论和实践上还没有形成具有普遍意义的成果。因此有必 要就此课题展开深入的、理论与实践结合的研究工作。 1 2 本文研究目的和意义 由于自行车交通的过度发展，对城市交通控制系统的运行产生了越来越大的 负面影响，同时自行车交通问题在交叉口上体现的最为彻底，也最为复杂，而交 叉口也往往是城市道路的交通“瓶颈”，因此有必要研究城市道路自行车的交通安 全、交通效率，特别是对交叉口上自行车交通的安全特性展开深入的、理论与实 践结合的研究工作 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 北京交通大学硕士学位论文绪论 城市自行车交通在交叉路1 2 1 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，以期解决混合交通在交叉口的控制问题，使城市交通处于 良好的状态。同时借鉴国内外对于自行车交通规划和安全管理的经验和成果，结 合国内现状，深入研究自行车交通安全问题，借以提高自行车出行安全，并为我 国城市实施交通安全管理策略提供理论和实践基础。 1 3 国外、国内研究现状 1 3 i 国外研究情况 从国外自行车发展的历程来看，2 0 世纪3 0 一6 0 年代西欧一些国家的自行车曾 发挥过重要的作用，6 0 年代以后随着汽车工业的发展，小汽车的普及，自行车的 使用率下降，然而在拥有量方面，自行车却一直在增长。尽管国# t - a 十年代许多 国家出现“自行车热”，但是其自行车交通比起汽车交通来仍然微不足道。相比于 汽车，对自行车研究的较少。目前在国外当中，自行车交通发展较好的要数荷兰 和德国，因此有必要对其自行车交通状况作一个介绍。 ( 1 ) 荷兰 自行车在荷兰的交通中占有重要的地位。不同社会阶层和收入的人都骑自行 车，据统计，荷兰平均每人拥有一辆自行车，平均拥有量占世界第一。自行车文 化在荷兰受到社会的广泛认同，也受到政府的关注与支持。政府鼓励非机动车交 通，努力改善非机动车交通安全，尽力减少因白行车和行人交通而造成的死亡和 伤害。从1 9 7 5 年到2 0 0 1 年之间，荷兰的行人死亡率下降了7 3 ，而自行车死亡 率下降了5 7 t z j 。荷兰对自行车交通的改善和研究主要体现在政府政策对自行车 交通的重视。在2 0 世纪7 0 年代早期，荷兰年交通伤亡人数达到高峰，交通安全 成为政治问题，政府提倡政策主要是通过修建自行车专用道来保证骑车人的安全， 特别是骑车人在交叉路口的安全。之后，政府通过提倡自行车文化，并且提供资 金修建自行车设旋，提高自行车交通安全，鼓励自行车的使用，使荷兰的自行车 交通安全得到很大的改善和发展。 ( 2 ) 德国 同荷兰一样，德国政府也非常重视自行车交通的发展和安全问题。政府一直 致力于研究和提高自行车交通及安全。从1 9 7 5 年蛰j 2 0 0 1 年之间，德国的自行车出 行增加了两倍，但因自行车两造成的死亡反面下降了6 4 t 2 1 。政府通过制定长远的 政策重新规划街道，改变城市设计，加强交通法律的执行和培训，提倡非机动交 2 北京交通大学硕士学位论文 绪论 通。其主要成功经验体现在： 良好的自行车和行人交通设施； 良好而有序的交通环境： 切实可行的交通教育。 荷兰和德国自行车交通的成功在于政府的重视和合理的规划。 国外关于自行车交通的研究也进行得比较深入，n i k eh u d s o n 等编写的 “b i c y c l ep l a n n i n gp o l i c ya n dp r a c t i c e ，i ) j 以及j o h nf o r e s t e r ( e n g l a n d ) 编写的 “b i c y c l et r a n s p o r t a t i o n ”1 4 1 对自行车交通进行了全面深入的介绍，内容主要包括 自行车交通特征，自行车交通流，自行车通行能力与服务水平，自行车道路的几 何特性，自行车的交通设计标准等等。 针对自行车交通所带来的效益，美国联邦公路管理局( 硝彤i ) 在编写的“t h e e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t so f b i c y c l i n g a n dw a l k i n g 川5 】一文作了详尽的 阐述。该文通过用自行车交通在某些地方代替机动车交通，使用定量的方法，从 而算出替换的交通里程，进而计算由此而节省的石油使用量，并且通过与机动车 排放污染物进行比较，计算出可以减少的污染物，例如c 0 2 ，c o ，n o x ，v o c s 等 的排放量。同时，该文还指出通过使用非机动交通，例如自行车交通，所带来的 一些附加效应，如，可以减少使用机动车所产生的噪声污染，可以减少能源的消 耗，可以减少专门为机动车使用而修建的宽大的机动车道，以及相应的诸如停车 场、维修站和加油站之类的服务设施，可以节约城市用地，减少建设费用。 对于自行车通行能力与服务水平的研究：相关的研究成果主要体现于美国的 通行能力手册( 删) 等 6 1 。 关于交叉口机非安全设计标准，研究的文献主要有，美国联邦公路局( 用删) 编写的“m a n u a l o nu n i f o r m 乃够c c o n t r o l d e v i c e s f o r s t r e e t s a n d h i g h w a y s ”，1 7 1 “t o o l b o xo ni n t e r s e c t i o ns a f e t ya n d d e s i g n ”州。 碰撞是造成自行车伤害的原因，c a r o lt a n 等针对自行车和机动车碰撞类型进 行了总结，并提出了减少碰撞的具体措施1 9 。受美国政府的资助，d a v i d l h a r k e y , s e a nt s a i , l i b b yt h o m a s , a n dw i l l i a m 形h u n t e r 等人开发了专业软件：t h ep e d e s t r i a n a n d b i c y c l e c r a s h a n a l y s i st o o l ( p b c a 刀。该软件主要是根据实际动态的交通信息， 从研究者的角度，生成分析报告，协助专家、设计人员和工程师等解决行人和自 行车的交通碰撞问题。同时针对行人和自行车交通问题，美国联邦公路局( f h w a ) 出版了“f h w ac o u r s e o n b i c y c l e a n d p e d e s t r i a nt r a n s p o r t a t i o n ”【m ，书中主要是 以系统的观点，分别从规划和工程等技术方面进行了阐述，目的是为了培训从事 这方面的潜在专家，以及规划和工程等技术人员。 为了减少自行车的交通事故，提升交通安全，美国政府对自行车交通规划特 3 北京交通大学硕士学位论文绪论 别重视，政府对不同的州还专门出版了规划手册，如“m i n n e s o t a b i c y c l e t r a n s p o r t a t i o n p l a n n i n g a n d d e s i g ng u i d e l i n e s ”、“o r e g o n b i c y c l e a n d p e d e s t r i a n p l a n ”就是专门针对明尼苏达州和俄勒冈州具体情况进行规划的指导书。 1 3 2 国内研究情况 国内对自行车交通的研究从交通工程学科兴起时就已经开始，并取得了一些 成果。对自行车交通作整体研究的有：郑祖武等对国内外的交通发展情况，以及 自行车的交通事故、交通特性、交通规划等等作了详尽的研究，针对自行车通行 能力，提出了计算模型。【l l 】 对自行车交通安全，从自行车交通事故伤害的角度出发，林艳在其硕士论文 中对武汉市城区部分中学生自行车交通事故伤害状况及影响因素进行了研究，评 价了自行车事故伤害造成的损失，探索了中学生自行车事故伤害的影响因素i l “。 关于交叉口自行车交通特性研究的代表性理论有：自行车交通对信号交叉口 及其通行能力的影响的研究【”j 、自行车在平面信号交叉口的行为特性研究1 1 4 1 、 信号交叉口自行车微观行为研究【l5 】等等，这些文献对自行车在交叉口处的交 通特性分别从宏观和微观的角度出发，进行了细入的研究。 北京工业大学交通工程教研室对自行车通过交叉口的状况做了详细的考察， 把自行车通过交叉口的过程抽象为一个可压缩的流体模型，推导出了一个自行车 在交叉口的通行能力的计算公式。不过其计算过程烦琐且其通行能力与到达流量 有关。通行能力是道路交通设施等硬件的容量，是判断到达流量是否能够通过的 一个标准，不应与到达流量的大小有关【1 6 】。 关于自行车交通流理论，同济大学彭锐在其博士论文中进行了深入研究，并 提出了一些自行车交通的管理方法。文章根据自行车交通流的特征，应用流体动 力学等理论，在借鉴机动车交通流理论建立方法的基础上，建立了自行车交通的 车流模型、流体动力学模型、波动模型以及车队散布模型等，并用来推导自行车 在路段上的通行能力以及自行车在交叉口上的饱和流量、延误等实用计算公式。 为合理有效地设计自行车交通设施提供了理论依据i l ”。 交通冲突是造成事故的重要原因，王学明运用交通冲突技术和模糊评价方法， 对道路自行车的安全进行了评价，并提出了一些具体的改进措施【1 8 1 。 关于机非冲突机理，景春光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：从提高交叉口运行效率的角度分析了不同类型机非冲突对交叉 口通行能力和车辆延误的影响，在此基础上，以提高信号交叉口的运行效率，降 4 北京交通大学硕士学位论文绪论 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【1 9 】。 其中对自行车交通事故类型以及自行车事故再现理论的突出研究理论有许洪 国的博士论文自行车交通事故和事故再现【2 们，该文对自行车事故进行了系统 的统计分析和详尽的分类，并对事故的原因进行了详尽的研究。 但是以上这些研究都没有形成系统的成果，本论文希望在此基础上，对平面 交叉路口处自行车交通特性进行深入、系统的研究，为改善我国自行车的交通安 全提供理论依据。 1 4 本文研究内容和思路 本文主要从以下几个方面开展研究： ( 1 ) 提出研究背景，确定论文的研究目的、意义、思路和方法； ( 2 ) 论述自行车交通基本特性，从整体上把握其基本特征； ( 3 ) 探讨信号交叉口非机动车的交通运行特性和交通行为，掌握自行车交通 运行规律； ( 4 ) 运用交通冲突技术研究交叉口机非混行所产生的交通冲突。探讨交叉口 机非冲突类型、特点，并分析冲突所带来的影响，找出存在的问题； ( 5 ) 根据存在的问题，建立交叉口机非冲突概率的计算模型：并针对右转机 动车和直行自行车的冲突，选取案例，通过实地调查数据，运用统计软件e x c e l 和艘船进行论证和分析； ( 6 ) 针对案例进行分析，找出其中存在的问题，结合实际，提出解决问题的 相关措施。 1 5 相关术语 为了论述的方便，本文特对主要用到的概念进行了界定。 自行车 简明不列颠百科全书对自行车的解释：“由人力驱动并易于驾驶的轻便两 轮机器，是许多国家重要的交通工具和运动器具。它是易于大量生产，造价较低 的民用产品。” 大美国百科全书关于自行车的解释：“双轮交通工具，在一轻金属架安装 前后两座位，以脚踩踏板前进，并由前轴之把手控制行进方向。作为下方的踏板 以齿轮、链条等组合带动后轮。” 现代城市交通对自行车的解释：“自行车( b i c y c l e ) 亦称单车或两轮车， 北京交通大学硕士学位论文 绪论 是一种灵活、方便、经济、不能耗、无污染的人力驱动交通工具，也常作为体育 运动的一种器具。”1 1 1 本文泛指两轮的、由入力驱动的、非机动车辆。 自行车骑行者 自行车骑行者指在自行车运动时为自行车人力驱动的提供者，在自行车静止 时为自行车停放的寄存人1 2 。同时对于自行车骑行者的名称还有“自行车使用 者”、“骑车人”、“脚踏车使用者”。这些都为同一个概念，均指自行车的使用主体。 自行车交通事故 所谓自行车事故是指骑自行车的人或推自行车行走的人在道路上被机动车碰 挂、擦轧或与非机动车相撞而造成的人员伤亡和车辆毁坏事故【2 2 】。 非机动车 根据中华人民共和国道路交通安全法的规定，非机动车是指以人力或者 畜力驱动，上道路行驶的交通工具，以及虽有动力装置驱动但设计最高时速、空 车质量、外形尺寸符合有关国家标准的残疾人机动轮椅车、电动自行车等交通工 具。 6 北京交通大学硕士学位论文 白行车交通的基本特点和发展概况 2 自行车交通的基本特点和发展概况 2 1 自行车交通的优缺点 2 1 1 自行车交通的优点 l 、节能环保，不污染环境。当前石油价格的急剧攀升，已给各国经济发展带 来了负面影响，而另一方面，机动车尾气排放和和产生的噪音，对环境造成恶劣 的影响。而自行车交通是一种绿色交通( g r e e nt r a n s p o r t ) ，无污染，由表2 - 1 可 知自行车是各种交通工具( 除步行外) 当中，唯一不产生污染的一种交通工具， 同时也是实行交通宁静的一种有效方法。 表2 - 1 各种交通工具的能量消耗和废气排量f 2 3 】 出行工具 能量消耗k w h 值! ，公里废气总排量( 克w 公里) 步行0 0 4o 自行车o 0 6o 摩托车0 5 42 7 5 混合车道0 1 2 1 0 公共汽车 公交专用道 0 0 90 9 轻轨( 燃油)0 0 5o 7 轿车o 2 9 1 9 2 、经济耐用，使用寿命长、维修方便，属廉价交通工具。自行车以其低廉价 格，可迎合大多数人的需要，受到大众的欢迎。 3 、方便使用，使用技术简单，适合大众需求，属方便型交通工具。自行车操 作简单，只要会骑，谁都可以上路，无需像机动车那样要经过严格的考试。 4 、能够促进健康，减少疾病。骑自行车是一种有利于身心健康的运动方式。 在温度与环境适宜、无交通安全问题的道路上骑自行车出行，无疑是一种身心放 松的好方法。在自行车和行人共存的环境中，更容易建立一种安全、舒适的休闲 氛围。 5 、占地少、停放方便。自行车运行所需道路面积为9 m 2 ，丽小气车为4 0 m 2 ， 是自行车的4 5 倍；自行车停车所需的面积为1 6 m 2 ，而小汽车是2 2 m 2 ，是自行 车的1 4 倍【2 4 】。此外，自行车的使用，可以减少专门为机动车使用而修建的宽大 的机动车道，以及相应诸如停车场、维修站和加油站之类的配套设施，可以节约 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 城市用地，减少建设费用。 6 、多用途功能，可用于代步购物、运动、旅游、运物等属多功能型交通工具。 7 、方便灵活，是一种户到户的交通工具。自行车交通不同于“点”型交通工 具( 如飞机只能是一个城市到另一个城市) ，也不同于“线”型交通工具( 如公共 汽车，按线行驶) 。自行车是一种“面”型交通工具，无论大街小巷，它都可以随 心所欲地骑行。 2 i 2 自行车交通的缺点 ( 1 ) 安全性差。无保护外罩，易受碰撞翻倒，除步行外，自行车是各种交通 方式中的最弱者，英国人研究证明，骑车入出行的危险性较汽车驾驶员要高一倍 2 4 1 。 ( 2 ) 舒适性差。自行车没有驾驶室舒适的座位与防护设备，受气候条件和季 节变化影响大，风、雨、雾、雪，酷暑严寒骑车都非常困难，完全靠人体为动力 骑行，长距离或长时间、大坡度对体力消耗过大，往往，难以支撑，自然谈不上 舒服。 ( 3 ) 稳定性差。自行车只有两线( 短线段) 接触地面，重心高，骑人后重心 更高，运行时处于动态平衡，不运行则不稳，在行驶中受横向外力会造成转向或 倾覆。不少交通事故均由此产生。 ( 4 ) 不能全天候出行，刮风、下雨、降雪或酷暑严寒及大坡度路段均无法骑 行。 ( 5 ) 老人、儿童、残疾人或体弱之人均难以利用，只有体力好身体健康之人 才有可能骑车。 2 2 骑车人的交通心理 人对外界的反应过程，主要通过以下心理学公式描述：外界的刺激( s ) 一 意识( d ) 一反应( r ) ，即外界通过信息输入，经过大脑进行信息处理，形成 指令，指挥手脚操作，从而产生行为的输出。在自行车骑行过程的人机系统中， 骑行者和道路组成一个整体系统，构成该系统的因素主要有人、自行车( 包括 机动车和其它非机动车辆) 、道路和环境。在该系统当中，骑行者通过感觉系统， 如听觉、视觉等接受来自人、车、路等环境信息，通过手、脚和臀部感受自行 车方向、速度、振动和平衡等信息；然后，信息进入人脑的中枢神经系统进行 分析、处理，形成指令；再通过手对车把、脚对脚蹬以及臀部对鞍座的操作， 8 北京交通大学硕士学位论文 自行车交通的基本特点和发展概况 传递给自行车，使自行车按照人们的意愿行驶。骑车人的信息接受和处理过程， 实际上也就是其心理活动过程。该过程可以看作是一个闭环的心理活动过程， 可用图2 - 1 表示： 图2 - 1骑行者心理活动过程 f i g u r e2 - 1t h eb i c y c l i s t s p r o c e s s e so f p s y c h o l o g i c a la c t i v i t i e s 一般来说骑自行车人的心理及其行为有如下特点： 自行车灵活、轻便、启动快、操作简单占用道路面积小，道路与交通设施 投资少，技术简单等特点，城市乡村和男女老少都能用。但是自行车由于“小、 散、多、快、抢、钻、”等特点，骑车人违章十分普遍。死于车祸的人数在整个 死亡事故中占有相当的比重。 ( 1 ) 青少年骑车心理 青年人或少年儿童，在骑自行车时，一般都具有显胜逞能快超心理。由于 这种心理状态的影响，所以在骑车时常有我行我素的行为，在道路上横冲直撞， 曲线行驶，哪里有空隙就往那里钻。若上班或上课，便拼命骑行。有的在道路 上相互追逐，并排骑行，你追我赶，有的双手脱把或攀扶在机动车上，不顾生 命安危。还有的在道路狭窄的地段上与机动车争道抢行从而表现快速、冲抢、 猛拐、疾追等快超行为。 ( 2 ) 老年人骑车心理 老年人骑自行车由于受生理和心理因素的影响，往往产生畏惧心理。因而， 在骑车中速度较慢，但比较稳妥，如遇到险情他们会下车推行，一般不会冒险。 此外，从人的体质、肌力、反应的灵敏性等生理特点来看，都远不及一般骑车 人，所以，当看到快速行驶的汽车，来来往往的自行车和拥挤的人群，车水马 龙时，往往是畏惧心理加重，有的便会不知所措地慌乱躲避。 ( 3 ) 妇女骑车的心理 妇女骑自行车的心理往往有三种类型：“胆怯型”的人在骑车时，看到道路 上的机动车来来往往，心里感到害怕，反映在行为上，就是躲躲闪闪，欲让欲 停，欲行欲退。第二种是“冒险型”，持这种心理的骑车妇女在骑车时，对道路 情况熟视无睹，感到无所谓，反映在行为上便是“你开你的，我骑我的”，汽车 北京交通大学硕士学位论文 自行车交通的基本特点和发展概况 跟在她后面，她就是不肯让道。第三种是思绪紊乱心理型。这种类型骑车妇女 因工作过度紧张，事业受挫折精神受刺激，造成思绪紊乱，骑行中心神不定， 注意力不集中，只是机械地，无意识地骑行，在车与人之间很难形成紧密结合 的人机系统，此时若遇险情，则来不及避让而酿成事故。 2 3 自行车的交通流特性分析 自行车流是由一些移动着的自行车辆组成的，可以对它的流量、密度和速 度等参数进行观测。自行车流有如下的一些特点旧： ( 1 ) 流动性：自行车流的流动行驶不言而喻的，流量、密度和速度就是用 来宏观描述流动的物质的。 ( 2 ) 连续性：可以说连续性假设是自行车流流体力学分析的理论基础。但 是，自行车流能不能算是一种连续介质呢? 又在什么条件下才能把它看作是连 续介质? 真实流体的连续性本质上是相对的概念，对于自行车车流来讲也可以 相对的把它看作连续介质，这其实只是一个时间或空间粒子的大小选区的问题， 或者是典型时间和典型长度的选取问题。 ( 3 ) 胀缩性：由于在交叉口自行车的加速与减速随意性很强，加力与刹车 均是在自我保护意识下完成的，自行车在路段上和交叉口上都可以很快的完成 自我调节。因此，自行车交通流具有可压缩性。类似于真实流体的那种密度随 着压力与温度的变化而变化的压缩性，自行车流的密度是随通行空间的宽度和 自行车流量而变化的。 ( 4 ) 行为性：由于自行车流的每一个“质点”( 单辆自行车) 都是由人力 驱动控制的，所以就不可避免地渗透了人的某种行为现象在其中。每个人都有 自己的目的地，每个人都有自己期望的车速。这就是自行车流的行为性。 2 4 我国自行车的发展概况 2 4 1 自行车交通在我国的地位 自从自行车进入我国以后，自行车以其灵活方便，节约能源，保护环境，有 益于身体健康等优点，始终是大多数人们首选的交通工具。 下面分别从我国几个大城市自行车交通发展状况进行讨论，借以分析我国自 行车的交通地位： ( 1 ) 北京 】o 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 表2 - 2 、2 - 3 和图2 - 2 反映了北京市近期自行车的发展情况。其特点为：北京 市自行车拥有量基数大，出行比例高，在2 0 0 4 年所有出行方式中，自行车比例达 最高，占3 1 5 。 表2 - 2北京市自行车交通情况览表【2 5 】 项目2 0 0 4 年 2 0 0 3 拒 同比增长 非机动车辆5 0 4 5 8 9 74 9 4 1 2 9 8o 0 2 自行车辆 4 1 3 2 0 6 34 0 4 8 3 9 20 0 2 自行车十万死亡率人 3 9 54 3 2一o 0 9 表2 - 32 0 0 4 年北京市居民出行方式构成表 出行方式构成( )出行方式 构成( ) 出行方式 构成( ) 地铁 2 4 公交车1 7小公共o ，3 出租车1私人出租车o 2班车3 4 驾驶私人汽车1 2 5乘坐私人小汽车2 9驾驶单位小汽车3 1 乘坐单位小汽车 1 5 摩托车 l 电动自行车 o 3 自行车3 1 5步行2 1其他交通方式1 9 图2 - 22 0 0 4 年北京市居民出行方式构成图 f i g u r e2 - 2t h ec o m p o s i n gf i g u r ea b o u t 缸i pm o d eo f b e 日i n gr e s i d e n ti n2 0 0 4 ( 注：表2 - 3 、图2 2 来源见姜学峰所编制的数据库) ( 2 ) 上海 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 图2 3 上海近几年自行车保有量( 不包括电动自行车) 【2 6 】 f i g u r e2 - 3n ”q u a n t i t yo f b i c y c l e si ns l m g 掘a t l a s ty e a r s ( m o t o r - a s s i s t e db i c y c l en o ti n c l u d e d ) 图2 - 4 上海市自行车交通出行结构比例1 1 6 】 f i g u r e2 - 4 t h er a t i oo f b i c y c l ea b o u tn i pg e n e r a t i o ni ns h 锄g l l a i 图2 3 显示上海市自行车保有量直保持一种稳定的增长趋势；图2 4 是上 海市自行车交通出行在整个城市交通出行结构中的比例，从中可以看出，自行车 交通方式的比例虽然有所下降，但趋势十分缓慢，总量却占到4 0 的较高比重。 ( 3 ) 天津 目前天津市共有自行车5 5 0 万量左右，其中天津市区自行车实际使用总量在 3 0 0 万辆以上，户均2 辆以上，人均o 7 6 辆以上，基本达到适龄骑车人人均i 辆 的水平嘲。 表2 - 4 天津市历年各交通方式比例【2 6 】 出行方式 1 9 8 1 年1 9 9 3 定2 0 0 0 年 步行( )4 2 62 8 0 13 4 6 自行车( )4 4 66 0 4 85 1 1 2 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 出行方式1 9 8 1 年1 9 9 3 年 2 0 0 0 篮 公交车( )1 0 34 0 66 4 摩托车( ) 2 0 0 其它( ) 2 5 5 4 6 表2 - 4 中数据表明，自行车在天津市整个交通体系中占有着重要的地位，是 居民出行的主要交通工具。 从上面一系列的数据可以看出，自行车交通在我国近期的发展状态保持比较 平稳的趋势，特点是保有量大，出行结构比例高。在我国的大中城市中，自行车 已是整个交通结构中的一个重要组成部分。 2 4 2 自行车交通在我国的发展前景 近年来，随着机动车保有量的增加，自行车的使用逐渐减少，出现了一些取 消自行车交通的声音，但是自行车交通作为最大众化的交通方式在我国将长期存 在。这主要由以下几个因素决定： ( 1 ) 经济的需求 我国是一个发展中国家，人口众多，人均收入水平还较低。尽管近几年我国 居民的收入有了较大的提高，但是就现阶段的总体水平，仍然较低，人们选择自 行车作为交通工具，实际是一种“受追”行为，即受到个人经济状况和城市交通 环境的制约。这构成了自行车作为交通方式长期存在的基本条件。 ( 2 ) 独立性和连续性的需求 长期以来，我国城市公交系统存在着车速过慢、发车间隔过长、车内拥挤等 问题，导致在准时、舒适性和经济性等方而缺乏竞争力，而自行车能够满足人们 对于个人空间独立性和行驶连续性的要求，这在一定程度上促进了城市自行车交 通出行的发生。 ( 3 ) 节约能源与环保的需要 当前，随着我国经济的迅速崛起，能源紧张的局势日趋严重。我国的不可再 生能源中煤炭、石油资源短缺。一些大的煤矿油田已经或开始枯竭。全国煤、电 普遍紧缺，焦碳价格巨幅上涨。在城市环保方面，城市空气污染严重。我国城市 环境空气质量监测表明7 0 的城市环境空气质量不达标，机动车污染排放已成为 很多城市空气污染的主要来源【2 ”。同时，机动车嗓音也是不容忽视的污染源。作 为绿色交通工具，自行车正是以其特有的人力驱动、无废气排放、噪声小等特点 作为环保型交通工具，成为当前实施交通宁静的一种重要的、最佳选择。 以上这些因素都决定了自行车在我国城市交通中将长期存在。 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 2 4 3 自行车在我国的交通问题 在我国，自行车是大众化的个体交通工具，加上我国社会经济条件为自行车 的发展提供了适宜的外部环境，使得近二十年来自行车交通迅猛发展。但由于缺 乏对自行车发展的长期规划和有效管理以及自行车基础设施建设的相对滞后，导 致了许多自行车交通问题的产生。 ( 1 ) 加剧交通延误和阻塞 自行车在我国大城市拥有量剧增，由图2 5 可知，目前已达饱和状态。在北京、 上海和天津等大城市，自行车交通带来了严重的混合交通问题，造成交通拥挤， 行驶速度降低，交通延误严重。 白 行 宣 拥 有 篮 1 9 5 01 9 6 01 9 7 01 9 8 01 9 9 02 0 0 0 年份 图2 - 5 我国城市自行车增长曲线 z 6 1 f i g u r e2 - 5t h ec t m m l a f i v ec u r v eo f b i c y c l ei nc h i n a ( 2 ) 基础设施问题突出 一方面，自行车交通量的增加致使增长缓馒的道路设施更为不足，现有道路 已不能满足车辆的过量增加。另一方面，在城市规划中缺乏预见，使得许多公共 活动场所未设置停车场，自行车只能占用人行道和分车带停车，甚至占用非机动 车道和部分机动车道，使本已紧张的道路设施增加负荷。造成了行人占据非机动 车道，非机动车只褥占用机动车道的不良后果，使各种交通方式均处于非正常状 态。 ( 3 ) 安全性差，交通安全隐患严重，事故频繁 一方面，我国自行车比重大，混合交通状况随着各种车辆交通量的增加而日 趋严重；另一方面，由于自行车交通方式安全性较差，而目前自行车骑行者的交 通遵章意识不强，因而造成机动车与自行车间交通事故频繁发生。在混合交通状 态下，各种车辆之间缺乏协调，经常在非物理分离的状态下相互争抢空间。由于 1 4 北京交通大学硕士学位论文自行车交通的基本特点和发展概况 自行车本身缺乏相应的安全措施，因此事故的发生往往会带来人员的伤亡。 表2 - 52 0 0 2 - - 2 0 0 4 年全国自行车交通伤亡人数统计【2 8 坤9 】【如】，【3 1 1 死亡人数受伤人数 年份事故次数分类统计 数量占总数数量占总数 合计1 0 9 3 8 11 0 0 5 6 2 0 7 41 0 0 2 0 0 27 7 3 1 3 7 自行车1 6 4 0 71 5 0 0 6 5 7 6 3 1 1 7 0 合计1 0 4 3 7 21 0 0 4 9 4 1 7 41 0 0 2 0 0 36 6 7 5 0 7 自行车1 4 6 6 41 4 1 5 2 9 9 41 0 7 合计 1 0 7 0 7 7 1 0 0 4 8 0 8 6 4 1 0 0 2 0 0 45 1 7 8 8 9 自行车1 3 6 5 51 2 7 5 5 4 2 8 61 1 2 9 合计9 8 7 3 81 0 0 4 6 9 9 1 11 0 0 2 0 0 54 5 0 2 5 4 自行车1 1 4 0 71 1 5 55 1 3 0 21 0 9 2 由表2 5 可知，2 0 0 争_ 2 0 0 5 年，全国自行车死亡人数和受伤人数两大指标所 占比例均超过1 0 ，可见，减少自行车交通事故数与死亡人数，将十分有利于全 国道路安全水平的提高。 根据上海市公安局交巡总队提供的数据，在2 0 0 3 年，仅上海一个市，全年共 发生自行车交通事故1 5 6 1 次，造成的死亡人数为2 3 8 ，受伤人数为1 4 2 2 ，而由此 造成的经济损失达到2 4 9 3 9 9 4 元【3 2 】。 在北京，大约三分之一的交通死亡发生在骑自行车者身上【3 3 1 。根据北京交管 局的数据统计，近几年北京非机动车交通事故所造成的人员死亡情况可以见下图： 北京市0 1 - 0 5 非机动车死亡人数 图2 - 6 北京2 0 0 1 - 2 0 0 5 年非机动车死亡人数 f i g u r e2