國家自然科學青年基金交流匯報

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1、國家自然科學青年基金交流匯報楊小寶北京交通大學運輸學院系統(tǒng)科學所 項 目 簡 介1 研 究 進 展2 幾 點 體 會3項目名稱：城市道路交通機非混行的實證研究與行為分析 1.1 研究背景 1.2 研究內容 1.3 研究思路與方法一、項目簡介 交通運輸是國民經(jīng)濟的基礎產業(yè)，是社會經(jīng)濟健康、快速、持續(xù)發(fā)展的重要生命線之一。然而，國內外許多大中城市里交通阻塞，事故叢生。近年來我國因交通擁堵造成的經(jīng)濟損失每年約為3000億元人民幣。 機動車與非機動車的混合交通已成為當前中國城市交通的主要特征，也是造成我國城市交通擁堵和事故頻發(fā)的一個重要原因。1.1 研究背景 我國城市支路和輔路的公交站點一般設置在非機

2、動車道上，當公交車?？吭谡军c時，非機動車則繞行至機動車道上行駛，導致小汽車、公交車和非機動車相互干擾。另外，早晚高峰時期，次級道路的交叉口處的機非混行也是導致我國城市道路交通擁堵和事故頻發(fā)的主要緣故。 公交車、小汽車和非機動車的相互沖突 1.2研究內容城市道路交通機非混行的實證研究與行為分析公 交 站 點 無 信 號 交 叉 口 信 號 交 叉 口數(shù) 學 建 模通 行 能 力 模 型 道 路 阻 抗 函 數(shù)模 型 驗 證 與 比 較實 證 調 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 計不 同 站 臺 類 型有 無 信 號 交 叉 口不 同 信

3、號 配 時 1.3 研究思路與方法思路：從實際出發(fā)，由簡到繁實證研究：觀測現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題；基本模型：建立強假設的基本模型；模型擴展：把模型擴展到更為實際的情況；模型應用：應用到具體的交通優(yōu)化設計。方法： 實證統(tǒng)計、間隙接受理論、沖突技術、排隊論 二、研究進展-混行站點的研究 2.1 實證調研 2.2 基于間隙接受理論的通行能力模型 2.3 基于沖突技術的通行能力模型 2.4 基于排隊論的通行時間延誤分析 2.5 基于Richardson模型的通行能力分析 2.1 實證調研調查方法：攝像為主BusCar CA B 薊門橋北具體調查路段薊門橋南 觀測現(xiàn)象與問題發(fā)現(xiàn)混行過程中存在非機動車逆行、行人橫

4、穿道路、公交車不規(guī)則?？?、擁堵時非機動車有部分優(yōu)先權等情況；混行公交站點的類型有多種：直線式站點、港灣式站點，以及非機動車港灣式站點等 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假設非機動車與小汽車沖突時，非機動車有通行優(yōu)先權。 適用于高密度低速度的擁擠狀況。 2.3 基于沖突技術的通行能力模型沖

5、突技術在混行公交站點的擴展通行能力的基本模型通行能力的擴展模型模型的驗證模型的應用-不同站臺類型的比較 ACF方法在混行公交站點的擴展 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 fl

6、ow 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 動 車 和 公 交 車 在沖 突 點 的 通 行 能 力 110110 3600 1 ! ! 3600! ! r kkrcfr kkA

7、T 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

8、 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展模型 a. 行人橫穿道路的情形

9、b. 非機動車逆行的情形 c. 擁堵時非機動車的有限優(yōu)先權情形 d. 不同站臺類型：直線式、港灣式 e. 多車道、部分公交車不?？?、以及 多種非機動車的情形 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 非 機 動 車 和 公 交 車 都 不 飽 和 時 小 汽 車 通 行 能 力 公 式 如 下tp:一 行人(群)橫穿道路的平均時間，w1：機動車道的寬度，vp: 行人橫穿道路的平均速度， Np：平均1小時內橫穿道路的行人(群)數(shù)量 0 100 200 300 4

10、00 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. 非機動車逆行的情形 1 02!kb b b kL l E N l pk k 1 02!kbn nlL kt pv v

11、k k 36003600 , :0 1 b b n n cf c nb bT Q t Q tt N ttP N P NC 當 非 機 動 車 和 公 交 車 都 不 飽 和 時 小 汽 車 通 行 能 力 公 式 如 下L1:一 非機動車(群)在機動車道上逆行的平均距離，lb：公交車之間的最小間距， E(Nb)：公交排隊系統(tǒng)中公交車的期望數(shù)量， vn: 非機動車的正常行駛速度， t :一非機動車(群)在機動車道上逆行的平均時間，tcf : 小汽車流的跟隨時間間距， Nn：平均1小時內逆行非機動車 (群)的數(shù)量 Car capacities with different numbers of p

12、edestrian 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. 擁堵時非機動車的有限優(yōu)先權情形 110110 3600 1 ! ! 3600! ! r kkrcfr kkr c n nn bT kt r k kkr k k t t tQ

13、tC 3600 3600b nc n b c n b cQ and Qt t t t t t t 當 3600 3600b nc n b c n cb bQ and Qt t t t t tQ t 當 1 10110 36003600 1 ! ! ! r kk b br c nf nc nr kkrT Q tkt r k k t t Q tkr k kC 當交通擁擠，尤其是小汽車速度低于非機動車正常速度時，小汽車讓行現(xiàn)象比較普遍，此時非機動車將有部分通行優(yōu)先權。 Car capacities with different priority fractions of bicycle stream

14、, Q b=150 veh/h更符合實際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 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 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 p

15、P 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 o

16、f 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 mi

17、xed traffic flow derived by conflict technique, 2011 TRB meeting, accepted 2.4 基于排隊論的通行時間延誤分析公交站點處各類車輛間沖突可用不同到達率和服務率，且無優(yōu)先權的兩類顧客的排隊模型。 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, Jun

18、e 22-24, 2009. ISTP Delay Time for Cars near a Bus Bay with non-motorized vehicles,北京理工大學學報(英文版), 已接收. EI 2.5 基于Richardson模型的通行能力分析 Richardson模型：運用迭代法計算各類車輛的平均服務時間和小汽車的通行能力能處理實際交通中的各種特殊情形文章撰寫過程中,準備國外交通刊物投稿 相關的合作研究 Modeling Pedestrian Violation Behavior at Signalized Crosswalk in China: A Hazard Base

19、d 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、幾點體會樹立了研究信心（榮譽與責任共存）發(fā)掘了研究興趣（支持與鼓勵作用）找規(guī)律勤奮堅持不懈仍需不斷努力，提高自身的科研能力 謝謝！請各位指點！