學(xué)校區(qū)域兒童步行過(guò)街交通特性及交通安全研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市機(jī)動(dòng)化水平的迅速提高，交通環(huán)境變的日益復(fù)雜。兒童作為道路使用者中的弱勢(shì)群體，尤其是步行的兒童，在交通事故中更容易受到傷害。在我國(guó)步行是兒童上下學(xué)的主要交通出行方式之一，在上下學(xué)時(shí)間段學(xué)校區(qū)域的交叉口形成了高強(qiáng)度的行人流，且接送學(xué)生的非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車混行其中，導(dǎo)致交叉口擁堵和安全問(wèn)題凸顯。此外，兒童由于身體、心理、認(rèn)知等發(fā)育尚不成熟，在過(guò)街時(shí)做出正確安全決定的能力有限，且容易出現(xiàn)主動(dòng)冒險(xiǎn)行為，這些都使得兒童在步行過(guò)街時(shí)比成年人

2、遭受交通碰撞或傷害的風(fēng)險(xiǎn)更高。因此，開(kāi)展兒童步行過(guò)街交通問(wèn)題的研究，對(duì)提升兒童步行過(guò)街的安全和效率，減少兒童步行交通傷害具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但目前兒童步行過(guò)街安全并沒(méi)有引起足夠的重視，學(xué)校及相關(guān)部門(mén)采取的改善措施也缺乏一定的理論依據(jù)。在這樣的背景下，對(duì)兒童步行過(guò)街交通特性及交通安全問(wèn)題進(jìn)行探索具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。因此，本研究的目的就是針對(duì)學(xué)校區(qū)域交叉口兒童步行過(guò)街的行為特性，建模方法以及安全評(píng)價(jià)等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行深入研究，為學(xué)校區(qū)域行

3、人交通設(shè)施的設(shè)計(jì)、交通流的管理和控制，提高學(xué)區(qū)交叉口的通行效率和安全提供理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。
　　論文首先以兒童步行過(guò)街交通調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析了兒童步行過(guò)街的基本交通特性和行為安全。其次基于對(duì)行人交通流理論的研究，結(jié)合兒童步行過(guò)街行為特點(diǎn)以及非機(jī)動(dòng)車干擾機(jī)制，建立了兒童步行過(guò)街引力元胞自動(dòng)機(jī)模型以及非機(jī)動(dòng)車與行人混合交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型。然后在分析兒童過(guò)街行為決策和交通沖突的基礎(chǔ)上，建立了兒童步行過(guò)街交通安全評(píng)價(jià)模型。最后在

4、這些工作的基礎(chǔ)上提出了學(xué)校區(qū)域兒童步行過(guò)街交通安全提升策略，設(shè)計(jì)了兒童步行過(guò)街交通仿真和評(píng)價(jià)系統(tǒng)。論文的主要研究工作和成果總結(jié)如下:
　　通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和觀測(cè)調(diào)查全面采集兒童步行過(guò)街交通數(shù)據(jù)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查獲取兒童步行過(guò)街意識(shí)和行為的自我評(píng)價(jià)以及人口統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性;通過(guò)觀測(cè)調(diào)查獲得兒童步行過(guò)街的真實(shí)行為特征及動(dòng)態(tài)特性數(shù)據(jù)。然后對(duì)兒童步行過(guò)街基本特性及行為安全進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討影響兒童步行過(guò)街特性及安全的相關(guān)因素。通過(guò)對(duì)兒童步行過(guò)街速度的統(tǒng)

5、計(jì)分析，給出不同條件下學(xué)校區(qū)域交叉口兒童步行設(shè)計(jì)速度的參考值。以兩個(gè)學(xué)校區(qū)域交叉口為例，重點(diǎn)分析了人行信號(hào)倒計(jì)時(shí)對(duì)兒童步行過(guò)街行為和安全的影響。
　　在行人流元胞自動(dòng)機(jī)模型的基礎(chǔ)上，借鑒磁場(chǎng)力模型和地場(chǎng)模型的思想，將目的地對(duì)行人的吸引力、空白區(qū)域及同向行人的吸引力、對(duì)向行人的排斥力以及結(jié)伴組員的吸引力運(yùn)用萬(wàn)有引力公式改變參數(shù)進(jìn)行描述，建立兒童步行過(guò)街引力元胞自動(dòng)機(jī)模型。基于兒童結(jié)伴及家長(zhǎng)陪同的行為特點(diǎn)，在單獨(dú)行人過(guò)街行為演化規(guī)則的

6、基礎(chǔ)上，提出了家長(zhǎng)-兒童組合以及兒童結(jié)伴組合的演化規(guī)則，對(duì)不同類型的兒童行人的微觀過(guò)街行為和宏觀行人流特性進(jìn)行仿真分析。通過(guò)行人流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)結(jié)伴和家長(zhǎng)陪同時(shí)，很快形成過(guò)街自組織通道，而行人中的兒童結(jié)伴和家長(zhǎng)陪同在不同程度上都阻礙了自組織通道的形成，對(duì)應(yīng)的兒童過(guò)街速度的仿真分析結(jié)果也顯示兒童結(jié)伴及家長(zhǎng)陪同的行為都導(dǎo)致行人流過(guò)街平均速度有所下降。
　　考慮到學(xué)區(qū)交叉口非機(jī)動(dòng)車與行人混行的普遍現(xiàn)象，兒童在步行過(guò)街時(shí)受到非機(jī)動(dòng)

7、車的干擾，將非機(jī)動(dòng)車NS模型嵌入行人引力元胞自動(dòng)機(jī)模型，建立學(xué)區(qū)交叉口行人與非機(jī)動(dòng)車耦合模型。在模型中基于換道效益對(duì)非機(jī)動(dòng)車的更新規(guī)則進(jìn)行了描述，并對(duì)兒童與非機(jī)動(dòng)車的相互干擾機(jī)制進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)混行交通流過(guò)街動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真，發(fā)現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車與行人相互干擾，容易形成局部的交通擁堵。對(duì)不同條件下兒童步行過(guò)街速度的仿真分析結(jié)果顯示混行的非機(jī)動(dòng)車流量越大，行人的過(guò)街平均速度越小，且當(dāng)行人中兒童結(jié)伴較多時(shí)，影響更為明顯。電動(dòng)自行車和電動(dòng)三輪車對(duì)兒童

8、步行過(guò)街速度的影響程度更大，與行人混行時(shí)更容易造成擁堵。非機(jī)動(dòng)車與行人混行的區(qū)域面積越大，對(duì)兒童的影響越明顯，整體過(guò)街速度就越慢。非機(jī)動(dòng)車的逆行行為對(duì)兒童步行過(guò)街產(chǎn)生了較大干擾，容易造成嚴(yán)重?fù)矶隆?br>　　基于兒童過(guò)街前不觀察、過(guò)街時(shí)奔跑以及從眾過(guò)街等普遍存在的行為，對(duì)兒童過(guò)街行為決策和交通沖突進(jìn)行深入分析，建立了無(wú)信號(hào)交叉口兒童步行過(guò)街安全評(píng)價(jià)模型。通過(guò)計(jì)算危險(xiǎn)度函數(shù)值對(duì)兒童步行過(guò)街安全量化分級(jí)，對(duì)兒童步行過(guò)街的安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，探討影

9、響兒童步行過(guò)街安全的因素。結(jié)果顯示機(jī)動(dòng)車的流量和速度都明顯影響兒童步行過(guò)街的安全性，機(jī)動(dòng)車流量越大，速度越快，兒童步行過(guò)街的安全性越低。過(guò)街距離越長(zhǎng)，兒童步行過(guò)街的危險(xiǎn)度越高;二次過(guò)街相比一次過(guò)街的安全性高，尤其是在機(jī)動(dòng)車流量和過(guò)街長(zhǎng)度較大時(shí)更為明顯。兒童過(guò)街時(shí)不觀察和奔跑的行為都增加了過(guò)街時(shí)的交通沖突，降低了過(guò)街的安全性。
　　對(duì)目前我國(guó)學(xué)校區(qū)域兒童過(guò)街存在的問(wèn)題進(jìn)行歸納，結(jié)合本論文的研究成果，從交通工程、交通管理、交通安全教育