由于城市机动车保有量不断增加而引发的城市交通拥挤和堵塞、交通事故和环境污染等问题，为目前已经是居民主要出行方式的非机动车的发展提供条件。但是非机动车的发展同样面临一个很大的问题，在城市交叉口中，机非混行现象普遍，机动车、非机动车、行人之间的冲突非常严重。尤其是非机动车，在拥挤慢行的机动车之间穿行，在有限的交叉口空间内与机动车争夺时空资源，与机动车发生各种冲突，严重威胁非机动车交通安全。所以为了改善非机动车出行交通环境，为混合交通状态下的交叉口设计、交通流组织等提供有用的理论指导，本文在对非机动车在交叉口的交通特性的分析的基础上，基于非机动车优先的原则，分析机动车与非机动车的穿越行为和冲突条件，建立机非冲突和碰撞概率模型，并提出相关改善措施。论文的主要研究内容如下：本文首先分别从运行特征、到达特征和释放特征三个方面对非机动车在交叉口的交通特性进行分析。重点分析三个转向的非机动车在交叉口的运行特点和速度特点，根据分析结果深入分析三个转向的非机动车流与交叉口其他交通流的相互影响作用，得出非机动车在交叉口存在的安全问题及问题原因。其次，本文重点分析了基于非机动车优先的冲突机理，并建立机非冲突概率模型。在对非机动车优先的概念理解的前提下，以穿越理论和冲突理论为基础理论，在对临界间隙和城市四路平面交叉口的机非冲突机理研究的基础上，通过分析机动车穿越非机动车流的非冲突状态下的条件和概率，从而间接得到冲突概率，建立机非冲突概率模型。再次，本文以交叉口左转机动车与直行非机动车冲突和右转机动车与直行非机动车冲突为例，计算冲突概率的大小。在交通冲突的基础上，分析发生严重冲突即碰撞的条件和概率，并以左转机动车与直行非机动车为例计算碰撞概率。对比分析非机动车的车头时距和临界间隙的大小对冲突概率的影响。对比分析机动车车辆在交叉口的行驶速度、驾驶员警戒程度、机动车从停车线到冲突点的距离等因素的大小对碰撞概率产生的影响。最后，本文以非机动车优先为原则，从交叉口几何设计、交通控制、交通参与者行为管理三个方面，对交叉口提出安全改善措施。