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大部分城市交叉口都通过物理隔离的形式将机动车与非机动车分隔,但关于设置隔离条件的研究并不多见,并且对于不同道路和交通流量条件下,选择何种形式的隔离以及隔离设施宽度的确定也没有详细的说明。本文以城市信号交叉口为研究对象,通过调查多个设有不同机非隔离形式的交叉口,分析非机动车的运行特性；其次分析交叉口机非冲突的影响因素,考虑显著因素并建立机非冲突数模型：基于非机动车骑行者对交叉口安全的感知评价构建服务水平模型,以机非冲突数作为服务水平的评价指标,并给出不同服务水平等级下交叉口机非隔离设施的设置形式及宽度。首先,选择设有不同机非隔离形式的交叉口设计调查方案,通过调查数据的统计分析,分别对非机动车的排队等候、车群膨胀和车群消散过程进行描述,得到交叉口进口道非机动车排队密度与车道宽度、电动自行车比例的回归关系式。以非机动车膨胀宽度和膨胀数来分析非机动车在交叉口的膨胀特性,并对膨胀宽度和膨胀数的计算模型进行理论推导。通过分析非机动车在交叉口的消散行为,建立基于非机动车消散选择行为的logistic模型,并最终得出非机动车二次膨胀数的计算公式。其次,从交叉口机非冲突的概念及产生机理出发,通过对机非冲突的影响因素分析,确定机非冲突的可能影响因素有机动车排队量、非机动车膨胀数和二次膨胀数。通过偏相关分析确定机非冲突数的主要影响因素,利用实际数据对机非冲突数进行多元回归,得到机非冲突数与非机动车膨胀数以及二次膨胀数的回归模型,并对其进行检验。最后,根据本文对交叉口机非隔离设施服务水平的定义,基于非机动车骑行者对交叉口安全状况感受的定量描述,以机非冲突数作为服务水平的评价指标。运用系统聚类与模糊聚类的方法将冲突数调查样本分为8个类别,并对交叉口机非隔离设施服务水平的分级进行了研究,在8类冲突数样本的基础上,通过调整,最终将服务水平划为六个等级。本文最终给出了在不同服务水平等级下交叉口机非隔离设施的设置方案(包括进出口道机非隔离的形式及宽度)。本文对交叉口非机动车运行特性、机非冲突特性、服务水平和设置条件的研究成果,对于城市交通规划、设计与管理具有理论和实践意义。