自行车作为一种重要的慢行交通方式,近年来日益受到广泛的关注。我国大部分城市都出台了相应的慢行交通道路网及设施的规划、设计、建设与运营管理的措施与手段,以期提升慢行交通品质,倡导居民从机动车出行转向慢行交通出行。然而,涉及到慢行交通特别是自行车交通流的运行特性与交通安全风险的理论与实践研究较为缺乏,无法为自行车交通设施的规划、设计与管理提供理论与实践依据。基于此,本论文以路段混合自行车交通运行特性与风险评价为核心,从混合自行车交通流的效率与安全两方面开展研究。基于混合自行车交通流原始数据的分析,在交通运行效率方面,分别构建了运行速度分布和通行能力估计模型;在交通风险评估方面,针对自由流速度及速度离散指标分别构建了混合自行车交通流的安全风险评估模型。在此基础上,提出了不同类型自行车的限速阈值优化模型。论文的具体研究内容如下:(1)提出了混合自行车交通流速度的分布模型基于混合自行车速度数据,定量分析了混合自行车速度的均值、方差、偏度及峰度等基本特性。根据速度的基本特性,选择单一的正态分布、对数正态分布、伽玛分布和韦布尔分布对原始数据进行拟合。针对单一分布无法分析混合自行车具有多类型速度的特性,引入了高斯混合分布模型用以构建自行车速度分布模型。采用最大期望算法对混合模型的参数进行了估计,并通过拟合优度显著性研究方法确定了高斯混合分布的最优成分数。(2)建立了混合自行车交通流条件下的通行能力估计模型基于交通流密度-速度和密度-流量关系模型构建了混合自行车交通流运行环境下的自行车道通行能力模型。采用五种经典模型对通行能力进行了估计,分析了骑行人性别、年龄及电动自行车比例等因素对自行车道通行能力的定量影响。结果表明,骑行人性别及年龄与通行能力之间不存在显著相关性,而通行能力会随着电动自行车比例增加而增加。在电动自行车比例为零时,三条路段单位宽度通行能力的平均估计值为1732辆/小时;而当电动自行车比例达到1时,三条路段单位宽度通行能力的平均估计值为2603辆/小时。(3)提出了混合自行车交通流自由流速度与冲突风险预测方法借鉴机动车交通流自由流速度的获取方法,采用85%分位速度作为混合自行车交通流的自由流速度。综合考虑了影响混合自行车交通流自由流速度的道路因素、交通流因素、车辆类型因素以及驾驶员特性因素,构建了四种包含不同影响因素的自由流速度与冲突风险预测的BPANN模型。采用MATLAB软件包对四种ANN网络分别进行了训练、验证与测试。四种模型的平均绝对误差和相对误差分别为1.31 km/h和4.62%,结果表明BPANN模型具有很高的预测精度。(4)构建了混合自行车交通安全风险指标及其影响因素模型基于交通流速度离散指标,构建了混合自行车交通安全风险的评价指标。通过方差分析方法,分析了交通状态及车道数与安全风险指标之间的关系。结果表明,低流量状态与车道数量与交通安全风险指标存在显著相关性。采用广义线性模型构建了安全风险指标的影响因素模型。应用逐步回归方法,标定了模型参数。通过实测数据验证表明,交通状态v/c指标以及电动自行车比例是影响安全风险指标的核心参数。(5)提出了路段自行车限速阈值的优化方法通过实测数据分析了在不同的限速条件下不同类型自行车的超速行为。采用混合logistic回归模型定量分析了超速行为的影响因素。结果表明,低自行车流量及自行车类型因素与超速行为存在显著相关性,而骑行人性别、年龄、是否载物与超速行为没有显著关系。构建了85%分位速度与超速行为影响因素之间的回归模型,通过回归模型分析确定了不同类型自行车的限速阈值建议。混合运行的自行车道,在自行车道宽度小于3 m时,仍维持原有的混合自行车限速值为20km/h;在自行车道宽度大于3 m时,建议提高混合自行车限速值至25 km/h。上述对混合自行车交通效率与安全性的研究将有助于完善自行车交通流理论体系,为混合自行车交通设施的规划、设计与管理提供理论支撑。