基于無(wú)信號(hào)燈路口的不同年齡段行人過街行為視頻分析＊

陳旸，王璐

（安徽工業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 馬鞍山243032）

當(dāng)今社會(huì)，不論是在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都面臨著機(jī)動(dòng)車輛越來(lái)越多，交通壓力越來(lái)越大的問題，導(dǎo)致交通擁擠、道路堵塞等現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，其中路口人車穿行效率及安全問題尤其突出。本文針對(duì)城市無(wú)信號(hào)燈路口行人過街問題，通過視頻采集方式來(lái)研究過街交通主體——不同年齡段的行人在無(wú)信號(hào)燈路口時(shí)的過街行為特征，其中包含行人行進(jìn)速率、人車干擾區(qū)表現(xiàn)、行人臨車反應(yīng)等系列特征，并期望研究成果可以為交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、城市道路規(guī)劃、行人交通管理等提供一定的參考意見。

通常情況下，行人過街行為所受的影響要素非常復(fù)雜，例如年齡、性別、天氣、路況、文化程度、生活環(huán)境等。這些因素往往會(huì)使行人在過街時(shí)產(chǎn)生各種復(fù)雜舉動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車駕駛員無(wú)法準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而發(fā)生交通沖突。李平[1]的調(diào)查問卷顯示，過街行人中20歲以下行人占25.9%，21～30歲占比48.3%，兩者之和所占比例超過總數(shù)的70%，這反映了年輕行人是行人過街行為中的主體部分；另一方面過街行人中50歲以上老人所占比例為12.1%，基本和31～40歲行人比例持平。一般來(lái)說，車流量密集的地方會(huì)使大部分行人過街時(shí)比較慌張，近30%的過街行人緊張度較高，使得這部分行人在過街時(shí)一般會(huì)加速前進(jìn)；當(dāng)過街行人忽視了機(jī)動(dòng)車的部分行為，如車輛變速、車道變換以及車輛轉(zhuǎn)彎或者臨時(shí)靠邊停車等，在覺察到人車可能產(chǎn)生沖突時(shí)，則會(huì)表現(xiàn)出減速前進(jìn)或者后退再前進(jìn)的行為[2]；另一方面，認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)較小的行人占比30%，這部分過街行人通常擁有較多過街經(jīng)驗(yàn)，或者因年齡、性格等原因?qū)е缕浣煌ò踩庾R(shí)較弱，因此較易采取勻速過街方式。老年人多數(shù)較為謹(jǐn)慎，且交通設(shè)施服務(wù)水平還不夠完善[3]，因此大部分老年人過街時(shí)緊張度較高。

1 無(wú)信號(hào)燈路口行人過街行為調(diào)查方案

本次調(diào)查選取馬鞍山市區(qū)繁華路段，新亞百貨前一無(wú)信號(hào)人行道，采用拍攝方法，在人行道旁綠化帶中架設(shè)人字梯，將DV置于人字梯頂，并用盒子固定住拍攝視頻，每小時(shí)更換1次電池，視頻拍攝時(shí)間為每天10：00—18：00，共計(jì)拍攝5 d。

為便于后期處理視頻時(shí)提取數(shù)據(jù)，需在車道上標(biāo)出距離，以便看出車到干擾區(qū)的車頭距以及車的行駛速度等數(shù)據(jù)。先使用卷尺量出人行橫道長(zhǎng)為6 m，干擾區(qū)長(zhǎng)度為人行道左側(cè)的白線到人行道右側(cè)的長(zhǎng)度，為6.04 m。測(cè)得車道旁欄桿長(zhǎng)度為2.77 m，前4個(gè)欄桿每個(gè)欄桿平均貼2行膠帶，膠帶間距為1.385 m。之后每隔1個(gè)欄桿貼1行膠帶，膠帶間距為2.77 m。再之后每隔2個(gè)欄桿貼1行膠帶，膠帶間隔為5.54 m。拍攝截圖如圖1所示。

圖1 視頻采集截圖

采集回來(lái)視頻后，需要提取需要的數(shù)據(jù)。使用繪聲繪影X5視頻處理軟件處理拍攝回來(lái)的視頻，處理界面如圖2所示。其中，直接從視頻中讀得的數(shù)據(jù)有年齡段（中小學(xué)生、中青年、老人）、車輛類型（小轎車、公交車、貨車）等。好多數(shù)據(jù)直接從視頻中看不出來(lái)，要借助視頻處理軟件。繪聲繪影X5把1 s分為25幀。借助地上標(biāo)示的膠帶可數(shù)出來(lái)人到干擾區(qū)的車頭距，而人到干擾區(qū)時(shí)的車速需要看人到干擾區(qū)時(shí)前后幾十幀車子駛過的距離，然后用距離除以時(shí)間。用同樣的方法可以讀取出行人等待時(shí)間、行人通過人行道所用的時(shí)間及速度、車子通過干擾區(qū)所用的時(shí)間及速度等。另外，由于數(shù)據(jù)過多，將時(shí)間、速度等都精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

圖2 視頻處理操作界面

2 調(diào)查結(jié)果

行人年齡段分布頻率如圖3所示。車輛類型分布頻率如圖4所示。行人干擾區(qū)表現(xiàn)分布頻率如圖5所示。車輛行為分布頻率如圖6所示。

圖3 行人年齡段分布頻率

圖4 車輛類型分布頻率

圖5 行人干擾區(qū)表現(xiàn)分布頻率

圖6 車輛行為分布頻率

行人年齡段與其干擾區(qū)表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)如表1所示，從表中可看出，中小學(xué)生通過人行道時(shí)加速的比例最大，這是因?yàn)橹行W(xué)生還屬于兒童，生理和心理都還未發(fā)育完全，相對(duì)缺乏認(rèn)知判斷能力，缺乏理性，行為更具隨意性。且由于身高局限，相對(duì)于成人而言兒童視距較近，導(dǎo)致其對(duì)路況的觀察更有限，探測(cè)視野內(nèi)所獲得的有效目標(biāo)更少。無(wú)法獲取完整的交通狀況信息，提升兒童判斷路況的難度，導(dǎo)致兒童過街行為更具危險(xiǎn)性。

由表1可以看出中青年勻速通過人行道的比例最大，近乎一半。這是因?yàn)橹星嗄晷腥说纳眢w各項(xiàng)機(jī)能都處于巔峰期，且過街經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)變故能及時(shí)作出反應(yīng)[4]，因而中青年過街時(shí)較為自信，即使離車較近也能從容勻速過街。老人過街時(shí)減速比例相對(duì)其余2個(gè)年齡段較高，加速比例則最低。這是因?yàn)槔夏晷腥擞捎谀挲g原因，身體狀態(tài)逐步下降，臨車反應(yīng)、過街移速也日漸衰退，安全過街難度增加，導(dǎo)致車輛來(lái)臨時(shí)通常選擇減速避讓，且老人多數(shù)行為謹(jǐn)慎，警惕性較高，車輛到來(lái)時(shí)其不會(huì)貿(mào)然選擇加速前進(jìn)，另外觀察視頻發(fā)現(xiàn)老人過街時(shí)攜帶伴侶或孩童，在車輛來(lái)臨時(shí)選擇避讓的可能性進(jìn)一步提高。

表1 行人年齡段與干擾區(qū)表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)

行人年齡段與車輛行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)如表2所示。從表中可明顯看出，面對(duì)兒童時(shí)，車輛減速行駛所占比例是3個(gè)年齡段中占比最大的，而老人是占比最小的，甚至連一半都沒達(dá)到。因?yàn)閮和^馬路的經(jīng)驗(yàn)較少，對(duì)危險(xiǎn)的警覺性不夠高，這些因素導(dǎo)致其過街行為具有不確定性，車輛駛來(lái)時(shí)不能做出正確的反應(yīng)，而駕駛員為了更好地應(yīng)對(duì)這種不確定性，多會(huì)采取減速措施來(lái)控制人車距離進(jìn)而避免產(chǎn)生人車碰撞等危險(xiǎn)后果。老年行人由于年齡較大，身體機(jī)能相對(duì)于年輕人較弱，在無(wú)法一次性安全過街時(shí)他們往往會(huì)選擇等待，導(dǎo)致老人過街平均速度較慢，另外老人的視力、聽力相較于年輕人也更弱，這也使得老人在過馬路時(shí)需要花費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)判斷路況的安全性，從側(cè)面也降低了老人過馬路的速度。這些因素導(dǎo)致駕駛員在面對(duì)老人過街時(shí)會(huì)因?yàn)槔先酥鲃?dòng)避讓而獲得一個(gè)較為安全的過街路況，所以近半駕駛員會(huì)勻速行駛，而采取減速行駛的占比在3個(gè)年齡段中最小。中青年行人相較于其他2個(gè)年齡段的行人，由于其身體機(jī)能多處于巔峰期，反應(yīng)能力較好，且交通經(jīng)驗(yàn)充足，因此車輛駕駛員雖然也是以減速行駛為最大占比，但相較于兒童而言則較少一些。

表2 行人年齡段與車輛行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)

車輛類型與行人干擾區(qū)行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系如表3所示，車輛類型與車輛行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系如表4所示。由表3和表4可以看出，無(wú)論面對(duì)何種類型的車輛，行人干擾區(qū)的表現(xiàn)都以加速前進(jìn)和勻速前進(jìn)為主，二者合計(jì)達(dá)到了83.4%，車輛以減速行駛為主，達(dá)到了56.5%。說明在人車過街交通行為中，多數(shù)都是行人一方處于優(yōu)勢(shì)地位，這是因?yàn)橹袊?guó)相關(guān)交通法規(guī)立法時(shí)都以行人為主體，且大力開展禮讓斑馬線、車讓人等宣傳活動(dòng)，使得廣大市民都樹立了在交通行為中行人優(yōu)先的思維模式，在遇到車輛駛來(lái)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生對(duì)方會(huì)避讓自己的心理從而不采取減速措施。

表3 車輛類型與行人干擾區(qū)行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)

表4 車輛類型與車輛行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)

3 小結(jié)

本文針對(duì)不同年齡段下的行人過街行為進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增加行人加速過街的概率也會(huì)下降，可以看作是交通經(jīng)驗(yàn)的增加或者交通知識(shí)儲(chǔ)備的提升，因而加強(qiáng)交通安全的宣傳推廣對(duì)行人安全過街是有效果的；由于兒童缺乏對(duì)危險(xiǎn)車速的足夠認(rèn)知，且視野等方面不如成人，所以對(duì)于兒童較多的學(xué)校區(qū)域附近的路口，應(yīng)盡量安排交警管理交通秩序或者多安放醒目標(biāo)語(yǔ)來(lái)提醒司機(jī)以及過街兒童，或放置減速帶等安全措施；老人過街時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多減速通過的情形，因此對(duì)于老人過街較多的路口可酌情增加行人綠燈通行時(shí)間。本文研究結(jié)果對(duì)于行人過街設(shè)施的規(guī)劃、整合、設(shè)計(jì)與修建以及對(duì)城市交通的有效管理具有一定的參考價(jià)值。