高校出入口行人過街特性與過街設(shè)施研究

曹弋，左忠義，徐慧智

(1.大連交通大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116028;2.大連海事大學(xué) 交通運輸工程博士后流動站，遼寧 大連 116028;3.東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)*

0 引言

隨著交通安全理論的不斷發(fā)展及人性化交通理念的逐步體現(xiàn)，高校出入口的行人過街問題越來越受到人們的廣泛關(guān)注.高校出入口的過街行人以在校學(xué)生為主要構(gòu)成，而該類人群具有不同于一般社會人員的過街行為與特性.鑒于上述原因，如何在交通調(diào)查的基礎(chǔ)上，明確學(xué)生過街特性，并以此為依據(jù)改進現(xiàn)有的行人過街設(shè)施設(shè)計方案，對于保證行人過街安全性具有一定的實際意義.

國內(nèi)外對于行人過街問題進行了大量研究.King.MR等通過視頻拍攝及測速等方法，分析了行人安全島、信號燈及人行橫道等設(shè)施對機動車速度、行人安全性及駕駛員行為的影響［1］.Kay Fitzpatrick等通過行人過街需求調(diào)查，評估了行人過街設(shè)施，并對無信號人行橫道上的行人過街安全性進行了分析［2］.Eleonora Papadimitriou研究提出了，城市交通中行人過街行為的理論及模型，利用實際調(diào)查數(shù)據(jù)，驗證了模型的可靠性［3］.Holland.C等系統(tǒng)分析了危險條件下，年齡、性別及駕駛員姿態(tài)對于行人過街意向的影響［4］.國內(nèi)楊曉光等通過定量分析，得到了不同道路寬度和不同流量條件下一次過街方式與二次過街方式的行人延誤，同時探討了兩種過街方式的適用范圍［5］.景超針對行人過街行為特性、行人交通流特性及行人過街延誤特性進行了研究，提出了行人過街信號控制策略［6］.徐良杰等應(yīng)用交通流沖突理論與間隙接受理論，推導(dǎo)了行人穿越機動車道的人數(shù)及等待通行人數(shù)的計算方法;應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法，建立了行人過街時間模型［7］.馮樹民等分析了無信號控制條件下，行人過街時機動車和行人的運行特征、穿插特征，確定了行人穿越機動車的可穿越間隙［8］.

從現(xiàn)有研究成果來看，不論國內(nèi)還是國外，均針對社會人員普遍存在的行人過街特性開展研究.沒有考慮到高校學(xué)生特有的過街特性，因而應(yīng)用現(xiàn)有的行人過街設(shè)施設(shè)置方法進行設(shè)計，將無法滿足高校出入口的行人過街需求.本研究在交通調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分分析高校學(xué)生過街特點，以此為依據(jù)，對現(xiàn)有的行人過街設(shè)施進行改進，對行人過街設(shè)施設(shè)置方法的研究具有一定的借鑒意義.

1 交通調(diào)查與數(shù)據(jù)處理

1.1 交通調(diào)查方案

本研究選擇大連交通大學(xué)北門處的黃河路路段為調(diào)查地點.該路段東西走向，雙向六車道.現(xiàn)有行人過街設(shè)施包括人行橫道線、安全島及行人信號等，如圖1所示.

圖1 調(diào)查地點

鑒于在校學(xué)生中午的下課時間為12∶00，且行人過街現(xiàn)象較晚上18∶00時更加集中.為了充分揭示高校學(xué)生過街的時間分布特性，本研究選擇周二至周四3天進行觀測.觀測時段選擇在中午11∶40～12∶20期間，每5 min為一個時段進行分段統(tǒng)計.采用外業(yè)視頻錄像觀測與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理相結(jié)合的調(diào)查手段開展交通調(diào)查.

1.2 數(shù)據(jù)處理

在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的過程中，根據(jù)視頻錄像資料可以直接統(tǒng)計得到的數(shù)據(jù)包括:行人過街流量、機動車流量、行人違規(guī)過街行為數(shù)及行人與機動車沖突數(shù).

表1 第一觀測日的行人過街參數(shù)

對于行人過街速度與機動車行駛速度數(shù)據(jù)的獲取，首先需要在現(xiàn)場選擇參照物并測量參照物之間距離.利用視頻幀放功能播放視頻，結(jié)合視頻中顯示的時間差，間接計算確定行人過街平均速度與機動車平均行駛速度.同樣利用該幀放功能并記錄機動車行駛時間差，可以計算得到機動車平均延誤數(shù)據(jù).論文以第一天觀測到的行人過街流量與速度數(shù)據(jù)為例，匯總于表1中.

2 行人過街特性分析

2.1 行人過街流量與速度特性

利用交通調(diào)查得到的視頻資料，借助前文所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，可以得到11∶40～12∶20期間的行人過街流量及平均速度數(shù)據(jù).以每5 min為一統(tǒng)計時段，將上述數(shù)據(jù)進行整理，如圖2所示.

圖2 高校行人過街流量與速度

從圖2中可以看出，在行人過街流量方面，11∶40～12∶00期間，流量較少，大致為每5 min 200人左右;12∶00～12∶10期間，行人過街流量迅速增加至每5 min 500人左右，近似為前一時段的2.5倍，行人通行處于嚴(yán)重的過飽和狀態(tài);12∶10～12∶20期間，行人過街流量開始逐漸回落，但仍略高于第一時段.高校行人過街流量出現(xiàn)上述時間集中特性的原因是顯而易見的，即由于學(xué)校于12∶00進入午休期間，大量學(xué)生外出所導(dǎo)致.

在行人過街平均速度方面，在11∶40～12∶00與12∶10～12∶20期間，速度值較大，大概為4 km/h左右，與文獻［9］研究得到的普通社會人員平均過街速度一致;在12∶00～12∶10期間，速度明顯降低至2.2 km/h左右.這是由于此時的行人過街流量很大，處于嚴(yán)重的過飽和狀態(tài)，過大的行人流量勢必導(dǎo)致行人之間沖突頻發(fā)，進而使得平均過街速度明顯降低.

2.2 闖紅燈過街行為

通過三天的交通調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高校出入口行人的不良過街行為，以闖紅燈過街為主.特別是在學(xué)校午間下課的過街高峰期間，該現(xiàn)象表現(xiàn)的尤為突出，如圖3所示.通過調(diào)查統(tǒng)計，整理得到的闖紅燈過街?jǐn)?shù)如圖4所示.

圖3 行人闖紅燈過街現(xiàn)象

圖4 行人闖紅燈過街次數(shù)

從圖4中可以看出，在短短5 min期間，就有100多人闖紅燈過街，而在12∶00～12∶05期間內(nèi)，更有超過200人闖紅燈過街.與行人過街流量數(shù)據(jù)進行對比后發(fā)現(xiàn)，該時段內(nèi)有接近50%的學(xué)生闖紅燈過街，且該不良過街行為的時間分布規(guī)律與流量的時間分布規(guī)律接近.闖紅燈過街行為不僅嚴(yán)重威脅學(xué)生自身的安全，同時在機動車流量較大時，會導(dǎo)致其與行人發(fā)生沖突，嚴(yán)重影響行人及機動車通行效率.

進一步分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn)，大學(xué)生具有性格急躁，安全意識淡薄等心理，導(dǎo)致其難以忍受長時間的過街等待.大學(xué)生從眾心理明顯，只要有少量學(xué)生闖紅燈過街，大量學(xué)生便會效仿.此外，于高峰期間出現(xiàn)的過飽和過街流，也是導(dǎo)致該期間闖紅燈現(xiàn)象突出的原因之一.

3 機動車運行特性分析

3.1 流量及速度特性

行人過街交通并不是孤立存在的，它受相交機動車交通的影響，同時也影響著相交機動車交通.鑒于上述原因，有必要對調(diào)查路段的機動車流量及速度特性進行分析.本研究將調(diào)查得到的機動車流量及速度數(shù)據(jù)整理如圖5所示.

圖5 機動車流量及速度

從圖5中可以看出，在11∶40～12∶20期間，機動車流量并無明顯變化，大致分布在200～260輛/5 min內(nèi).但機動車通過人行橫道的平均行駛速度發(fā)生了明顯變化，在11∶40～12∶00期間內(nèi)，平均速度大致為 25 km/h左右;在12∶00～12∶10期間內(nèi)，平均速度顯著下降致8 km/h左右;從12∶10開始，速度值又開始逐步回升.

由于該時段機動車流量并無明顯變化，認(rèn)為機動車平均速度的下降，并不是流量過大而導(dǎo)致的.結(jié)合該時段行人過街特性分析發(fā)現(xiàn)，過街高峰期間，行人過街流量劇增，同時存在較嚴(yán)重的闖紅燈過街行為，由此導(dǎo)致的行人與機動車嚴(yán)重沖突，促使機動車通過人行橫道的平均速度顯著下降.

3.2 機動車與過街行人交通沖突

圖6 過街行人與機動車的交通沖突

圖7 行人闖紅燈過街?jǐn)?shù)與機動車延誤

視頻觀測結(jié)果表明，在12∶00～12∶10的午間下課外出高峰時段，由于大量闖紅燈過街行為的出現(xiàn)，產(chǎn)生了較嚴(yán)重的過節(jié)行人與機動車沖突現(xiàn)象，如圖6所示.此外，沖突現(xiàn)象的嚴(yán)重程度，也可以通過機動車駛過人行橫道的平均行車延誤來表征，如圖7所示.該延誤與行人闖紅燈過街行為數(shù)呈現(xiàn)出密切的相關(guān)性.

4 行人過街設(shè)施方案分析

4.1 現(xiàn)有行人過街設(shè)施及問題分析

大連交通大學(xué)北門門前道路為黃河路，東西走向，兩塊板斷面，雙向六車道，道路總寬26.8 m，中間設(shè)置綠化帶.行人過街為平面過街方式，設(shè)施包括人行橫道、二次過街安全島及行人信號燈.行人過街信號配時周期為120 s，其中綠燈時間22 s，紅燈時間98 s.

結(jié)合前文所述的高校行人過街特點，分析現(xiàn)狀過街設(shè)施存在的問題.認(rèn)為現(xiàn)狀行人過街方案，僅僅是依據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范，以行人過街小時流量為設(shè)計指標(biāo)進行設(shè)計.故而現(xiàn)有方案沒有考慮到高校學(xué)生過街的時間分布特性，即平峰時段存在綠燈時間損失的現(xiàn)象，高峰時段又難以滿足行人過街需求.

4.2 行人過街設(shè)施改進方案

針對現(xiàn)有行人過街設(shè)施存在的問題，考慮到學(xué)校規(guī)模及周邊用地規(guī)模的發(fā)展，采用近遠(yuǎn)期相結(jié)合的設(shè)計方案，主要包括以下兩方面.

近期方案:5年以內(nèi)，仍然保持現(xiàn)有的平面過街方式，對信號配時方案進行調(diào)整:學(xué)生上課期間的過街平峰時段，信號周期120 s，綠燈時間20 s，紅燈時間100 s;對于學(xué)生下課后至上課前的過街高峰時段，信號周期120 s，綠燈時間40 s，紅燈時間80 s.此外，信號配時的時差，應(yīng)與其上游黃河路與西南路交叉口的機動車信號進行協(xié)調(diào)，利用其紅燈時段，組織學(xué)校行人過街，以減少機動車與過街行人的沖突.

遠(yuǎn)期方案:考慮到大連市地鐵2號線將于5年后竣工，且該線在交通大學(xué)設(shè)置了地下地鐵站.結(jié)合現(xiàn)有地鐵站施工圖設(shè)計資料，認(rèn)為遠(yuǎn)期可采用地下過街方式實現(xiàn)行人交通與地面機動車交通的空間分離.

5 結(jié)論

(1)高校行人過街的流量及速度具有明顯的時間分布特性，其分布規(guī)律由學(xué)校教學(xué)運行時間決定;過街高峰時期的闖紅燈過街行為突出;

(2)行人過街地點的機動車速度與延誤受行人過街的干擾嚴(yán)重，高峰時期表現(xiàn)為速度顯著降低，延誤顯著增加;

(3)對高校行人過街設(shè)施進行設(shè)計時，應(yīng)充分考慮其不同于一般社會人員的過街特性，即具有明顯的時間集中性因素.

論文研究是以大連交通大學(xué)為例，進行交通調(diào)查與方案分析.盡管數(shù)據(jù)層面具有一定的特殊性，但其研究所得的規(guī)律仍可為同類研究所借鑒.

［1］KING M R，CARNEGIE J A，EWING R.Pedestrian Safety Through A Raised Median and Redesigned Intersections［J］.Transportation Research Board，2003，1828:56-66.

［2］KAY FITZPATRICK，SHAWN TURNER，MARCUS BREWER，et al.Improving Pedestrian Safety at Unsignalized Crossings［J］.Transportation Research Board，2006，562:8-15.

［3］ELEONORA PAPADIMITRIOU.Theory and Models of Pedestrian Crossing Behavior along Urban Trips［J］.Transportation Research Part F:Traffic Psychology and Behaviour，2012，15(1):75-94.

［4］HOLLAND C，HILL R.The Effect of Age，Gender and Driver Status on Pedestrians’Intentions to Cross the Road in Risky Situations［J］.Accident Analysis and Prevention，2007，39:224-237.

［5］楊曉光，勞云騰，云美萍.無信號控制路段行人過街方式適用性研究［J］.同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007，35(11):1466-1469.

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