• ISSN 0258-2724
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公交站区慢行异质群体交通冲突模型构建与分类结果对比分析

胡立伟 潘江雄 付欣 杨灿 武加宝

胡立伟, 潘江雄, 付欣, 杨灿, 武加宝. 公交站区慢行异质群体交通冲突模型构建与分类结果对比分析[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240230
引用本文: 胡立伟, 潘江雄, 付欣, 杨灿, 武加宝. 公交站区慢行异质群体交通冲突模型构建与分类结果对比分析[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240230
HU Liwei, PAN Jiangxiong, FU Xin, YANG Can, WU Jiabao. Comparative Analysis of Traffic Conflict Modelling and Classification Results for Slow-Moving Heterogeneous Groups in Bus Stop Areas[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240230
Citation: HU Liwei, PAN Jiangxiong, FU Xin, YANG Can, WU Jiabao. Comparative Analysis of Traffic Conflict Modelling and Classification Results for Slow-Moving Heterogeneous Groups in Bus Stop Areas[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240230

公交站区慢行异质群体交通冲突模型构建与分类结果对比分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240230
基金项目: 国家自然科学基金项目(42277476);云南省基础研究专项(202401AS070065)
详细信息
    作者简介:

    胡立伟(1978—),男,教授,博士,研究方向为道路交通安全,E-mail:liweihukm@kust.edu.cn

  • 中图分类号: U491.31

Comparative Analysis of Traffic Conflict Modelling and Classification Results for Slow-Moving Heterogeneous Groups in Bus Stop Areas

  • 摘要:

    公交站承担着居民出行链中的衔接和接驳作用,其区域内慢行异质群体密度较高,增加了彼此间交通冲突的可能性. 既有研究多针对公交站区交通冲突问题,未深入研究公交站区慢行异质群体交通冲突致因机理和影响因素间的异质性. 以昆明市四类公交站为研究对象,采集2022年12月至2023年3月20个公交站数据,分析慢行异质群体运动特征,并基于DOCTOR (dutch objective conflict technique for operation and research)方法对冲突的严重程度进行判别,构建考虑均值和方差异质性的随机参数Logit模型,以更好地识别随机参数中的异质性,提高公交站区安全. 结果表明:在随机参数分布方面,行人的侧向冲突和非机动车道宽度分别服从均值为0.455和−0.541,方差为0.8722和1.2142的正态分布,以及骑行者的让路和速度高分别服从均值为−0.399和0.745,方差为1.2742和1.0432的正态分布. 在均值异质性方面,侧向冲突在行人速度高和非机动车道宽度在岛屿直线型公交站中存在均值异质性,骑行者让路在人行道上骑行和骑行者速度高在骑行者密度中时存在均值异质性. 在方差异质性方面,非机动车道宽度的参数在老年人中以及骑行者速度高参数在女性骑行者中存在方差异质性. 进一步计算平均边际效应系数,量化了各影响因素对交通冲突严重程度的作用程度. 经过分析,行人群体中,下车乘客发生严重交通冲突的概率最大;骑行者群体中,逆向骑行者发生严重交通冲突的概率最大.

     

  • 图 1  数据采集的公交站点位置分布及4种常见公交站

    Figure 1.  Distribution of bus stop locations for data collection and four common bus stops

    图 2  不同类型公交站设置方式航拍图和示意

    Figure 2.  Aerial photographs and diagrams of different types of bus stops

    图 3  慢行异质群体的运动特征

    Figure 3.  Movement characteristics of slow-moving heterogeneous groups

    图 4  交通冲突严重程度判别流程

    Figure 4.  Process of traffic conflict severity determination

    图 5  交通安全金字塔分级模型示意

    Figure 5.  Hierarchical model of traffic safety pyramid

    图 6  行人的随机参数分布

    Figure 6.  Random parameter distribution for pedestrians

    图 7  骑行者的随机参数分布

    Figure 7.  Random parameter distribution for cyclists

    图 8  行人的随机参数均值异质性分布

    Figure 8.  Mean heterogeneity distribution of random parameters for pedestrians

    图 9  骑行者的随机参数均值异质性分布

    Figure 9.  Mean heterogeneity distribution of random parameters for cyclists

    表  1  行人和骑行者的部分运动轨迹数据

    Table  1.   Partial movement trajectory data for pedestrians and cyclists

    交通主体 帧数/帧 横向坐标/m 纵向坐标/m 速度/
    (m•s−1
    横向速度/
    (m•s−1
    纵向速度/
    (m•s−1
    加速度/
    (m•s−2
    转向角变
    化值/(°)
    骑行者164715.23101.86634.65594.62760.51271.38326.9860
    164815.38601.85054.63594.60540.53101.78956.8581
    164915.53831.83094.74064.70540.57700.43226.7203
    165015.70001.81204.71824.68620.54882.32466.5836
    165115.85101.79434.53354.50520.50533.34396.4582
    165216.00061.77834.51114.48280.50461.68956.3417
    165316.15021.76064.47374.45260.43391.25056.2216
    165416.29781.74934.43954.42130.40090.84176.1264
    165516.44521.73394.42664.40270.46002.13906.0186
    165616.59161.71864.55374.53290.43441.97025.9138
    行人13638.56611.00300.77500.69720.33840.28686.6784
    13648.67241.06670.69270.57840.38100.20737.0119
    13658.75911.13020.70950.61140.35990.26857.3520
    13668.87641.18670.78460.70060.35310.60577.6150
    13678.99291.24800.84400.78080.32040.67947.9006
    13689.13701.29360.93000.90450.21610.64128.0586
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    表  2  慢行异质群体运动特征量区间划分

    Table  2.   Division of movement amount intervals of slow-moving heterogeneous groups

    区间
    划分
    行人速度/
    (m·s−1
    行人密度/
    (h·m−2
    骑行者速度/
    (m·s−1
    骑行者密度/
    (h·m−2
    (0,0.803] (0,1.145] (0,3.231] (0,0.185]
    (0.803,1.138] (1.145,2.677] (3.231,5.095] (0.185,0.273]
    (1.138,1.500] (2.677,5.000] (5.095,8.000] (0.273,0.500]
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    表  3  交通冲突严重程度等级判别及其解释说明

    Table  3.   Determination and explanation of traffic conflict severity rating

    冲突严重程度 等级 解释说明
     无交通冲突 0  行进方向或速度无变化,不发生交互行为或交通冲突.
     轻微交通冲突 1  采取措施以规避预见的交通冲突,发生交通冲突概率极低.
     一般交通冲突 2  行进方向需要转变或减小速度以规避交通冲突,发生交通冲突概率低.
     严重交通冲突 3  大幅度改变行进方向或停止行进以规避交通冲突,发生交通冲突概率适中.
    4  紧急采取措施以规避交通冲突,发生交通冲突概率高.
    5  未及时采取措施或紧急采取措施以规避交通冲突,并发生交通碰撞.
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    表  4  慢行异质群体交通冲突影响因素汇总表

    Table  4.   Summary of factors influencing traffic conflict for slow-moving heterogeneous groups

    慢行异质群体 影响因素 类别 轻微交通冲突频数 一般交通冲突频数 严重交通冲突频数
    行人 行人类型 上车乘客 87 116 19
    下车乘客 62 143 35
    行人 1546 322 11
    行人年龄 青年 1146 272 11
    中年 197 59 9
    老年 352 250 45
    行人性别 942 298 42
    753 283 23
    行人是否结对 988 513 41
    707 68 24
    行人使用移动电子产品 1243 397 46
    452 184 19
    公交站类型 岛屿港湾型 501 207 17
    岛屿直线型 436 241 19
    路侧港湾型 282 57 14
    路侧直线型 476 76 15
    冲突方向 正向冲突 761 234 11
    侧向冲突 269 176 38
    同向冲突 665 171 16
    时间段 早高峰 588 157 22
    平峰 111 89 17
    晚高峰 996 335 26
    躲避(让路)主体 行人 715 276 21
    骑行者 688 233 37
    两者 292 72 7
    骑行者 骑行者类型 正向骑行 671 377 47
    逆向骑行 247 176 93
    在人行道骑行 1144 526 52
    骑行者年龄 青年 1764 894 165
    中年 286 151 13
    老年 12 34 14
    骑行者性别 1168 492 71
    894 587 121
    骑行者是否载人/物 586 468 78
    1476 611 114
    骑行者使用移动电子产品 887 679 129
    1175 400 63
    公交站类型 岛屿港湾型 879 277 38
    岛屿直线型 769 328 49
    路侧港湾型 249 255 43
    路侧直线型 165 219 62
    冲突方向 正向冲突 1059 379 64
    侧向冲突 298 292 69
    同向冲突 705 408 59
    时间段 早高峰 876 432 48
    平峰 461 211 59
    晚高峰 725 436 85
    躲避(让路)主体 行人 789 431 73
    骑行者 839 567 97
    两者 434 81 22
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    表  5  行人交通冲突严重程度模型参数标定结果

    Table  5.   Parameter calibration results of pedestrian traffic conflict severity model

    冲突严重
    程度
    影响因素 类别 随机参数Logit
    模型
    考虑均值异质性的
    随机参数Logit模型
    考虑均值和方差异质性的
    随机参数Logit模型
    系数 Z值 系数 Z值 系数 Z值
    一般交通冲突 常数项 −0.805 −2.203 −0.788 −2.065 −0.767 −1.944
    行人类型 下车乘客 0.677 3.826 0.703 3.872 0.689 3.841
    行人年龄 中年 0.766 5.575 0.781 5.602 0.755 5.572
    老年 1.539 8.986 1.541 8.983 1.571 9.073
    行人使用移动
    电子产品
    −0.335 −1.412 −0.635 −2.507 −0.749 −2.897
    行人速度 1.390 5.479 1.745 5.791 1.347 5.393
    行人密度 −0.835 −3.258 −1.287 −4.574 −1.134 −4.225
    公交站类型 岛屿直线型 0.115 0.840 0.148 1.045 0.128 0.922
    路侧港湾型 −0.660 −4.628 −0.661 −4.595 −0.552 −3.989
    路侧直线型 −0.721 −4.393 −0.724 −4.404 −0.675 −4.179
    人行道宽度 连续变量 −0.432 −2.783 −0.427 −2.782 −0.376 −2.523
    非机动车道
    宽度
    连续变量 −0.315 −1.841 −0.343 −1.924 −0.366 −2.010
    冲突方向 侧向冲突 0.432 3.213 0.477 3.353 0.455 3.312
    侧向冲突的标准差 0.976 1.894 0.924 1.840 0.872 1.754
    躲避(让路)
    主体
    骑行者 −0.337 −2.971 −0.814 −4.578 −0.565 −3.769
    两者 −0.899 −3.183 −1.176 −3.833 −1.034 −3.565
    均值异质性 侧向冲突,
    行人速度高
    Δ Δ 0.411 1.823 0.392 1.801
    严重交通冲突 常数项 −1.327 −3.539 −1.264 −3.283 −1.207 −3.087
    行人类型 下车乘客 0.806 4.150 0.811 4.109 0.809 4.17
    行人年龄 老年 1.823 4.900 1.776 4.799 1.802 4.595
    行人使用移动
    电子产品
    −1.232 −3.384 −1.116 −3.258 −1.147 −3.233
    行人速度 2.043 4.150 2.212 4.308 1.937 4.006
    行人密度 −0.946 −3.843 −1.133 −3.762 −1.042 −3.627
    公交站类型 岛屿直线型 0.434 2.798 0.438 2.781 0.435 2.782
    时间段 晚高峰 0.457 2.637 Δ Δ Δ Δ
    人行道宽度 连续变量 −0.673 −4.022 −0.973 −5.519 −0.692 −4.089
    非机动车道
    宽度
    连续变量 −0.537 −2.778 −0.609 −3.122 −0.541 −2.782
    非机动车道宽度的
    标准差
    1.404 4.145 1.313 4.102 1.214 3.661
    冲突方向 侧向冲突 1.035 2.578 1.108 2.679 1.056 2.591
    躲避(让路)主体 骑行者 −0.421 −2.083 −0.452 −2.071 −0.432 −2.071
    两者 −1.035 −5.206 −1.076 −5.394 −1.032 −5.203
    均值异质性 非机动车道宽度,
    岛屿直线型
    Δ Δ 1.19 2.322 1.013 2.084
    方差异质性 非机动车道宽度,
    老年行人
    Δ Δ Δ Δ 1.767 2.785
    模型评估 AIC 3367.421 3361.018 3353.904
    BIC 3547.568 3544.762 3539.722
    McFadden R2 0.506 0.511 0.519
    注:Z值为通过比较估计值与标准误差的比率来判断模型中自变量系数是否显著的统计量,设置轻微交通冲突为参考类别,Δ表示在95%置信区间不显著,下表同.
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    表  6  骑行者交通冲突严重程度模型参数标定结果

    Table  6.   Parameter calibration results of cyclist traffic conflict severity model

    冲突严重程度 影响因素 类别 随机参数Logit
    模型
    考虑均值异质性的
    随机参数Logit模型
    考虑均值和方差异质性
    的随机参数Logit模型
    系数 Z值 系数 Z值 系数 Z值
    一般交通冲突 常数项 −2.146 −4.889 −2.065 −4.465 −1.966 −4.160
    骑行者类型 逆向骑行 0.632 2.596 0.711 2.817 0.658 2.649
    人行道上骑行 0.325 2.280 0.273 2.141 0.268 2.158
    骑行者性别 0.165 1.606 0.173 1.541 0.171 1.536
    骑行者年龄 老年 0.553 2.393 0.581 2.427 0.576 2.438
    骑行者速度 0.813 2.513 0.792 2.528 0.801 2.496
    骑行者密度 0.327 1.203 0.411 1.387 0.386 1.374
    公交站类型 路侧港湾型 0.553 2.750 0.573 2.764 0.576 2.727
    路侧直线型 0.613 2.886 0.620 2.868 0.603 2.853
    非机动车道宽度 连续变量 −0.463 −2.170 −0.507 −2.331 −0.481 −2.203
    躲避(让路)主体 骑行者 −0.361 −1.684 −0.413 −1.858 −0.399 −1.870
    骑行者标准差 1.438 3.302 1.364 3.157 1.274 2.863
    两者 −1.136 −4.683 −1.016 −4.262 −1.011 −4.294
    均值异质性 骑行者,人行道宽度 Δ Δ −0.921 −2.176 −0.624 −1.582
    严重交通冲突 常数项 −3.186 −6.698 −3.247 −6.551 −3.338 −6.499
    骑行者类型 逆向骑行 1.346 3.212 1.135 3.012 1.047 2.721
    人行道上骑行 0.540 2.237 0.613 2.491 0.531 2.248
    骑行者性别 0.531 1.919 0.735 2.473 0.632 2.248
    骑行者年龄 老年 1.311 3.008 1.103 2.668 1.166 2.776
    骑行者使用移动
    电子产品
    −0.732 −3.256 Δ Δ Δ Δ
    骑行者速度 0.672 2.431 0.835 2.887 0.745 2.658
    骑行者速度高的标准差 1.125 2.517 1.287 2.461 1.043 2.167
    骑行者密度 0.714 2.059 0.675 2.148 0.513 1.727
    −0.325 −2.146 −0.599 −3.026 −0.742 −3.012
    公交站类型 路侧港湾型 0.388 3.140 0.436 3.319 0.413 3.315
    路侧直线型 0.476 3.049 0.616 3.654 0.586 3.658
    非机动车道宽度 连续变量 −0.344 −2.028 −0.515 −2.804 −0.677 −3.365
    躲避(让路)主体 骑行者 −0.717 −3.299 −0.635 −3.001 −0.604 −2.948
    两者 −0.966 −4.525 −1.180 −4.465 −1.247 −4.540
    均值异质性 骑行者速度高,骑行者
    密度中
    Δ Δ 0.612 1.942 0.464 1.860
    方差异质性 骑行者速度高,骑行者
    性别为女
    Δ Δ Δ Δ 2.132 3.477
    模型评估 AIC 4143.655 4136.627 4132.741
    BIC 4268.347 4261.398 4257.126
    McFadden R2 0.476 0.481 0.488
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    表  7  行人边际效应分析结果

    Table  7.   Analysis results of pedestrian marginal effects

    变量 类别 轻微 一般 严重
    行人类型 下车乘客 −0.056 0.021 0.035
    行人年龄 中年 −0.006 0.005 0.001
    老年 −0.025 0.007 0.018
    行人使用移动
    电子产品
    0.003 −0.001 −0.002
    行人速度 −0.020 0.009 0.011
    行人密度 0.010 −0.004 −0.006
    公交站类型 岛屿直线型 −0.013 0.014 −0.001
    路侧港湾型 0.007 −0.011 0.004
    路侧直线型 0.006 −0.011 0.005
    人行道宽度 连续变量 0.023 −0.014 −0.009
    非机动车道宽度 连续变量 0.012 −0.008 −0.004
    冲突方向 侧向冲突 −0.015 0.009 0.006
    躲避(让路)主体 骑行者 0.014 −0.008 −0.006
    两者 0.021 −0.016 −0.005
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    表  8  骑行者边际效应分析结果

    Table  8.   Analysis results of cyclist marginal effects

    变量 类别 轻微 一般 重度
    骑行者类型 逆向 −0.049 0.017 0.032
    人行道上
    骑行
    −0.027 0.011 0.016
    性别 −0.013 0.002 0.011
    年龄 老年 −0.025 0.009 0.016
    骑行者使用移动
    电子产品
    0.003 −0.002 −0.001
    骑行者速度 −0.017 0.01 0.007
    骑行者密度 −0.014 0.006 0.008
    0.003 0.002 −0.005
    公交站类型 路侧港湾 −0.004 0.003 0.001
    路侧直线 −0.006 0.004 0.002
    非机动车道宽度 连续变量 0.011 −0.004 −0.007
    谁让路 骑行者 −0.023 0.009 0.014
    两者 0.031 −0.014 −0.017
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-10
  • 修回日期:  2024-09-06
  • 网络出版日期:  2025-12-19

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