作者：Keshuang Tang*, Deshi Di, and Keping Li

已见刊于：Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2483, 2015, pp. 1-9. http://dx.doi.org/10.3141/2483-01

关键词：左转许可车流、风险平衡理论、效用理论、穿越空档、等待时间、通行能力

左转车流可接受的穿越空档将显著影响具有左转许可相位的信号控制交叉口的通行能力。此外，解析左转车流在考虑是否接受某一个穿越空档时的预期风险，对于驾驶员行为模型的构建以及信号控制交叉口的优化具有重要的意义。因此，本研究的目的在于针对中国的驾驶员，构建考虑预期风险与时间节省效益的左转许可车流穿越模型。目前，已有较多面向左转车流可接受空裆的研究，但大多数的研究都是从数理统计，尤其是回归模型的角度对穿越空档的问题进行分析，缺少关于驾驶员面对该场景时决策过程的建模解析，即如何考虑穿越时可能带来风险与不穿越带来的时间效益损失对于这一行为的影响。故，本研究将构建一个基于风险平衡理论与效用理论的模型用以解释中国驾驶员在该场景下的决策行为。

首先，作出驾驶员在某个穿越空档下的行为假设，即穿越带来的时间效益与冲突风险之间存在着一定的平衡关系。在此基础上构建包含安全效用和时间效用的效用模型，并定义两个变量系数商可反应驾驶员的激进程度。接着，作者分别介绍了安全效用与时间效用中的计算变量。其中，安全效用通过PET指标反应，计算涉及的变量包括驾驶员反应时间、驶入驶出穿越空档的距离、车辆加速度、以及当时观测到的空档；时间效用通过预期等待时间这一指标反应，计算涉及的变量与临界穿越空档、对向车流排队消散时间、以及对向车流到达分布等相关

图1 左转车流与对向直行车流的冲突示意图

本研究对中国上海的两个信号控制交叉口进行了验证，共提取了320辆左转车辆信息，以及251个接受的穿越空档以及605个拒绝的穿越空档。首先验证了驾驶员决策行为与穿越空档大小（潜在的交通冲突）以及预期的等待时间之间存在着较强的相关性，即验证了初始假设。此外，研究发现时间效用与安全效用间系数的比值（H）大多落在1:60附近，即左转驾驶员预期的等待时间每增加60秒，其可接受的穿越空档则缩小1秒。

图2 预期等待时间与穿越概率关系图

接着，文章根据之前建立的模型，解析了预期等待时间与边界穿越空挡之间的相关性。并讨论在不同H系数下驾驶员的可接受穿越空档随预期等待时间的变化，以及此时的饱和流率敏感性分析。得到的结论为：当H取值越小，即驾驶员更加激进时，随预期等待时间的增加，饱和流率的变化更加显著。最后，文章对预期等待时间对左转许可相位下的通行能力的影响进行了数值仿真，结果表明由于交通流需求的不确定性以及驾驶员的激进程度不同，通行能力的随机性较强。

图3 不同平均车头时距下的饱和流率敏感性分析（从左至右，从上至下车头时距分别对应4-7）