不同交通監(jiān)控設(shè)施對(duì)車輛闖紅燈行為的影響研究＊

裴玉龍 趙紫琴 平永青

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院 哈爾濱 150090）

0 引 言

由于城市交叉口處存在著潛在的交通事故沖突點(diǎn)，導(dǎo)致了城市交叉口成為城市交通事故發(fā)生率較高的地點(diǎn)［1］．美國研究發(fā)現(xiàn)，車輛在信號(hào)交叉口高速行駛經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致車輛在黃燈期間（甚至是在紅燈期間違法）通過交叉口．雖然在過去的研究中顯示，信號(hào)交叉口交通事故與車輛闖紅燈違法行為的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，但一直以來闖紅燈違法行為都被認(rèn)為是導(dǎo)致車輛在信號(hào)交叉口發(fā)生高速碰撞的重要原因．因此，如何減少交叉口車輛闖紅燈違法行為成為了交通執(zhí)法人員和交通工程師減少交叉口交通事故發(fā)生概率的一個(gè)目標(biāo)．

Richard，Thompson 等［2－3］指 出 加 大 交 叉 口的執(zhí)法力度——安裝電子執(zhí)法，并做有效的宣傳后，電子執(zhí)法能夠有效的減少交叉口處40%～50%的車輛闖紅燈違法行為．有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)某些車輛在通過交叉口時(shí)會(huì)面臨“黃燈困境區(qū)”，即在一些不同速度以及距離的組合下，車輛既不能在綠燈結(jié)束前通過交叉口，又不能舒適地在停車線內(nèi)停車［4］．為了減少“黃燈困境”的出現(xiàn)，學(xué)者提出了在交叉口安裝交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器，后續(xù)國外有研究發(fā)現(xiàn)交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器給駕駛員提供信號(hào)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確時(shí)間，駕駛員可以做出更加準(zhǔn)確、適應(yīng)信號(hào)變化的決策［5］，因此安裝交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器能有效的減少車輛的闖紅燈違法率．

從國外的研究中可以看出，在交叉口處安裝電子執(zhí)法或交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器都會(huì)對(duì)駕駛員的闖紅燈違法行為造成一定的影響，使交叉口的闖紅燈違法率降低．如今，國內(nèi)很多城市信號(hào)交叉口中都已安裝電子執(zhí)法或交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器，但國內(nèi)外交通差異較大，因此這2種設(shè)施安裝后會(huì)給我國交叉口車輛的闖紅燈違法行為帶來什么樣的影響是一個(gè)值得研究的問題．

1 電子執(zhí)法、交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法行為影響的定性分析

車輛接近信號(hào)交叉口時(shí)，駕駛員將根據(jù)接收到的交通信息（車輛的運(yùn)行速度、車輛距停車線的距離、交通信號(hào)的燈色等）去判斷選擇是勻速行駛通過交叉口、加速行駛通過交叉口還是減速停車等措施．在信號(hào)轉(zhuǎn)換階段，駕駛員的決策將直接影響車輛通過交叉口時(shí)是否違法闖紅燈．駕駛員的決策過程可以用簡單的感知－判斷－行動(dòng)模型來反應(yīng)，當(dāng)交叉口有電子執(zhí)法或交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器，駕駛員的信息處理過程見圖1．定性的分析，電子執(zhí)法會(huì)影響到駕駛員接收的交叉口執(zhí)法信息；交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器會(huì)影響到駕駛員接收的交叉口控制信息，這兩種設(shè)備單獨(dú)設(shè)置在交叉口中或者同時(shí)設(shè)置在交叉口中，可能會(huì)對(duì)交叉口車輛的闖紅燈違法行為帶來不一樣的影響．

圖1 駕駛員信息處理過程圖

2 電子執(zhí)法、交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法行為影響定量分析的調(diào)查方案

為了研究電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法行為的影響，本文通過對(duì)哈爾濱市4個(gè)不同交通監(jiān)控設(shè)施的交叉口進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，調(diào)查方案安排如下．

2．1 調(diào)查地點(diǎn)的選擇

Arup［6］在研究電子執(zhí)法對(duì)交叉口車輛闖紅燈違法行為影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在同一區(qū)域中有電子執(zhí)法交叉口的車倆闖紅燈違法率減少與沒有電子執(zhí)法設(shè)施交叉口的交通違法頻率減少幾乎一樣，這是由于電子執(zhí)法威懾作用的光暈效應(yīng)造成的．為了減少電子執(zhí)法威懾作用光暈效應(yīng)的影響，本文選擇的無電子執(zhí)法交叉口均遠(yuǎn)離電子執(zhí)法區(qū)域．調(diào)查時(shí)選擇的4個(gè)信號(hào)交叉口在下文的研究中分別用代號(hào)交叉口1，2，3，4來代替，各個(gè)交叉口設(shè)施的情況見表1．

表1 研究的4個(gè)交叉口設(shè)施的安裝情況表

2．2 調(diào)查時(shí)間的選擇

不良天氣狀況、節(jié)假日、城市重大活動(dòng)等都會(huì)對(duì)城市交通流的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響．避免上述不良情況對(duì)調(diào)查的影響，本研究選擇在2010年10月20日（周三，晴天，沒有霧，能見度較好）08：00～18：00連續(xù)10h內(nèi)進(jìn)行．

2．3 調(diào)查方法的選擇

車輛闖紅燈違法率的統(tǒng)計(jì)需要有進(jìn)口道的交通量以及闖紅燈違法車輛數(shù)，調(diào)查量較大，因此本研究選用了錄像法對(duì)交叉口的車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集．在調(diào)查中，每個(gè)進(jìn)口道架設(shè)1臺(tái)攝像機(jī)，攝像機(jī)架設(shè)時(shí)都必須保證能夠看清信號(hào)交叉口的信號(hào)燈色的轉(zhuǎn)換情況（交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的數(shù)字）以及該進(jìn)口道車輛的運(yùn)行情況．

3 電子執(zhí)法、交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法行為影響定量分析的結(jié)果

3．1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)車輛闖紅燈違法行為與交叉口信號(hào)運(yùn)行情況的特點(diǎn)，可以將交叉口中車輛的闖紅燈違法行為分為兩大類，分別是綠燈末期的車輛闖紅燈違法行為以及綠燈初期的車輛闖紅燈違法行為．綠燈末期的車輛闖紅燈違法行為發(fā)生在本相位綠燈結(jié)束—紅燈啟亮的轉(zhuǎn)換階段；綠燈初期的車輛闖紅燈違法行為發(fā)生在本相位紅燈結(jié)束—綠燈啟亮的轉(zhuǎn)換階段．

每個(gè)交叉口車輛闖紅燈違法率為各個(gè)進(jìn)口道闖紅燈違法率的平均值．通過人工統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)4個(gè)交叉口的調(diào)查視頻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到4個(gè)交叉口綠燈末期與綠燈初期車輛的闖紅燈違法率見圖2及圖3．

圖2 綠燈初期4個(gè)交叉口車輛闖紅燈違法率統(tǒng)計(jì)圖

圖3 綠燈末期4個(gè)交叉口車輛闖紅燈違法率統(tǒng)計(jì)圖

3．2 電子執(zhí)法對(duì)交叉口車輛闖紅燈違法行為影響的定量分析

橫向比較有無電子執(zhí)法交叉口車輛的闖紅燈違法行為，可以間接得出電子執(zhí)法對(duì)交叉口車輛闖紅燈違法行為的影響效果，在本文中的對(duì)比研究對(duì)象為交叉口1與交叉口3．

在橫向比較的分析過程中，如果單純利用兩交叉口車輛闖紅燈違法率的變化大小去判斷電子執(zhí)法對(duì)車輛闖紅燈違法行為的影響，會(huì)有一定的片面性．這是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)采集的過程中，由于樣本數(shù)量有限、統(tǒng)計(jì)誤差等因素的存在，將導(dǎo)致各個(gè)交叉口闖紅燈違法率產(chǎn)生一定的波動(dòng)和誤差．因此，在分析的過程中，為了更加準(zhǔn)確的判斷電子執(zhí)法的安裝對(duì)車輛的闖紅燈違法行為是否有顯著的影響，本文采用Mann－Whitney Test檢驗(yàn)對(duì)2個(gè)交叉口闖紅燈違法率進(jìn)行顯著性判斷．Mann－Whitney Test檢驗(yàn)可以分析2個(gè)獨(dú)立樣本在一定顯著性水平下是否有顯著的差異，在調(diào)查中每個(gè)交叉口的闖紅燈違法率都互不影響，因此，可以采用此方法進(jìn)行檢驗(yàn)．

交叉口1與交叉口3闖紅燈違法率橫向?qū)Ρ确治龅慕Y(jié)果見表2．

表2 電子執(zhí)法對(duì)車輛闖紅燈違法率影響分析表

從上表的分析中可以看出：綠燈末期，有電子執(zhí)法交叉口車輛的闖紅燈違法率比沒有電子執(zhí)法的降低了14．8%；綠燈初期，有電子執(zhí)法交叉口車輛的闖紅燈違法率比沒有電子執(zhí)法的降低了30．0%；并且這兩組樣本的 MW檢驗(yàn)都是顯著的．可見電子執(zhí)法對(duì)綠燈末期以及綠燈初期車輛的闖紅燈違法行為都有顯著的影響，電子執(zhí)法能夠降低綠燈初期以及綠燈末期的闖紅燈違法率．

為了更好的了解電子執(zhí)法對(duì)車輛闖紅燈違法行為的影響，本文對(duì)交叉口駕駛員的行為選擇意向進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表3．意向調(diào)查結(jié)果顯示：有電子執(zhí)法交叉口駕駛員選擇停車的比例為82．5%，比沒有電子執(zhí)法的交叉口增加了41．3%．并且大部分駕駛員都表示鑒于電子執(zhí)法的處罰，在這些交叉口處駕駛會(huì)更加的謹(jǐn)慎，在綠燈初期會(huì)選擇在綠燈啟亮后再發(fā)動(dòng)車輛進(jìn)入交叉口．

表3 綠燈末期駕駛員行為意向選擇調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

從上述的分析中發(fā)現(xiàn)由于電子執(zhí)法的威懾作用，電子執(zhí)法對(duì)綠燈末期以及綠燈初期車輛的闖紅燈違法行為都有顯著的影響，電子執(zhí)法能使綠燈末期車輛闖紅燈違法率降低約15%，電子執(zhí)法能使綠燈初期車輛闖紅燈違法率降低約30%．

3．3 交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈行為影響的定量分析

橫向比較有、無交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口車輛的闖紅燈違法行為，可以間接得出交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)交叉口車輛闖紅燈違法行為的影響效果，本文中的對(duì)比研究對(duì)象為交叉口1與交叉口2．

交叉口1與交叉口2闖紅燈違法率橫向?qū)Ρ确治龅慕Y(jié)果見表4．

表4 交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法率影響分析表

從表4的分析中可以看出：綠燈末期，有交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口車輛的闖紅燈違法率比沒有的交叉口增加了2．4%，但這2個(gè)樣本的MW檢驗(yàn)是不顯著的．可見交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)綠燈末期車輛的闖紅燈違法行為沒有顯著的影響．

本文調(diào)查的2個(gè)交叉口交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的安裝時(shí)間都超過了4a，駕駛員適應(yīng)了交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的運(yùn)行后，交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)車輛闖紅燈違法行為沒有顯著的影響．而根據(jù)Lum ＆Halim［7］的研究（見表5），安裝交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器1．5個(gè)月后，闖紅燈違法率減少了72．0%，但是7．5個(gè)月后，大部分駕駛員適應(yīng)了交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的運(yùn)行，闖紅燈違法率又恢復(fù)到了沒安裝前的水平．

表5 交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器安裝前后綠燈末期車輛的闖紅燈違法數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

另外，從表4的分析中可以看出：綠燈初期，有交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口的車輛闖紅燈違法率比沒有的交叉口增加了151．2%；并且這兩個(gè)樣本的MW檢驗(yàn)都是顯著的．可見，安裝信號(hào)倒計(jì)時(shí)會(huì)對(duì)交叉口綠燈初期的闖紅燈違法行為有顯著影響，導(dǎo)致綠燈初期車輛的闖紅燈違法率大大增加了．這是由于安裝信號(hào)倒計(jì)時(shí)后，駕駛員能夠預(yù)知綠燈啟亮的準(zhǔn)確時(shí)間而提前啟動(dòng)車輛進(jìn)入交叉口導(dǎo)致的．駕駛員的這種行為容易導(dǎo)致交叉口直角碰撞交通事故的發(fā)生，不利于交叉口的交通安全．

綜上，交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器安裝較長時(shí)間后，駕駛員適應(yīng)了其運(yùn)行規(guī)律，交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)綠燈末期車輛的闖紅燈違法行為沒有顯著的影響；安裝信號(hào)倒計(jì)時(shí)會(huì)對(duì)交叉口綠燈初期的闖紅燈違法行為有顯著影響，導(dǎo)致綠燈初期車輛的闖紅燈違法率增加了約150%．

3．4 電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器同時(shí)安裝對(duì)車輛闖紅燈行為影響的定量分析

橫向比較有無電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口車輛的闖紅燈違法行為，可以間接得出電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器同時(shí)安裝對(duì)交叉口車輛闖紅燈違法行為的影響效果，在本文中的對(duì)比研究對(duì)象為交叉口1與交叉口4．交叉口1與交叉口4闖紅燈違法率橫向?qū)Ρ确治龅慕Y(jié)果見表6．

由表6可見：綠燈末期，有電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口車輛的闖紅燈違法率比沒有的交叉口降低了17．6%；綠燈初期，有電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器交叉口車輛的闖紅燈違法率比沒有的交叉口降低了30．4%；并且這2組樣本的MW檢驗(yàn)都是顯著的．可見電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的共同作用下，對(duì)綠燈末期以及綠燈初期的車輛闖紅燈違法行為都有顯著的影響，能夠降低綠燈初期以及綠燈末期的闖紅燈違法率．

表6 電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器同時(shí)安裝對(duì)車輛闖紅燈違法率影響分析表

為了得出安裝電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器的不同組合方式對(duì)交叉口處車輛的闖紅燈違法行為的影響，本文利用了SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中多個(gè)獨(dú)立樣本MW顯著性分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果見表7．在顯著性水平α＝0．05的情況下，綠燈末期、綠燈初期4個(gè)交叉口車輛的闖紅燈違法率都存在顯著的差異，并且交叉口4綠燈末期以及綠燈初期車輛的闖紅燈違法率都是最低的．因此建議同時(shí)安裝電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器以降低綠燈末期與綠燈初期的駕駛員闖紅燈違法率．

表7 電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器同時(shí)安裝對(duì)車輛闖紅燈違法率影響分析表

4 結(jié) 論

1）由于電子執(zhí)法的威懾作用，電子執(zhí)法對(duì)綠燈末期以及綠燈初期車輛的闖紅燈違法行為有顯著的影響，電子執(zhí)法能使綠燈末期及綠燈初期車輛的闖紅燈違法率降低約15%以及約30%．

2）交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器安裝較長時(shí)間后，駕駛員適應(yīng)了其運(yùn)行規(guī)律，交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器對(duì)綠燈末期車輛的闖紅燈違法行為沒有顯著的影響．

3）安裝信號(hào)倒計(jì)時(shí)會(huì)對(duì)交叉口綠燈初期的闖紅燈違法行為有顯著影響，導(dǎo)致綠燈初期車輛的闖紅燈違法率增加了約150%，不利于交叉口的交通安全．

4）在電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器這兩種設(shè)施的設(shè)置組合方式中，同時(shí)安裝電子執(zhí)法與交通信號(hào)倒計(jì)時(shí)器最有利于減少綠燈末期車輛的闖紅燈違法行為．

［1］MICHAEL P G，LEEMING F C，DWYER W O．Headway on urban streets：observational data and an intervention to decrease tailgating［J］．Transportation Research Part F，2000，3（2）：55－64．

［2］RICHARD A，SUSAN A R．Effects of red light cameras on violations and crashes：a review of the International Literature［J］．Traffic Injury Prevention，2003，4：17－23．

［3］THOMPSON S J，STEEL J D，GALLEAR D．Putting red－light violations in the picture［J］．Traffic Eng．Control，1989，30：122－125．

［4］LIU Chiu，HERMAN R．A review of the yellow interval dilemma［J］．Transportation Research Part A，1996（5）：333－348．

［5］Kasetsart University．The development，the administration and the management of Intelligent transportation system：a review report［R］．For the Office of Traffic and Transport Planning and Policy，Bangkok，Thailand，2004：77－83．

［6］Arup．Red light camera evaluation study implementation in brisbane［R］．Arup Transportation Planning for Queensland Transport，Melbourne，Australia，1992，Report No．6221．

［7］LUM K M，HALIM H．A before－and－after study on green signal countdown device installation ［J］．Transportation Research Part F，2006，9（1）：29－41．