摘 要

信号交叉口是城市道路交通流汇集、疏散的重要节点。部分驾驶人在信号交叉口进口道路段进行危险变道操作，会严重干扰信号交叉口的正常通行秩序，同时也是引发信号交叉口交通事故的主要原因之一。本文通过研究分析信号交叉口驾驶人危险变道行为风险特性，提出有效的干预措施，旨在减少信号交叉口驾驶人危险变道行为，降低其行为风险。

通过对信号交叉路口的驾驶人危险变道行为调查，对驾驶人危险变道行为进行界定，对调查数据进行分析整理。基于碰撞时间（Time to Collision，简称TTC）计算模型，研究驾驶人危险变道行为的风险度，对危险变道行为的风险等级进行划分。着重从危险变道类型及其风险等级、发生危险变道车辆的车型特性、危险变道行为发生的空间、时间分布特性四个方面分析驾驶人危险变道行为的风险特性。结合视频观测，发现信号交叉口信号周期时长、交通流状态、信号交叉口渠化设计情况是影响信号交叉口危险变道行为风险性的主要因素。

借助Vissim仿真平台及3D Studio Max视频制作软件，比较分析各因素的干预效果，提出改善信号交叉口危险变道行为的干预措施。针对典型案例制订信号交叉口的干预方案，并通过模拟仿真，验证了干预措施的合理性和有效性。

关键词：信号交叉口；危险变道行为；碰撞时间（TTC）；风险度；干预；模拟仿真

Abstract

Signalized intersection is an important node for urban road traffic flow collection and evacuation. Part of the driver will take dangerous lane-changing behavior at the signalized intersection. The behavior will seriously interfere with the signal traffic in the normal order of the intersection, but also lead to signal intersections one of the main reasons for traffic accidents. In this paper, through the analysis of the risk characteristics of the signal transgressor's risk change path, the author puts forward the effective intervention measures to reduce the risk diversification of the driver at the signalized intersection and reduce its behavior risk.

Through the investigation of the driver 's dangerous lane change behavior at the signal intersection, the driver' s dangerous lodging behavior is defined, and the survey data are analyzed and sorted. Based on the Time to Collision (TTC) calculation model, the risk level of the driver 's risky path change is studied, and the risk level of the dangerous path is divided. This paper analyzed the risk characteristics of the driver 's dangerous lane changing behavior from the four aspects of the dangerous variable type and its risk level, the characteristics of the vehicle of the dangerous variable vehicle, the space of the dangerous lane-changing behavior and the time distribution characteristic. Combined with the video observation, it is found that the signal cycle time, traffic flow and intersection design are the main factors that affect the risk of dangerous crossing at the signalized intersection.

With the help of Vissim simulation platform and 3D Studio Max video production software, the effect of each factor was compared and analyzed, and the intervention measures to improve the dangerous crossing behavior of signalized intersection were put forward. The intervention plan of the signalized intersection is established for the typical case, and the reasonableness and validity of the intervention are verified by simulation.

Key Words：Signalized intersection; Dangerous lane-changing behavior; Time to Collision (TTC); Risk degree; Intervention; Simulation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.3.1 变道行为研究 1

1.3.2 风险驾驶行为研究 2

1.3.3 危险变道行为研究 3

1.3.4 研究现状总结 3

1.4 研究内容及方法 3

1.4.1 研究内容 3

1.4.2 研究方法 4

1.4.3 研究技术路线 5

1.5 本章小结 6

第2章 信号交叉口危险变道行为风险性调查 7

2.1 危险变道行为概述 7

2.1.1 危险变道行为发生的原因 7

2.1.2 危险变道行为的定义 7

2.1.3 危险变道行为的分类 7

2.2 信号交叉口驾驶人危险变道行为调查 9

2.2.1 调查原则 9

2.2.2 调查时段、地点 10

2.2.3 调查方法 13

2.2.4 调查内容 13

2.3 调查数据提取 13

2.3.1 数据提取原则 13

2.3.2 数据提取内容 14

2.4 本章小结 14

第3章 信号交叉口危险变道行为风险特性分析 16

3.1 危险变道行为风险度计算模型及风险等级划分 16

3.1.1 碰撞时间（TTC） 16

3.1.2 碰撞时间（TTC）模型在危险变道行为中的应用 16

3.1.3 危险变道行为风险等级划分 17

3.2 危险变道行为类型及其风险等级统计分析 18

3.2.1 危险变道行为类型初步统计 18

3.2.2 不同类型危险变道行为风险等级分析 18

3.3 危险变道行为车型风险特性统计分析 21

3.3.1 危险变道行为车型统计分析 21

3.3.2 不同车型风险等级分析 23

3.4 危险变道行为发生的空间分布风险特性分析 24

3.4.1 车流流向分布特性 24

3.4.2 与停车线之间的距离 25

3.5 危险变道行为发生的时间分布风险特性分析 27

3.5.1 不同类型危险变道行为插入空档的车头时距 28

3.5.2 信号相位阶段规律性及分布 30

3.6 本章小结 33

第4章 信号交叉口危险变道行为影响因素 34

4.1 信号控制参数 34

4.2 交通流状态 36

4.2.1 交通量的影响 36

4.2.2 交通流状态的影响 37

4.3 信号交叉口渠化设计 38

4.3.1 驾驶人变道行为抉择分析 38

4.3.2 信号交叉口渠化设计影响分析 40

4.4 本章小结 43

第5章 信号交叉口危险变道行为干预策略与效果仿真评价 44

5.1 危险变道行为干预策略 44

5.1.1 信号交叉口进口道车道功能划分 44

5.1.2 左转导流线设计优化 44

5.1.3 交通岛设置 44

5.1.4 公交专用道设置 45

5.2 友谊大道-工业路信号交叉口干预方案设计 45

5.2.1 信号交叉口现状 45

5.2.2 渠化设计方案优化 46

5.2.3 色彩路面设计 47

5.2.4 交通标线设计 48

5.2.5 交通标志设计 49

5.3 仿真评价 50

5.3.1 3D Studio Max动画仿真测试 50

5.3.2 VISSIM仿真评价 50

5.3.3 结果分析 50

5.4 本章小结 50

第6章 总结与展望 51

6.1 研究结论 51

6.2 创新之处 51

6.3 研究展望 51

参考文献 53

致 谢 56

第1章 绪论

1.1 研究背景

近年来我国经济发展迅速，机动车数量迅速扩大，驾驶人数量也呈现快速增长趋势。我国有相当一部分机动车驾驶人安全意识淡薄，在变道过程中存在危险变道现象。城市道路上，尤其是信号交叉口，驾驶人在车道变换过程中会产生交通冲突，不利于交通安全，易引发交通事故。相关统计结果表明^[1] ，直接及间接变道事故占交通事故总数的15.8%；在因驾驶人变道操作失误而导致的道路交通事故中，因判断反应失误等原因导致的交通事故占75%左右。因此，对驾驶人危险变道行为的特性进行研究并对其加以干预是十分有必要的。

1.2 研究目的及意义