城市交叉口 行人 与 非机动车 混合交通动力学的 观测实验 与 模型研究
物理与社会
2025-10-07 v1 人机交互
摘要
拥有 行人 与 非机动车 混合交通的城市交叉口 存在复杂的 安全挑战，但 传统模型 未能 account for dynamic interactions arising from speed heterogeneity and collision anticipation。本研究引入了 基于 时间 与 角度 的 社会力模型 (TASFM)，将 时间碰撞 (TTC) 指标 与 速度-角度相关的切向力整合到经典 社会力模型 中，以 更加 真实 地 模拟 碰撞 规避 行为。使用 来自 深圳 某 高密度 交叉口 的 无人机轨迹数据，我们 将 TASFM 验证于 实际情景 中， 实现了 平均轨迹误差 (MTE) 为 0.154 米 (占 实验区域宽度 的 0.77%)。关键发现揭示：行人 在 指定 路线 (如 斑马线) 沿 方向 自组织 形成 车道；而 非机动车 则表现出 灵活 的 路径 偏移， 增加 了 碰撞 风险。对 三类 冲突 类型 (超车、 前后/侧向 越线) 的 模拟显示，TASFM 能够 复制 双向 路径 调整 与 速度 调制 等 自适应 策略。该 模型 提供了 城市 规划者 的 可操作 见解，包括 冲突 热点 预测 与 基础设施 重新设计 (如 分隔 车道)，同时 提供了一个 可扩展 的 框架， 用于 未来 研究 将 机动车 与 环境变量 集成。本工作 推进了 混合 交通动力学 的 理解， 并 有助于 将 理论 模型 与 数据驱动 的 城市 安全 解决方案 之间 建立 联系。
引用
@article{arxiv.2510.04423,
title = {Investigating mixed traffic dynamics of pedestrians and non-motorized vehicles at urban intersections: Observation experiments and modelling},
author = {Chaojia Yu and Kaixin Wang and Junle Li and Jingjie Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04423},
year = {2025}
}