信號交叉口行人群體非理性過街行為研究

張清泉，萬江云

重慶交通大學

信號交叉口行人群體非理性過街行為研究

張清泉，萬江云

重慶交通大學

通常人類都是以個體形式存在，其行為模式也顯得雜亂無章、千差萬別，但是當我們將某一區域內的人組成的整體作為一個群集來看待，其行為往往具有某種規律。通過研究交通系統中的群集現象，揭示各種交通環境條件下行人的宏觀和微觀運動規律，為人性化的行人交通系統構建提供依據。

群集；非理性過街；人性化；行人交通

引言

法國社會學家Le Bon[1]對法國大革命時期的聚集人群進行了研究，對從個體演變為人群后所產生的其他心理變化及行為變化進行了研究，最早解釋了聚集行為。Dirk Helbing[2]研究發現行人個體雖然有偏好性，但行人的動態性表現出很多的群集性，因此行人群有較強的可預測性。可用行為力模型對行人Helbing現象進行微觀模擬，并且行人群的群集特性可用自組織現象解釋。Reyn?olds[3]提出聚集、排斥、速度三規則后群集運動建立了系統的計算機模型。Heppner和Grenader[4]在群集模型中提出的一個具有15個參數的隨機微分方程。T.Vicsek[5]從統計力學的角度提出了Vic?sek模型。

1.信號交叉口人群非理性過街

信號交叉口人群非理性過街行為可以用一個網絡熱詞來描述“中國式過馬路”，指的是湊夠一小撮人就可以走了，和紅綠燈無關。行為產生的過程是行人感知信號交叉口交通信息、大腦分析處理信息、由外因和內因聯動產生交通行為。

同時這也是一種從眾現象，“從眾”是一種社會性的傳播行為，在這種心理的作用下，會發生個性減弱或失去個性的現象[6]，具體有盲從、隨從、遵從或順從的行為特點。從眾人群有虛張聲勢的行為表現，而且人群基數越大，人群中的個體表現越勇敢。具體在中國式過馬路現象中體現明顯，當過馬路的人群基數較少時，大多數人便會遵守交通規則，當基數較大且出現少數“領導者”后，人群心理便會產生變化，即人群中的個體表現勇敢，不顧交通規則跟從“領導者”過馬路。

交叉口信號設置不合理也是城市行人不安全行為產生的重要原因，當交叉口紅燈時間太長，超過行人極限等待時間時，即使有信號控制和專人管制，大多數行人也會不顧信號控制而強行穿越。

2.信號交叉口人群非理性過街行為需求討論

人群非理性過街行為之所以發生的根本原因是因為該人群有過街的需求，非理性過街需求在道路交通環境和人群過街心理的共同作用下轉化為非理性過街行為。其中人群過街需求無法改變，下面討論道路交通環境和人群過街心理兩方面的因素對非理性過街行為產生的影響。

2.1 道路交通環境

人群非理性的穿越信號交叉口也是在一定的道路交通環境條件下才會發生的，交叉口信號設置不合理，當交叉口紅燈時間太長，超過行人極限等待時間時，即使有信號控制和專人管制，大多數行人也會不顧信號控制而非理性強行穿越。

當車輛較少，車輛與人群的可接受間隙符合人群心理預期也會產生非理性強行穿越。

2.2 行人過街心理

行人存在從眾心理，當人群個體數量增大，一旦有“領導者”便會引起該群體強行穿越，很多理性穿越的行人的心理也會產生動搖，忍耐時間急劇下降，產生非理性的穿越行為。

3.行人群體過街時間

設人行橫道長為a寬為b，共有N個要有過街的個體，每個個體的運動速度為vi，（i=1、2、3……N），θi（t+1）為第i個個體在t+1時刻的預期行進方向，且每個個體都可以感知自己周圍其他個體的信息。每個個體與周圍其他個體間有三種區域關系。即排斥區域、一致區域和吸引區域。設N個個體中有M個單元，每個單元都有自己單元的leader。當N個個體中出現了n（n 1）個leader，n個leader便會引導該群體的過街行為。由群集動力學相關模型可以得到以下結論：

所有個體具有一個共同的運動方向，只是在運動過程中會稍作調整，這是由于受其他個體運動速度、方向影響和該個體心理可接受間隙的影響。群體中的每個個體會根據周圍個體的運動情況調整自己下一時刻的速率和運動方向，個體數越多，所需leader的個數越少，系統同步時間越短。最后可以看成一個系統來討論其過街行為。系統速度v可用下式表示。

其中l—過街群體長度

4.人性化行人過街交通設計

人群非理性過街行為和機動車駕駛員有各自不同的交通需求，按照以人為本設計原則，要樹立行人優先的理念，可以從以下三個方面來解決人群非理性過街。

首先建立人群過街效用與機動車穿越交叉口效用評價體系，對實時交叉口行人和交叉口的機動車數量進行檢測，評價兩者效用的高低，給予效用高者優先通過權。其次實時檢測機動車的到達，在機動車到達間隙，且間隙大于行人過街時間，給予行人優先通過。最后根據行人群體過街時間設置行人過街專用相位，滿足行人過街需求。

[1]Le Bon,Gustave,The Crowd:A Study of the Popular Mind. NEW YORK：THE MACMILLAN CO.1896.

[2]HELBING D,P MOLNáR,FARKAS I J,et al.Self-organizing Pedestrian movement[J].Environment and Planning B：Planning and Design 2001,28:361-383.

[3]Reynolds,C.W.(1987)Flocks,herds,and schools:A distribut?ed behavioral model,in computer graphics.Proc.Of SIGGRAPH'87, 21(4):25-34.

張清泉（1989-），男，河南開封人，重慶交通大學，碩士，交通規劃；

萬江云（1988-），男，重慶人，重慶交通大學，碩士，交通規劃。