城市人行過街設施的設置研究

呂紀偉

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司)

1 人行過街設施的種類及其特點

1.1 人行橫道

人行橫道是防止行人亂穿道路而在車行道上以標線形式指定為行人過街的地方。人行橫道標線的形式有兩種:條紋式(或稱斑馬線)人行橫道和平行式人行橫道線。條紋式人行橫道線由條紋實線組成,設在未設人行信號燈的路口或路段;平行式人行橫道由兩條平行實線組成,設在設有人行信號燈的路口。條紋式人行橫道線,行人有先行權,而在平行式人行橫道線上,行人通行權由信號燈來決定。目前很多城市不少路段采用的平行線人行橫道線由于不醒目往往導致汽車司機措手不及,車開到橫道線邊上才知道前面是條橫道線。應根據實際情況,將平行線改為“斑馬線”就可改變不醒目狀況。

1.2 過街天橋

過街天橋,指橫跨馬路的空中過道,在主要街道的路面上,為使往返車輛暢通無阻而架設橫跨馬路的過街天橋以代替人行橫道,過街天橋的兩端均有上下天橋的階梯和坡道。天橋的設計多種多樣,其平面形式有一字形、環形、曲線形等。采用何種形態需因地制宜,但不論何種形態,都應以有利于人流的引導與集疏為原則,都需結合具體條件綜合考慮。

1.3 地下通道

地下通道,指橫穿道路的地下通道,地下通道的作用和過街天橋一樣,只是修建在地下的橫穿馬路的通道,地下通道兩端也有下上通道的階梯和坡道。

表1 過街天橋和地下通道形式對比

研究表明,行人比較愿意選擇的過街設施是天橋,其次是人行橫道和地下通道。在安全的前提下,三種過街設施的結構特點決定了這一選擇偏好,雖然行人違章的主要原因不是過街設施,但是過街設施的設置所決定的繞行距離、等待時間等因素對行人過街的地點有較大影響,合理的設置過街設施可以引導行人過街行為,提高行人遵規守紀意識,保障行人的安全。

2 人行過街設施的設置原則

(1)修建人行過街設施要便于交通管理;

(2)人行過街設施的選址要與環境特征相協調;

(3)人行過街設施的設置要考慮經濟性;

(4)人行過街設施的設置不影響道路功能的發揮;

(5)人行過街設施的設置能夠合理利用道路資源。

3 設置人行過街設施應注意的問題

人行過街設施的設置是需要與能力相適應的結果。

3.1 設置位置的選擇

人行過街設施中的人行天橋和地道,一般都為永久性或半永久性設施,造價較高,如果選址不當,使用頻率過低,會造成資金浪費,所以設置位置的選擇需十分謹慎。人行過街設施所要解決的是密集的過街人流與道路車流之間的沖突問題,因此,其設置位置應選擇在人流與車流均較為密集的地點,以充分發揮其疏導人流、車流,減少以至消滅沖突點的作用。

3.2 設置形式的選擇

設置人行過街設施的目的是為了解決人車沖突的問題。解決行人過街問題盡量通過人行橫道方式解決,其投資省、行人過街繞行距離短,但行人在過街時間上不連續。對車速要求高的快速路、交通性干道在交通流量大、行人過街需求集中、人車矛盾突出的地點,才考慮設置過街天橋和地下通道設施。過街天橋和地下通道比人行橫道方式最明顯的優點是機動車和行人徹底分離,能夠保障行人的交通安全和交通連續性;不足之處是投資大、行人過街繞行距離大、擴大了道路信號燈間距、不易實行道路信號燈綠波協調控制;并且過街天橋由于受條件所限,其入口往往直接設置于人行道上,擠占了便道,縮小了地面人行通道斷面,阻礙地面交通的通行能力,并且橋面跨過道路上空,若設計不當,必然影響城市道路及空間環境,因此,設置時應多方面綜合考慮。

3.3 設置配套設施問題

在設置人行設施的同時,應根據需要采取配套措施,如人行橫道,配以安全島設施,以方便行人二次過街,設置信號燈,提高行人過街的安全性和方便性。在設置人行天橋或地道的同時,配以相應的路旁隔柵,使行人無法從平面橫穿馬路,根據需求還可設置升降設施,提高行人的出行效率。另外,為了實現城市交通的無障礙化,根據《城市道路和建筑物無障礙設計規范》的要求,應特別重視無障礙設施的配套設計,如盲道、路邊緣石坡道、與信號燈同步的過街音響信號、人行天橋或地下通道的坡道等設施的設置。

居民出行原則上依據最短出行時間和出行安全性,為了提高人行過街設施的使用效率,可適當考慮使用強制性配套設施。

3.4 人行過街設施設置間隔

城市中心商業區由于人流量較大,道路兩側交流頻繁,行人的過街需求較大。因此行人過街設施的設置間距要相對較小;而城市一般地區由于人流量相對較小,過街需求不大,因此行人過街設施的設置間距可以相對較大。城市中心商業區的行人過街設施間距通常小于城市一般地區的行人過街設施間距。機動車車流量和機動車車道數也是影響行人過街設施間距的重要因素。在其他條件不變的情況下,若機動車的流量減小,則行人過街設施的間距可以相應縮小;若機動車的流量增大,則行人過街設施的間距也應該相應增大。在其他條件不變的情況下,若機動車道的車道數增加,同一道路斷面同時到達的車輛增多,則行人過街設施的間距也應該相應增大。

一般人心里所能承受的最大繞行距離為 5min的行程,約 500m左右,超過此距離行人就會產生隨便橫穿道路的行為。道路建設有其特殊性,不僅要考慮人們長期以來養成的行走習慣和周圍居民生活點及單位的分布,還應考慮該處的交通流量。總之,因地制宜,單純用某一數值來控制間距,人行過街設施就失去了實在意義。

表2 行人可接受的繞行距離統計表

4 設置人行立體過街設施的依據

4.1 行人過街速度特征分析

行人過街的速度,是研究行人過街交通的一個重要參數,也是評價行人過街設施服務功能的一項重要指標,能綜合地反映這些過街設施服務水平的狀況。

不同過街條件下行人過街速度不同。在設置過街天橋和地下通道的條件下,行人不受車流干擾,行人在過街過程中明顯感覺到人身安全得到保障,心理緊張情緒明顯緩解,過街速度較平常步行速度沒有明顯變化,由于距離的加長,增加了過街繞行時間;在只有人行橫道的條件下,若有信號控制,行人過街過程中,受車輛干擾較小(有轉向車流干擾)且受過街的綠燈時間限制,行人過街速度較快;若沒有信號控制,行人與機動車在過街時刻沒有安全保障,行人為保護自己自然加快步伐。

平面行人過街的推薦設計速度在0.83～1.30m/s之間,對于要求精度不是十分精確的情況下,可取 1.2m/s作為通用的行人過街設計速度。

4.2 設置過街設施理論分析和計算

城市道路的支路,因路窄,車流量小,對行人過街的方便性和安全性不構成問題。因此,研究人行過街設施設置,主要是針對主干道和次干道的城市道路。

4.2.1 行人過街有信號燈設施

(1)行人等待過街時間條件。

在有過街信號設施條件下,行人最大等待時間是指一個信號周期內,行人等待人行過街綠燈啟亮所需的最長時間,它等于信號周期時間與人行綠燈顯示時間的差值:

式中:Tw為行人最大等待時間,s;Tu為交叉口信號周期時間,s;Tg為人行綠燈時間,s。

行人可接受等待過街時間ta是指對行人交通流可控性的一種描述,若行人最大等待時間小于行人可接受等待過街時間極限值,即 Tw＜ta時認為基本能夠按照信號等色通行,行人交通流的可控性較好,反之,行人交通流的可控性較差,強行穿越機動車流的比例較高。

(2)通過能力條件。

假設配有行人過街信號燈的交叉口間隔為r,確定行人源的范圍,統計出一個信號周期內行人在此處過街的流量Q1,行人過街時間由下式確定:式中:Td為個信號周期內行人在此處過街所需的時間,s;Q1為一個信號周期內行人在此處過街的流量(人);N1為行人過街設施的通過能力(人/h)。

在當前信號燈設施已為最佳的條件下,如果 Td〉Tw,說明平面行人過街設施已無法滿足整個系統內交通需求,建議修建人行立體過街設施。

4.2.2 行人過街無信號燈設施

(1)行人等待過街時間條件。

根據行人過街延誤的分析理論,在無過街信號設施條件下,假設機動車流是連續流,車輛到達的車頭時距分布符合負指數分布。行人過街采用二次過街方法,即行人先在一側等候有機會穿行到機動車道中間,然后再從對向車流中尋找空檔穿過。首先是應用下列公式確定行人過街時間,即:

式中:T為行人可接受穿越空檔,s;W為機動車道寬度,m;V為行人的步行過街速度,(m/s);T1為車輛通過后,行人穿行前的觀察和反應時間,s;T2為行人過街后距下一輛車到達的安全間隔時間,s。

在式(1)中,取行人步速為 1.2m/s,T1、T2分別為1.5s。

根據行人穿越道路的車流量,計算在行人穿越空檔時間,一個小時內車流能給行人提供多少個可穿越空檔,從而計算出準備過街的行人的平均等待時間,并把這個時間與行人等待過街心理能接受的極限時間相比,如果實際平均等待時間大于心理能接受的極限等待時間,則意味著此處應該設置過街設施,否則,行人可利用車流的間隙自由地穿越街道。在此,根據有關研究結果,把行人等待過街心理能接受的極限時間取為ta=40s。

(2)一些關鍵位置設置過街設施理論分析和計算。

從行人過街的過程來看,行人一般利用最近的過街設施過街。先假設行人過街設施的間隔S,就可確定行人源的范圍,統計出行人在此設施處過街的流量 Qp。則行人所需最小通行時間為

式中:Tp為行人每小時所需最小通行時間,s;Np為1m寬過街設施的通行能力,(人/h·m);W為過街設施的寬度,m。

根據道路機動車流量Qv和路段通行能力 Na,可以求出車輛的每小時最小通行時間:

式中:Tv為車輛的每小時最小通行時間,s;Qv為道路實際車輛流量(輛/h);Na為不考慮行人過街設施影響的路段通行能力(輛/h)。

如果Tp+Tv＞3600s,說明平面行人過街設施已無法滿足整個系統內交通需求,建議修建人行立體過街設施。

5 結 語

解決城市交通問題的重要手段是“渠化”,使人流、機動車流、非機動車流各行其道。形成科學、合理、有效的人行交通設施系統,并與機動車、非機動車交通系統相協調,才能為行人提供更好的通行環境,發揮人行交通設施系統的整體效能。

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