國(guó)家自然科學(xué)青年基金交流匯報(bào)楊小寶北京交通大學(xué)運(yùn)輸學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)所 項(xiàng) 目 簡(jiǎn) 介1 研 究 進(jìn) 展2 幾 點(diǎn) 體 會(huì)3項(xiàng)目名稱：城市道路交通機(jī)非混行的實(shí)證研究與行為分析 1.1 研究背景 1.2 研究?jī)?nèi)容 1.3 研究思路與方法一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、快速、持續(xù)發(fā)展的重要生命線之一。然而，國(guó)內(nèi)外許多大中城市里交通阻塞，事故叢生。近年來我國(guó)因交通擁堵造成的經(jīng)濟(jì)損失每年約為3000億元人民幣。 機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車的混合交通已成為當(dāng)前中國(guó)城市交通的主要特征，也是造成我國(guó)城市交通擁堵和事故頻發(fā)的一個(gè)重要原因。1.1 研究背景 我國(guó)城市支路和輔路的公交站點(diǎn)一般設(shè)置在非機(jī)動(dòng)車道上，當(dāng)公交車?？吭谡军c(diǎn)時(shí)，非機(jī)動(dòng)車則繞行至機(jī)動(dòng)車道上行駛，導(dǎo)致小汽車、公交車和非機(jī)動(dòng)車相互干擾。另外，早晚高峰時(shí)期，次級(jí)道路的交叉口處的機(jī)非混行也是導(dǎo)致我國(guó)城市道路交通擁堵和事故頻發(fā)的主要緣故。 公交車、小汽車和非機(jī)動(dòng)車的相互沖突 1.2研究?jī)?nèi)容城市道路交通機(jī)非混行的實(shí)證研究與行為分析公 交 站 點(diǎn) 無 信 號(hào) 交 叉 口 信 號(hào) 交 叉 口數(shù) 學(xué) 建 模通 行 能 力 模 型 道 路 阻 抗 函 數(shù)模 型 驗(yàn) 證 與 比 較實(shí) 證 調(diào) 研交 通 流 基 本 參 數(shù)混 行 行 為 參 數(shù)混 合 交 通 流 特 性 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì)不 同 站 臺(tái) 類 型有 無 信 號(hào) 交 叉 口不 同 信 號(hào) 配 時(shí) 1.3 研究思路與方法思路：從實(shí)際出發(fā)，由簡(jiǎn)到繁實(shí)證研究：觀測(cè)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題；基本模型：建立強(qiáng)假設(shè)的基本模型；模型擴(kuò)展：把模型擴(kuò)展到更為實(shí)際的情況；模型應(yīng)用：應(yīng)用到具體的交通優(yōu)化設(shè)計(jì)。方法： 實(shí)證統(tǒng)計(jì)、間隙接受理論、沖突技術(shù)、排隊(duì)論 二、研究進(jìn)展-混行站點(diǎn)的研究 2.1 實(shí)證調(diào)研 2.2 基于間隙接受理論的通行能力模型 2.3 基于沖突技術(shù)的通行能力模型 2.4 基于排隊(duì)論的通行時(shí)間延誤分析 2.5 基于Richardson模型的通行能力分析 2.1 實(shí)證調(diào)研調(diào)查方法：攝像為主BusCar CA B 薊門橋北具體調(diào)查路段薊門橋南 觀測(cè)現(xiàn)象與問題發(fā)現(xiàn)混行過程中存在非機(jī)動(dòng)車逆行、行人橫穿道路、公交車不規(guī)則?？?、擁堵時(shí)非機(jī)動(dòng)車有部分優(yōu)先權(quán)等情況；混行公交站點(diǎn)的類型有多種：直線式站點(diǎn)、港灣式站點(diǎn)，以及非機(jī)動(dòng)車港灣式站點(diǎn)等 2.2 基于間隙接受理論的通行能力模型 Yang X B, Gao Z Y, Zhao X M, Si B F. Road capacity at bus stops with mixed traffic flow in China. Transportation Research Record, 2009, 2111: 18-23. SCI假設(shè)非機(jī)動(dòng)車與小汽車沖突時(shí)，非機(jī)動(dòng)車有通行優(yōu)先權(quán)。 適用于高密度低速度的擁擠狀況。 2.3 基于沖突技術(shù)的通行能力模型沖突技術(shù)在混行公交站點(diǎn)的擴(kuò)展通行能力的基本模型通行能力的擴(kuò)展模型模型的驗(yàn)證模型的應(yīng)用-不同站臺(tái)類型的比較 ACF方法在混行公交站點(diǎn)的擴(kuò)展 Bus stopBus stream Bicycle streamCar stream 0 Cn Cn10 Cb Cb1 Bicycle flow rate Bus flo w r ate B D A C Four regions of traffic flow near curbside stops 1 1 3600 , ,A n b n n b bc n bC C C for Q C Q Ct t t 0 Cn Cn10 Cb Cb1 Bicycle flow rate Bus flow rate B D A C 1 136001 , ,n nB b n n b bc bQ tC C for Q C Q Ct t = 1 136001 , ,b bC n b b n nc nQ tC C for Q C Q Ct t = 1 13600 , , ,b b n nD n n b b b b n n cQ t Q tC for Q C Q C or Q C Q Ct 需 要 指 出 ： Cn, Cb分 別是 非 機(jī) 動(dòng) 車 和 公 交 車 在沖 突 點(diǎn) 的 通 行 能 力 110110 3600 1 ! ! 3600! ! r kkrcfr kkAT r c n bkt r k kkr k k t t tC 3600 3600Re : b nc n b c n bgion Q and Qt t t t t tA 110110 36003600 1 ! ! ! r kk b brcf c nr kkCT r Q tkt r k k t tkr k kC 3600Re 3600: b n c n b c nb bgion Q and Qt t t t tQ tC 110110 36003600 1 ! ! ! r kk n nrcf c br kkBT r Q tkt r k k t tkr k kC 3600Re 3600: n bc n b c bn ngion Q and Qt t t t tQ tB 0 Cn Cn10 Cb Cb1 Bicycle flow rate Bus flow rate B D A C 110110 36003600 1 ! ! ! r kk b b n nrcf cr kkDT r Q t Q tkt r k k tkr k kC 3600 3600Re 3600 3600: n b b nc n b c b c n b c nn n b bgion Q and Q Q and Qt t t t t t t t t tQ t Q tD or 小汽車通行能力的擴(kuò)展模型 a. 行人橫穿道路的情形 b. 非機(jī)動(dòng)車逆行的情形 c. 擁堵時(shí)非機(jī)動(dòng)車的有限優(yōu)先權(quán)情形 d. 不同站臺(tái)類型：直線式、港灣式 e. 多車道、部分公交車不停靠、以及 多種非機(jī)動(dòng)車的情形 a. 行人橫穿道路情形1 /p pt w v 3600 3600, :0 1 b b n ncf pcp b pb pT Q t Q tN tt t N tP N P NC 當(dāng) 非 機(jī) 動(dòng) 車 和 公 交 車 都 不 飽 和 時(shí) 小 汽 車 通 行 能 力 公 式 如 下tp:一 行人(群)橫穿道路的平均時(shí)間，w1：機(jī)動(dòng)車道的寬度，vp: 行人橫穿道路的平均速度， Np：平均1小時(shí)內(nèi)橫穿道路的行人(群)數(shù)量 0 100 200 300 400 480300 600 900 1200 1500 1800 Bus flow rate (veh/h) Ca r c ap ac ity (P CU /h) Np=0 Np=50 Np=100Car capacities with different numbers of pedestrian groups, Q n=800 veh/h, tp=4s tc =2.4 stb =3.5 stn =0.9 stcf =2.0 ssb =15 s=3=0.5 M/M/2 b. 非機(jī)動(dòng)車逆行的情形 1 02!kb b b kL l E N l pk k 1 02!kbn nlL kt pv v k k 36003600 , :0 1 b b n n cf c nb bT Q t Q tt N ttP N P NC 當(dāng) 非 機(jī) 動(dòng) 車 和 公 交 車 都 不 飽 和 時(shí) 小 汽 車 通 行 能 力 公 式 如 下L1:一 非機(jī)動(dòng)車(群)在機(jī)動(dòng)車道上逆行的平均距離，lb：公交車之間的最小間距， E(Nb)：公交排隊(duì)系統(tǒng)中公交車的期望數(shù)量， vn: 非機(jī)動(dòng)車的正常行駛速度， t :一非機(jī)動(dòng)車(群)在機(jī)動(dòng)車道上逆行的平均時(shí)間，tcf : 小汽車流的跟隨時(shí)間間距， Nn：平均1小時(shí)內(nèi)逆行非機(jī)動(dòng)車 (群)的數(shù)量 Car capacities with different numbers of pedestrian groups, Q n=800 veh/h0 100 200 300 400 4500300600900120015001800 Bus flow rate (veh/h)Car capacity (PCU/h) Nn=0 Nn=30 Nn=60 lb =12 mvn =4.5m/stc =2.4 stb =3.5 stn =0.9 stcf =2.0 ssb =15 s=3=0.5 M/M/2 c. 擁堵時(shí)非機(jī)動(dòng)車的有限優(yōu)先權(quán)情形 110110 3600 1 ! ! 3600! ! r kkrcfr kkr c n nn bT kt r k kkr k k t t tQ tC 3600 3600b nc n b c n b cQ and Qt t t t t t t 當(dāng) 3600 3600b nc n b c n cb bQ and Qt t t t t tQ t 當(dāng) 1 10110 36003600 1 ! ! ! r kk b br c nf nc nr kkrT Q tkt r k k t t Q tkr k kC 當(dāng)交通擁擠，尤其是小汽車速度低于非機(jī)動(dòng)車正常速度時(shí)，小汽車讓行現(xiàn)象比較普遍，此時(shí)非機(jī)動(dòng)車將有部分通行優(yōu)先權(quán)。 Car capacities with different priority fractions of bicycle stream, Q b=150 veh/h更符合實(shí)際0 1000 2000 3000 400060090012001500 1800 Bicycle flow rate (veh/h) Ca r c ap ac ity (P CU /h) Y=0% Y=30% Y=60% d. 通行能力模型直線式站點(diǎn) c b nC 0 max 010 0 1 1T c b nb b b bp pP N C N P N NC CC C 由 CA, CB , CC , CD給 出 d. 公交車港灣式站點(diǎn) c b nC 0 max 1 10 0 1 1T k r c b r c b nr r kb b b b b bp p pP N C N P N k C N k P N k N kC CC C C 由 C A, CB , CC , CD給 出1 3600 ,3600 ,b b bc bc b b b b bcC for Q Ct tQ t for Q CtC k為 泊 位 數(shù) 0 100 200 300 400 4800 300 600 900 1200 1500 1800 Bus flow rate (veh/h) Ca r c ap ac ity (PC U/h ) curbside stop bus bay non-motor bayCar capacities with different types of bus stops, Q n=2400 veh/h tc =2.4 stb =3.5 stn =0.9 stcf =2.0 ssb =15 s=3=0.5 M/M/2 Car capacity near bus stops with mixed traffic derived by additive-conflict-flows procedure, SCIENCE CHINA Technological Sciences (Science in China Series E) , revised. SCI Car capacity model near bus stops with mixed traffic flow derived by conflict technique, 2011 TRB meeting, accepted 2.4 基于排隊(duì)論的通行時(shí)間延誤分析公交站點(diǎn)處各類車輛間沖突可用不同到達(dá)率和服務(wù)率，且無優(yōu)先權(quán)的兩類顧客的排隊(duì)模型。 Xiaobao Yang, Ziyou Gao. Delay Time near a Bus Stop under Mixed Traffic in China. Proceedings of The Conference on Traffic and Granular Flow 09 (TGF09), Shanghai, June 22-24, 2009. ISTP Delay Time for Cars near a Bus Bay with non-motorized vehicles,北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(英文版), 已接收. EI 2.5 基于Richardson模型的通行能力分析 Richardson模型：運(yùn)用迭代法計(jì)算各類車輛的平均服務(wù)時(shí)間和小汽車的通行能力能處理實(shí)際交通中的各種特殊情形文章撰寫過程中,準(zhǔn)備國(guó)外交通刊物投稿 相關(guān)的合作研究 Modeling Pedestrian Violation Behavior at Signalized Crosswalk in China: A Hazard Based Duration Approach, Traffic Injury Prevention, accepted. SCI Study on Traffic Behaviour of Non-Motorized Vehicle under Influence of Curb Parking, Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, accepted. EI 三、幾點(diǎn)體會(huì)樹立了研究信心（榮譽(yù)與責(zé)任共存）發(fā)掘了研究興趣（支持與鼓勵(lì)作用）找規(guī)律勤奮堅(jiān)持不懈仍需不斷努力，提高自身的科研能力 謝謝！請(qǐng)各位指點(diǎn)！