《腳踏車微觀行為機理及其非線性動力學建模研究》是依託北京交通大學，由梁肖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：腳踏車微觀行為機理及其非線性動力學建模研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：梁肖
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為綠色出行的重要組成部分，腳踏車對建設宜居城市和實現節能減排目標具有重要的意義。本項目以我國城市道路交通環境為背景，以腳踏車騎行者的微觀行為為研究主體，通過設計基於場景的可控互動行為實驗，研究騎行者的心理生理行為機理及影響因素，構建腳踏車微觀行為分析框架。考慮在內部動機激勵和外部環境約束下，騎行者的局部互動機理，研究騎行者的感受度量方法，通過分析騎行者橫向偏移的產生和演化規律，建立基本騎行行為模型；分析騎行者決策特點，總結決策行為的基本規則，使用遺傳算法建立複雜決策知識庫，提出複雜決策行為模型；以此為基礎，構建描述腳踏車運動的微觀行為非線性動力學模型。運用仿真建模方法，分析由腳踏車微觀行為湧現出的巨觀交通特徵，總結腳踏車交通流的時空演化機制，探討腳踏車交通設施容量和服務水平分級方法。本項目有助於完善交通行為的理論內涵，為道路交通設施的設計提供理論方法和科學依據。
結題摘要
腳踏車交通作為綠色出行的重要組成部分，獲得了越來越多的認可和重視，世界各地的政府部門通過立法、稅收、社區教育、觀念普及和商業支持等多渠道鼓勵腳踏車基礎設施的建設和出行環境的改善。為了應對這種變化，需要對從根本上了解腳踏車的交通行為特徵，進而賦予腳踏車交通模式合理的路權。 本項目以我國城市道路交通環境為背景，以腳踏車騎行者的微觀行為為研究主體。通過設計一系列不同場景下的可控互動行為實驗，獲取6個因素下的223種簡單行為實驗場景和10種複雜行為實驗場景，為準確分析騎行者的微觀行為過程奠定了基礎。基於此將騎行者的基本騎行行為劃分到操作層，複雜決策行為劃分到戰術層，並分析兩個層次模組之間的關係，提出了腳踏車微觀行為的分析框架。提出反應域和感知域的概念，剖析騎行者在內部動機激勵和外部環境約束下，騎行者與其他個體、障礙物、邊界等的局部互動機理和複雜路況下的個體騎行策略集合，構建了基於心理生理過程的腳踏車微觀行為動力學模型。根據行為實驗數據對模型參數進行標定，結合調查到的實際運行績效數據，通過基本圖對模型的有效性進行了評估，結果表明模型仿真結果與實測數據吻合度較高，具有合理性。在驗證模型有效性的基礎上，探討了腳踏車交通設施的容量，並分析了車道寬度對通行能力的影響，結果表明車道寬度對設施容量具有邊界效應。將騎行者個體的心理感受和運動狀態等微觀測度與巨觀交通流數據相結合，提出速度狀態熵的概念對腳踏車交通設施的服務水平進行評價，並給出了服務水平分級界定的方法。進一步提出了雙向腳踏車道的設計思路，並結合實際情況對設定條件、車道寬度、分隔形式、配套設施建設等具體設計細節和相關參數進行了研究探討。 本項目有助於完善交通行為的理論內涵，為道路交通設施的設計提供理論方法和科學依據，研究結論展現了良好的套用前景。
