信號(hào)交叉口行人違章特性分析及對(duì)策研究

王新建

摘 要：行人違章過街是信號(hào)交叉口處典型的人車沖突現(xiàn)象，這會(huì)直接導(dǎo)致交通運(yùn)行效率低下、交通秩序惡化、交通堵塞、發(fā)生事故等，為道路交通系統(tǒng)組織管理及出行安全帶來了挑戰(zhàn)。因此，有必要對(duì)行人過街的機(jī)理進(jìn)行研究，并基于行人違章特性有針對(duì)性地提出交通安全提升策略，以此來減少行人違章穿越行為發(fā)生的概率，降低道路交叉口事故發(fā)生率，能夠保證行人過街的安全順暢。

關(guān)鍵詞：信號(hào)交叉口;行人違章行為;影響因素;Logistic模型;提升對(duì)策

中圖分類號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

當(dāng)前隨著人口數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，交通運(yùn)行以及秩序的管控難度也逐步加大，尤其是在信號(hào)交叉口行人違章的現(xiàn)象屢見不鮮，大大影響到了交通的安全。所以科學(xué)分析信號(hào)交叉口行人違章特性并采取針對(duì)性的應(yīng)對(duì)策略有著非常積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 信號(hào)交叉口行人違章行為理論研究

1.1 行人違章過街表現(xiàn)形式

根據(jù)行人違章過街穿越表現(xiàn)形式可將行人違章行為分為時(shí)間層面違章和空間層面違章。時(shí)間層面違章是指行人不遵守道路交通法律法規(guī)，不按照行人信號(hào)燈的指示通過馬路;空間層面違章是指行人不依照道路交通法律法規(guī)，不使用平面過街橫道、天橋和地下通道等規(guī)定的行人過街穿越設(shè)施。

1.2 行人違章行為過程分析

通常情況下，行人通過信號(hào)交叉口過街穿越的主要過程包括以下主要步驟：行人到達(dá)過街地點(diǎn)→評(píng)估交叉口過街條件→開始過街穿越。

（1） 行人直接過街穿越的情況，即到達(dá)十字路口時(shí)，行人信號(hào)燈是綠色的交通指示信息，行人有直接通過馬路的道路。

（2） 行人等待過街穿越的情況，即到達(dá)十字路口時(shí)，行人信號(hào)燈為紅色禁行指示信息，行人不具有通行權(quán)，繼續(xù)等待通行權(quán)過街穿越。

（3） 行人違反交通規(guī)則過街穿越的情況，即到達(dá)十字路口時(shí)，行人信號(hào)燈為紅色禁行指示信息，行人不具有通行權(quán)，行人采取與交叉口機(jī)動(dòng)車爭(zhēng)搶通行權(quán)的方式過街穿越。

2 信號(hào)交叉口行人違章行為建模分析

2.1 因子分析

因子分析法，主要通過研究多變量之間的相互關(guān)系，建立一組相互關(guān)聯(lián)的相對(duì)有意義的變量作為同一類變量，不同類型的變量更加獨(dú)立，同時(shí)盡可能不失用較少的一般變量或綜合指標(biāo)代替一個(gè)以上的初始變量或基準(zhǔn)。因子分析模型下式所示。

（2.1）

（2.2）

式中：——原始變量，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理得到的行人過街穿越行為影響因素所構(gòu)成的n維向量;——公因子，解釋變量間的關(guān)系;——特殊因子，代表變量不能被公因子解釋的部分;——因子荷載，是指第個(gè)變量在第個(gè)公因子上的荷載;——因子貢獻(xiàn)系數(shù)，為因子變量與原始變量之間的得分系數(shù)。

2.2 行人違章行為決策Logistic模型

Logistic回歸模型是一種易懂、易操作的算法，它不僅可以用于分類，而且可以用來預(yù)測(cè)相應(yīng)的概率，還可以根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件自動(dòng)輸出模型。

當(dāng)因變量的分類情況不屬于二分類，而是有多于兩種取值的情況，并且多個(gè)因變量之間沒有明顯次序關(guān)系時(shí)，可運(yùn)用多項(xiàng)Logistic模型（Multinomial Logistic Model）對(duì)多分類因變量和自變量的關(guān)系進(jìn)行研究。

當(dāng)有=0，1，2，…，類的無次序因變量，多項(xiàng)Logistic模型函數(shù)定義為：

（2.3）

式中：——回歸截距;——回歸系數(shù);——解釋變量;——變量個(gè)數(shù);——條件概率，是的函數(shù);——反應(yīng)變量的類別。

多元Logistic回歸模型，是由不同的因變量之間互相對(duì)比形成的，分別對(duì)每個(gè)Logistic單獨(dú)建模，將類別作為參照類。

由

（2.4）

可以得到：

（2.5）

3 基于行人違章特性的交通安全提升對(duì)策

3.1 行人過街空間設(shè)置

3.1.1 人行橫道寬度設(shè)置

人行過街橫道的設(shè)計(jì)寬度還和過街的人數(shù)以及行人信號(hào)的紅綠燈設(shè)置時(shí)長(zhǎng)有關(guān)，在行人密度大的地區(qū)，行人的寬度必須根據(jù)交通量的原則和行人的特征來計(jì)算。在購物區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等設(shè)置人行道寬度時(shí)，也請(qǐng)考慮交通燈。

人行道寬度簡(jiǎn)化計(jì)算公式為：

（3.1）

式中：——高峰小時(shí)雙向過街步行者數(shù)量，人/小時(shí);——每小時(shí)綠燈分鐘數(shù)。

3.1.2 二次過街設(shè)施設(shè)置

在道路橫截面較寬或過街穿越人群主要為老人和殘障人士的交叉口適當(dāng)采用二次過街穿越控制方式。按照相關(guān)規(guī)范結(jié)合行人過街穿越需求和道路資源條件，設(shè)置行人二次過街穿越安全島、中繼信號(hào)燈等基本設(shè)施，道路安全島的設(shè)計(jì)面積很大，島上的服務(wù)水平必須符合幾個(gè)條件。到達(dá)十字路口的人們聚集在交通安全島上。道路安全島的面積如下：

（3.2）

式中：——設(shè)計(jì)的交通安全島面積，m2;——設(shè)計(jì)的行人交通量，p/h;——信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)，s;——行人的占地面積，m2。

3.2 行人過街時(shí)間設(shè)置

3.2.1 行人過街的時(shí)間計(jì)算

在設(shè)計(jì)信號(hào)配時(shí)方案時(shí)把行人過街穿越的需要考慮進(jìn)去，綜合考慮過街穿越人群的數(shù)量、各年齡層次人群過街穿越特性、行人延誤及人行橫道通行能力。行人綠燈時(shí)間的設(shè)置要大于行人安全通過人行橫道的最小時(shí)間，以確保行人安全過街穿越，安全性、高效性是行人過街的時(shí)候考慮最多的。

行人過街時(shí)間可由下式確定：

（3.3）

式中，——行人過街總綠燈時(shí)間，s;——綠燈時(shí)間，s;——綠閃時(shí)間，s。

和的計(jì)算公式如下，

（3.4）

? （3.5）

式中，——行人的反應(yīng)時(shí)間，s; ——行人燈綠燈信號(hào)間隔時(shí)間，s;——行人的到達(dá)率，人/ s，與周邊土地利用性質(zhì)和交通流特性有關(guān);——人行橫道的通行能力，人/ s，與人行過街橫道的寬度及行人過街流率有關(guān);——人行過街橫道的長(zhǎng)度，m;——行人的步行速度，m/s，與行人的流量及人群的構(gòu)成成分有關(guān);——人行安全保障系數(shù)，與道路交叉口的規(guī)模、區(qū)位特征以及行人流的特性有關(guān)。

根據(jù)以上可得：

（3.6）

3.2.2 相關(guān)參數(shù)的確定

（1） 行人的反應(yīng)時(shí)間，根據(jù)HCM的規(guī)定，通常取3.2 s。

（2）行人綠燈信號(hào)間隔時(shí)間，指相鄰的兩個(gè)行人綠燈信號(hào)相位的間隔時(shí)間，通常情況下，取值為相應(yīng)道路交叉口相位的周期時(shí)間;行人的到達(dá)率，指單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)人行過街橫道一端的行人的數(shù)量，通常采取調(diào)查抽樣的方法確定;一般情況下，用一個(gè)周期內(nèi)到達(dá)人行過街橫道的行人總數(shù)來代替上述兩個(gè)參數(shù)的乘積。

（3）人行橫道通行能力。參考《交通工程手冊(cè)》的規(guī)定及《城市道路交通設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)范值，人行過街橫道的設(shè)計(jì)通行能力由下式確定。

（3.7）

式中，——行人的步行速度，m/s;——實(shí)際的人行過街橫道寬度，m;——行人過街行走時(shí)的縱向間距大小，m，一般取值為1 m;——每個(gè)過街行人所占用的橫向的寬度大小，一般取值為0.75 m，當(dāng)人流得密集程度比較大時(shí)，可取0.6 m。

4 結(jié)語

根據(jù)模型的應(yīng)用分析，從人行橫道設(shè)定和行人交叉時(shí)間設(shè)定兩個(gè)方面分析了城市道路信號(hào)對(duì)行人過馬路的影響因素，以及預(yù)測(cè)行人交通對(duì)時(shí)空分類和人的整體移動(dòng)過程的干擾，減少行人滲入的機(jī)會(huì)，改善通行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]張謙.城市道路行人違章行為研究[D].西南交通大學(xué)，2011.

[2]錢小慧.交叉口行人過街穿越行為特征機(jī)理及交通管控技術(shù)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2014.

[3]王玉全，劉凱華.城市道路行人過街穿越交通特性分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2017（6）：43-46+70.

[4]李豹，金智英，王紅，等.基于計(jì)劃行為理論的信號(hào)交叉口行人違章行為分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2018（4）：691-695.

[5]孫世君，王馳，張穎.城市道路交叉口行人違章行為心理研究[J].城市交通，2007（4）：91-96.

[6]公安部交通管理局.中華人民共和國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)（2008—2010年）[R].北京：公安部交通管理局，2011.

[7]Zeeger C.V.，Stutts J.C.，Huang H.，Zhou M.，and Rodman.Analysis of elderly pedestrian accidents and recommended countermeasures[J].Transportation Research Record，1993（5）：56-63.