地鐵站施工圍擋影響下人車沖突特性與安全風險控制

吳景龍 黃守剛 劉博航

（石家莊鐵道大學 河北石家莊 050043）

地鐵站施工圍擋影響下人車沖突特性與安全風險控制

吳景龍 黃守剛 劉博航

（石家莊鐵道大學 河北石家莊 050043）

地鐵施工占道圍擋對城市道路的通行能力以及城市交通安全帶來極大影響，本文通過對石家莊軌道交通1號線人民廣場站四期圍擋形式進行調查，對圍擋處的人車沖突特性進行分析，在可能沖突點進行全程錄像。基于交通沖突技術理論，通過讀取右轉車輛通過能力、右轉車輛的人車沖突次數及沖突過程中的車速變化過程，分析圍擋施工對交叉口通過能力及人車沖突特性的影響；利用Vissim仿真軟件對圍擋后的交通環境指標進行了計算；在此基礎上，總結歸納了過街行人、非機動車、機動車風險控制措施。

圍擋 占道 通過能力 人車沖突 風險控制

隨著中國經濟的持續高速發展和城市化進程的不斷加快，大城市與特大城市的交通擁堵問題愈加嚴重，最根本解決途徑之一就是發展公共交通尤其是城市軌道交通。作為城市軌道交通中最主要的地鐵，近年來得到大規模建設，建造完成后也將成為公共交通的骨干。地鐵站采用暗挖法施工成本極高，因此，多采用蓋挖或明挖法施工。無論是采用蓋挖法還是采用明挖法施工，都不可避免地需要占用道路，占道施工減少了車輛的行車空間，降低了道路的通行能力[1]。

地鐵站往往位于城市交叉口，這又使本已供需矛盾突出的城市交通負荷更加雪上加霜。交通擁堵更加導致過街行人和非機動車的無序通行，增大了風險后果嚴重程度和發生概率，主要體現在：

（1）圍擋占道施工導致道路通行能力減小，施工人員、大型機械、高聳裝備與東西南北車輛、過街行人構成了一個危險而復雜的交通環境；

（2）城市交叉口過街行人和非機動車多，而且運動方向多變，使得人車沖突點增加，人車沖突風險問題更加突出；

（3）占道施工一般加設高1.8m的圍擋，造成右轉彎車輛的視距三角形障礙，增加了人車沖突風險后果嚴重程度和發生概率[2,3]。因此，研究地鐵站施工圍擋影響下人車沖突特性與安全風險控制措施，就具有很強的工程背景和應用價值。本文以中國河北省石家莊軌道交通1號線人民廣場站為例，分析4期分區施工圍擋后過街行人與機動車之間的沖突特性[4,5]，總結歸納過街行人、非機動車、機動車風險控制措施。

1 地鐵施工圍擋及人車沖突特性

以石家莊軌道交通1號線人民廣場站為研究對象，以4期圍擋為例，研究地鐵施工圍擋對中山路-建設大街十字路口車輛通行能力及人車沖突特性的影響。4期圍擋示意圖如圖1所示，共有三塊圍擋，圍擋1位于路口東側，占用車道面積最大，圍擋2、圍擋3分別位于路口西側的南北兩側。為提高車輛通過能力，交叉口禁止左轉；設置南北、東西直行的兩相相位，南北向綠燈時間為73s，東西向綠燈時間為100s。

圖1 四期圍擋情況

1.1 人車沖突分析

由交叉口的紅綠燈相位設置及車道布置形式分析人車沖突特性。由于交叉口禁止左轉，因此不存在左轉車輛與行人的沖突；人車沖突主要為右轉車輛與行人的沖突，直行紅綠燈為綠燈時，右轉車輛主要與同向直行行人發生沖突，如圖2所示B點；直行紅綠燈為紅燈時，右轉車輛主要與非同向直行行人發生沖突，如圖2所示A點。可以看出，無論何時都會存在過街行人與右轉車輛的沖突。

圖2 右轉車輛沖突點及觀測點

1.2 行人過街特性

行人過街穿越機動車道通常采用以下四種方式[6,7]，適時穿越、等候穿越、推進穿越和跟隨穿越。適時穿越是行人到達行人過街橫道時，恰好機動車流中出現可穿越間隙，不必等待，直接過街。等候穿越是指行人到達行人過街橫道后，等待機動車輛減速、停駐或在車流中出現可穿越間隔后，選擇適當時機過街。推進穿越指行人拒絕等待，或者等待時間超過行人所能承受的最大等待時間時，尋找機動車車流中可穿越間間隔，快步或跑動搶行通過。跟隨穿越是指行人的從眾性，即其他行人直接過街或推進過街時，跟隨其后穿越街道。

在交叉口處，行人過街有隨眾心理，一般為成群前進。研究表明[8]，在交叉口等待的行人越多，行人的心理上會越放松，從而行為也越大膽；另外隨著等待時間的增加，行人選擇推進穿越的心理越強烈。

1.3 行人過街人車沖突情況

正常情況下是在等綠燈亮了以后，且直行車輛完全通過以后，行人和非機動車成群過街[8]。實際調查中除了右轉車輛與行人的沖突意外，還出現以下幾種沖突情況：

（1）有行人越過人行橫道等待線，選擇伺機快速過街，由于人們有從眾心理，有第二個越過等待線的行人，人群便會不自覺的向前推進，當有行人迫使直行車輛減速停車后，人群便會在此時選擇通過，而車輛只能等到人流較少，出現可通行的間隙時，車輛便開始通行。

（2）當過街行人還沒有完全穿越街道，此時變為紅燈，行人的行為一般為三種，奔跑過街；不顧直行車輛，繼續勻速過街；駐足等待。

2 圍擋對人車沖突特性的影響

由分析可知，人車沖突主要為右轉車輛與非機動車及行人的沖突，因此選擇四個方向的右轉沖突點為研究對象，定義四個沖突點為O、P、M、N，其中P 位置沒有圍擋，O、M、N位置有圍擋，圍擋形式如圖1所示。在這四個沖突地點進行實地拍攝，采集人車沖突原始數據樣本，時間段為每天上午9: 00-10: 00，相同天氣條件下共計拍攝了10 d，原始視頻數據共計40 h，以此作為數據提取的基礎。對采集到的視頻利用圖像處理軟件提取沖突數據，最后利用統計軟件完成沖突數據的分析。

通過對視頻數據的分析，研究有圍擋條件下的沖突點O、M、N與沒有圍擋條件下的沖突點P進行分析。分別得到四個觀測點右轉車輛正常行駛狀態下通過道路交叉口的速度和過街時間數據各150組，受到行人和非機動車干擾后的數據各500組；潛在沖突點M在正常行駛狀態下的通過交叉口速度與過街時間150組，受到行人干擾后的數據300組。

表1 當量汽車換算系數

預調查發現，路口的機動車車型主要為公交車（大型客車）、中型客車、小汽車、小貨車、中型貨車。車輛換算系數按《城市道路交通規劃設計規范》（GB 50220-95）附錄A.02和A.02取值，如表1所示。

研究右轉車輛的過彎速度時，對四個右轉區域分別劃分入彎區域和整個過彎區域，應用視頻處理軟件對攝像視頻資料按幀顯示，觀測記錄每一輛車的入彎速度和平均過彎速度。

2.1 圍擋對車輛通過能力及人車沖突影響

首先對四個測量點的單位之間內的通過能力及人車沖突次數進行統計，具體統計數據如表2所示。P處設置專用右轉車道，且沒有圍擋；L處設置專用右轉相位，機動車出彎處有圍擋；M處設置專用右轉相位，機動車入彎處有圍擋；O處沒有設置專用右轉相位，機動車出彎入彎都有圍擋；可以看出通行能力大小排序為P>M>N>O，P處和M處都設置專用右轉相位，M處入彎處圍擋的存在降低了車輛的通過能力；N處通過能力小于M處通過能力，N處在機動車出彎位置設置圍擋，雖然右轉車輛的視線較好，但是在右轉區域由于沒有圍擋的存在，行人和非機動車等待區域分布散亂，占據了大部分右轉區域，降低了車輛通過能力，且中山路由東向西非機動車及行人與右轉車輛也會產生較大沖突，增加了右轉車輛與行人的沖突比例，此時的沖突比例達到最高，達到88.6%。O點處通過能力最小，沖突比例與P、M兩處基本一致，由于O位置沒有專用的右轉相位，大大降低了右轉車輛的通過能力，但是圍擋的存在并沒有增大人車沖突的比例，這是由于右側圍擋情況下，右轉車輛對由南向北和東西向行人有較好的視距，雖然由北向南行人有非常差的視距，但是由于由北向南行人較少，并且此處設置協警進行交通管制，減小了人車沖突的比例。通過分析表明，圍擋的存在降低了車輛的通過能力，但是圍擋的不同形式決定了人車沖突的比例。

表2 不同右轉車道通過能力及人車沖突情況

2.2 圍擋對右轉車輛行車速度影響

對所提取的車輛正常行駛狀態下通過道路交叉口的速度數據進行分析，分別計算右轉車輛無干擾情況下的入彎速度、無干擾情況下的平均過彎速度、有干擾情況下的入彎速度及有干擾情況下的平均速度。計算結果如表3所示。可以看出，無干擾情況下，O位置處的入彎速度和過彎速度都最小，其它位置的入彎速度和平均過彎速度相差不大；有干擾情況下，同樣是O位置處的入彎速度和過彎速度最小，入彎速度的大小為P>M>N>O，可以看出P和M位置的入彎速度相差不大，N位置由于圍擋的存在，導致非機動車等待區域較小，行人及非機動車較多采用推進穿越，因此人車沖突致使機動車入彎速度較慢。由于建設大街南側機動車等待區域較為靠南，P、M兩處有較大的非機動車穿越區，雖然兩處的機動車駕駛員的視線最好，但是較長的右轉區域使得人車沖突次數增加，降低了過彎速度，P、M、N處在有干擾情況下的過彎速度相差不大。

圖3為右轉車輛的平均過彎速度統計結果，可以看出，P、M、N三處的通過速度主要在5-10km/h區間內，比例在67%左右；O位置處通過速度在0-5km/h區間所占比例最大，達到46.2%，且通過速度在10-15km/h區間所占比例最小；M位置處，通過速度10-15km/h區間所占比例最大，占比28%，且0-5km/h區間所占比例最小。

表3 不同右轉車道過彎速度

通過以上分析表明，施工圍擋對交叉口右轉機動車量的通過能力影響很大，較高的圍擋影響駕駛員的視距，從而導致機動車的過彎速度降低，從而降低機動車通過能力，并且較大圍擋區域（如O位置）占據行車道位置，使得機動車道減少，無法設置專用右轉車道，從而降低右轉車輛的通過能力；人車沖突比例不僅僅受到圍擋的影響，機動車車道布置形式、非機動車等待區域等都會對人車沖突產生影響。

圖3 不同右轉區域車速分布

圖4 地鐵施工圍擋后交通仿真模型

3 仿真分析

3.1 仿真建模

利用Vissim交通仿真軟件進行建模分析，Vissim軟件主要應用于城市交通網絡（特別是交叉口）交通運行狀況仿真分析，能夠真實的反映和重現實際交通狀況，可以為交通方案的優化和評定提供依據。

道路條件如圖1所示，交通通過能力如表2所示，依據中山路-建設大街平面布局圖在Vissim軟件中建立圍擋后的仿真模型，輸入調查的交通流量數據，最后得到圍擋后的交通仿真模型，如圖4所示。

3.2 結果分析

對該路口不同圍擋形式下右轉車輛的交通狀況進行模擬仿真，得到該路段的仿真結果，如表4所示。

表4 仿真結果指標值

由分析結果可知，P位置處的車均延誤、排隊長度最大，而N位置處的延誤、排隊長度最小，這不僅是由于P位置的機動車通行量較大的原因，也是由右轉車道設置不同所導致的；O位置處的車均延誤及排隊長度處于較小水平，說明圍擋對車輛的延誤水平及排隊長度的影響不大。為了減少右轉車輛的延誤時間，在有能力的條件下應盡量設置為如N位置處的車道形式，即一個專用的右轉車道和一個右轉與直行共用車道的形式。

4 圍擋后人車沖突控制措施

城市道路中的圍擋施工會對大大降低機動車通行能力、增加人車沖突的復雜性，為了提高機動車通行能力、減少圍擋區域交叉口處的事故率、降低施工圍擋對城市交通的影響，有針對性的提出以下措施：

（1）直行停車線距離圍擋邊緣位置不宜過遠，最好超出圍擋邊緣一些，這樣可以提供行人與機動車司機更好的視距和更多的信息。

（2）根據圍擋形式合理設置行車道位置和紅綠燈形式。

（3）設置半通透圍擋。圍擋形式為上半部透明，下半部擋住。

（4）在交叉口安排人員進行交通管制及交通舒解。

（5）根據不同的圍擋情況，合理設置公交站牌位置，引導行人的過街方向。

（6）四是加大安全宣傳力度，在視距三角形區域設置醒目的安全警示標志，告誡司機師傅在經過該區域時要提高警惕，減速慢性，安全行駛。

針對不同的圍擋形式，對圍擋后的沖突點進行分析，在保證能夠滿足通行能力的條件下，可以選擇多種措施來保證城市道路交叉口能夠安全、有序的運行，減少交通事故。

5 結論

通過對石家莊地鐵1號線人民廣場站施工圍擋對人車沖突特性的調查研究，分析了圍擋對人車沖突及右轉車輛通行能力的影響，結果表明：

（1）圍擋的存在降低了車輛的通過能力, 但是圍擋并不一定會增大人車沖突的概率，圍擋位置、行車道設置、紅綠燈設置都會影響到人車沖突特性。

（2）不同圍擋形式以及沒有圍擋情況下，機動車過彎速度主要集中5-10km區間，占比超過50%；機動車入彎出彎都有圍擋為最不利情況，通過速度在0-5km/h區間所占比例最大，達到46.2%。

（3）右轉車道布置形式對車輛的延誤水平及排隊長度的影響較大，而圍擋形式的影響較小。

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Conflict Characteristics and Safety Control of Pedestrians and Vehicles under the Condition of Fenced Construction of Metro Stations

WU Jing-long HUANG Shou-gang LIU Bo-hang

(School of Traffic and Transportation of Shijiazhuang Tiedao University Shijiazhuang Hebei 050043)

Fenced construction of metro stations on streets has a significant influence on the traffic flow and the traffic safety of a city. Through the investigation into the fence during the fourth period of the construction at People's Square Station of Shijiazhuang Metro Line 1, this paper analyzes the characteristics of the conflicts between pedestrians and vehicles around the fence, having full-time videos at the possible conflict sites. Based on the traffic conflict technology theory, through monitoring the traffic capacity of the right-turning vehicles, the frequency of the conflicts between the pedestrians and the right-turning vehicles, and the speed change of the vehicles during the conflicts, the paper analyzes the influence the fenced construction has on the traffic capacity and the characteristics of the conflicts between pedestrians and vehicles, makes calculations with Vissim software on the traffic environmental indicators after the fence is built. At last, the pater summarizes the risk control measures towards pedestrian crossing the street, non-motor vehicles and vehicles.

fence street-occupying traffic capacity pedestrian-vehicle conflict risk control

A

1673-1816(2017)02-0001-07

2016-06-29

吳景龍（1977-），男，漢，山東菏澤人，講師，碩士，研究方向交通運輸工程。