基于行为的无信号灯控制下人车混行交通流研究

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1、基于行为的无信号灯控制下人车混行交通流研究Analysisofpedestrian-vehiclemixedtrafficflowatun-signalizedcrosswalks:frombehavioralperspective一级学科：管理科学与工程学科专业：管理科学与工程研究生：辛秀颖指导教师：马寿峰天津大学管理与经济学部二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

2、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。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日2万方数据摘要无信号灯控制下人车冲突问题是引发道路安全和效率问题的主要原因之一，受到不少学者的关

3、注。学者们围绕人车冲突问题，从微观个体行为和宏观交通流特点两个方面进行了大量研究。但这些研究普遍忽略了个体的主观能动性和异质性，对个体行为进行同质性假设，未能从复杂适应系统的角度分析个体行为因素对人车混行交通流的影响。因此本文考虑个体行为的适应性和异质性特点，从微观个体行为和宏观交通流特点两方面开展了一系列研究。（1）基于计划行为理论和行为一致性理论，通过调查问卷的方法，分析了行人在不同场景下（选择了无信号灯和有信号灯场景）的过街行为相似性特点，并探索了其形成原因。发现两种场景下行人的过街行为存在一致性，且本文建立的模型可以较好地解释此一致性。从道路特点和主观认知两个方面分析了

4、其形成原因。该结果有助于从更宏观和系统的角度认识行人过街时的行为特点，并为设计行为干预策略提供理论依据。（2）考虑无信号灯控制下行人过街行为的异质性特点，建立了元胞自动机人车交互模型。分析发现行人群体过街行为中存在幂律现象，即行人团簇大小服从幂律分布。这一现象在之前的研究中是未被发现的。同时，发现行人异质性对交通拥堵有显著的“中和”作用，异质性可使系统从极易走向拥堵的状态恢复到有效运行状态。（3）使用实测数据和严谨的统计分析方法，探索了在上述（2）的理论分析中发现的幂律现象，即行人过街团簇大小服从幂律分布。发现此现象在实际生活中确实存在。随后，基于仿真建模的方法，从行为角度解释

5、了幂律分布产生的原因。行人和驾驶员在交叉口附近通过调整自身过街行为，达到双方平衡状态时，幂律现象出现，当任何一方得到优势，幂律消失。该发现意味着行人穿越机动车流的交叉口交通系统处于自组织临界状态，这是研究人车混行交通系统的一个新视角。（4）通过实测数据分析了行人和驾驶员的过街延误特点，并分析了行人过街行为对过街延误的影响。发现过街延误也服从幂律分布。这一特点将导致平均延误不能总是很好地代表交通运行状态。进一步，通过仿真建模方法，发现了行人危险过街行为对个体延误和系统延误的负面影响。同时，发现规范化行人等待位置将明显提高交叉口交通流运行效率。该发现对交通工程的实践有一定参考价值。

6、关键词：元胞自动机，计划行为理论，复杂适应系统，个体行为，人车冲突，异质性I万方数据ABSTRACTPedestrian-vehicleconflictproblemisoneofthemainfocusesofresearchersintheurbantrafficfield,sinceitcausesserioussafetyproblemsandthereductionoftrafficefficiency.Theyinvestigatedthisproblembyanalyzingindividualmicro-behaviorandsystemmacro-behavi

7、or.However,theydidnotconsiderpedestriansormotoristsasadaptiveindividuals,anddidnotinvestigatethisproblemfromtheperspectiveofthetheoryofcomplexadaptivesystem.Thus,thisstudyaimstoanalyzetheadaptivebehaviorofindividualsanditsinfluenceonpedestrian-vehi