摘 要

车辆的换道行为是较为常见的交通现象。城市道路交叉口入口路段交通流量大，车道数往往比路段多，各种交通干扰较多，时常发生交通拥堵，部分驾驶员为了节约时间，获得理想的驾驶空间，往往在进口路段采取换道插队行为。大量的车道变换行为，一方面会影响后车的行驶，引发更多的换道需求，从而降低交叉口的通行效率；另一方面会增加车辆的冲突隐患，增大交通事故发生的概率。为了分析车辆在信号交叉口进口路段产生换道行为的影响因素及其对交叉口通行效率及安全的影响，本文针对信号交叉口进口路段车辆换道行为开展了如下研究：

（1）选取武汉市典型信号交叉口进行视频观测，根据调查数据重点从换道行为的发生原因、换道频率、换道前后车速、换道车辆车道选择、换道位置（空间）分布、换道时间分布、不同信号控制时间段的车辆换道特性等方面分析了信号交叉口进口段换道车辆的行为特性；

（2）为深入研究车辆换道行为影响因素，分别从驾驶员自身特性，交通环境，道路条件等因素分析其对车辆换道行为的影响；

（3）建立考虑车辆换道行为的信号交叉口延误计算模型，并从违章换道、频繁换道和强行加塞三种常见换道行为特性入手分析了信号交叉口的安全性；

（4）综合考虑换道行为对信号交叉口通行效率和安全性的影响，从机动车驾驶培训、交通管理和交通设计三方面提出了信号交叉口的改善建议。

关键词：信号交叉口；换道行为；通行效率；安全性；延误模型

Abstract

Vehicle lane-changing behavior is very common phenomenon for drivers. There are large traffic volumes, lanes number changing and traffic interferences at intersection approaches, which often causes traffic jam and accidents. In order to save time and get the ideal driving space, many drivers choose to change lanes near intersections. Large number of lane changing behavior will affect the followers’ driving, causing more lane-changing demands, thereby reducing the traffic efficiency; on the other hand, it will increase the risk of vehicle collision and the probability of traffic accidents. To gain an understanding of the factors influence each driver’s lane-changing behavior and the influence to traffic efficiency and safety of intersections, several studies are taken as follows:

(1) Traffic surveys of several typical signalized intersections in Wuhan were carried out for data collection such as frequency of lane changing, vehicle speed before and after lane changing, choice of lanes, lane changing position (space), lane- changing time distribution, lane changing characteristics of different signal control period and so on.

(2) To analyze drivers’ lane-changing behavior on signalized intersection approaches comprehensively and systematically, factors such as driver characteristics, traffic environment, road conditions and so on were selected to study how they affect drivers’ lane-changing behavior.

(3) Traffic delay model considering lane-changing behavior was set up and safety analysis of illegal lane changing, frequent lane changing and forced stoppered behavior were taken.

(4) Considering the effect of lane changing behavior at signalized intersection, improvement suggestions from aspects of motor vehicle driving training, traffic management and traffic design were put forward.

Keyword：Signalized intersection；Lane change behavior；Traffic efficiency；Safety；Delay model

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.2.1 研究目的 1

1.2.2 研究意义 2

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 换道行为描述 2

1.3.2 车道变换行为特性 3

1.3.3 交叉口不良换道行为对交通流影响 3

1.3.4 换道模型与仿真 4

1.3.5 研究现状评述 4

1.4 研究内容与技术方案 5

1.4.1研究目标 5

1.4.2 研究内容 5

1.4.3 研究方法 5

1.4.4 研究技术路线 6

1.5 本文的组织结构 7

1.6 本章小结 7

第二章 交通调查与数据统计分析 8

2.1调查方案及实施 8

2.1.1调查目的与内容 8

2.1.2调查方法与流程 8

2.1.3调查方案 9

2.2调查数据提取 14

2.2.1 调查换道车辆的样本提取原则 14

2.2.2 调查数据提取的方法 14

2.3 调查数据统计分析 15

2.3.1换道行为发生的原因分析 15

2.3.2交叉口换道频率初步统计分析结果 15

2.3.3换道车辆行驶速度特性分析 18

2.3.4换道车辆换道前后车道选择特性分析 22

2.3.5交叉口进口路段换道位置（空间）分布特性分析 24

2.3.6交叉口进口路段换道车辆换道时间分布特性分析 26

2.3.7在不同信号控制时间段的车辆换道特性分析 27

2.4 本章小结 29

第三章 进口道路段车辆换道行为影响因素分析 30

3.1影响因素的确定 30

3.2驾驶员特性影响因素分析 30

3.2.1 驾驶员视觉特性 31

3.2.2 驾驶员驾驶行为特性 32

3.2.3 驾驶员心理变化特性 33

3.3交通环境因素分析 33

3.3.1 交通流状态的影响 33

3.3.2 特殊环境影响 38

3.4道路条件因素分析 38

3.4.1 道路交通特性影响 39

3.4.2信号管理控制影响 40

3.5其他因素分析 41

3.5.1 不同车型跟车状态对换道行为的影响 41

3.5.2 天气情况对换道行为的影响 41

3.5.3 特殊时期对换道行为的影响 41

3.6本章小结 41

第四章 车辆换道行为对信号交叉口的影响分析及改善措施 43

4.1概述 43

4.2换道行为对信号交叉口通行效率的影响 43

4.2.1 不同交通流密度下换道行为对交通流运行的影响 43

4.2.2考虑换道行为的信号交叉口延误计算分析 45

4.3换道行为对信号交叉口安全性的影响 48

4.3.1 违章换道行为对信号交叉口安全性的影响 48

4.3.2 频繁换道行为对信号交叉口安全性的影响 50

4.3.3 强行加塞换道行为对信号交叉口安全性的影响 51

4.4考虑换道行为对信号交叉口交通影响的改善措施 52

4.4.1 机动车驾驶培训方面 52

4.4.2 交通管理方面 53

4.4.3 交通设计方面 53

4.5本章小结 54

第五章 结论与展望 55

5.1研究结论 55

5.2研究展望 55

参考文献 57

致谢 59

第一章 绪论

1.1 研究背景

城市道路信号交叉口是城市道路的重要节点，也常是道路通行能力的瓶颈，人流、各种机动车和非机动车汇集在一起，导致其交通状况比较复杂、冲突点多、秩序混乱，也是交通事故多发地。相关数据^[1]显示，85%以上的交通延误集中在城市道路信号交叉口，平面交叉口的通行能力不及普通路段的50%；我国近年来的城市交通事故也有20%左右发生在城市道路信号交叉口。根据事故统计分析表明，驾驶员在信号交叉口进口路段的不良驾驶行为如压线行驶、违章换道、强行换道、频繁换道、违章占道行驶、急停急刹、车灯光使用错误等是导致交叉口交通事故的主要潜在因素。其中，车辆的不良换道行为会影响周边车辆的正常行驶，增大车辆的延误，降低整个交叉口的通行效率，增加交通安全隐患。

在道路车辆运行过程中，换道行为十分普遍，而不良的换道行为对交通的影响较大，特别是在信号交叉口进口路段，不良的换道行为较多，产生大量的交通冲突，因此应给予足够的重视。车辆换道行为是一个较复杂的过程，驾驶员需要考虑的因素较多，因此，驾驶员有可能对安全换道的可行性做出错误判断，使车辆处于潜在的碰撞危险之中。大量的车道变换行为，一方面会影响后车行驶速度，引发更多的换道需求，从而降低通行效率；另一方面会增加车辆冲突隐患，增大交通事故发生的概率。车道变换时，可能引发追尾碰撞、侧向刮擦和斜向碰撞等交通安全事故。

因此，对我国城市道路交通信号交叉口进口路段区域的车辆换道行为进行调查与研究十分必要，分析诱使车辆在信号交叉口产生换道行为的影响因素，减少车辆在交叉口进口路段的不良换道行为，从而寻找有效措施减少交通事故的发生。研究也对提升交叉口的通行效率，保障交叉口通行安全具有现实意义，可为城市交叉口交通管理与信号控制提供依据。

1.2 研究目的及意义

1.2.1 研究目的

（1）分析车辆在信号交叉口进口路段产生换道行为的影响因素