信號交叉口行人違章特性分析及對策研究

王新建

摘 要：行人違章過街是信號交叉口處典型的人車沖突現象，這會直接導致交通運行效率低下、交通秩序惡化、交通堵塞、發生事故等，為道路交通系統組織管理及出行安全帶來了挑戰。因此，有必要對行人過街的機理進行研究，并基于行人違章特性有針對性地提出交通安全提升策略，以此來減少行人違章穿越行為發生的概率，降低道路交叉口事故發生率，能夠保證行人過街的安全順暢。

關鍵詞：信號交叉口;行人違章行為;影響因素;Logistic模型;提升對策

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A

0 引言

當前隨著人口數量的不斷增長，交通運行以及秩序的管控難度也逐步加大，尤其是在信號交叉口行人違章的現象屢見不鮮，大大影響到了交通的安全。所以科學分析信號交叉口行人違章特性并采取針對性的應對策略有著非常積極的現實意義。

1 信號交叉口行人違章行為理論研究

1.1 行人違章過街表現形式

根據行人違章過街穿越表現形式可將行人違章行為分為時間層面違章和空間層面違章。時間層面違章是指行人不遵守道路交通法律法規，不按照行人信號燈的指示通過馬路;空間層面違章是指行人不依照道路交通法律法規，不使用平面過街橫道、天橋和地下通道等規定的行人過街穿越設施。

1.2 行人違章行為過程分析

通常情況下，行人通過信號交叉口過街穿越的主要過程包括以下主要步驟：行人到達過街地點→評估交叉口過街條件→開始過街穿越。

（1） 行人直接過街穿越的情況，即到達十字路口時，行人信號燈是綠色的交通指示信息，行人有直接通過馬路的道路。

（2） 行人等待過街穿越的情況，即到達十字路口時，行人信號燈為紅色禁行指示信息，行人不具有通行權，繼續等待通行權過街穿越。

（3） 行人違反交通規則過街穿越的情況，即到達十字路口時，行人信號燈為紅色禁行指示信息，行人不具有通行權，行人采取與交叉口機動車爭搶通行權的方式過街穿越。

2 信號交叉口行人違章行為建模分析

2.1 因子分析

因子分析法，主要通過研究多變量之間的相互關系，建立一組相互關聯的相對有意義的變量作為同一類變量，不同類型的變量更加獨立，同時盡可能不失用較少的一般變量或綜合指標代替一個以上的初始變量或基準。因子分析模型下式所示。

（2.1）

（2.2）

式中：——原始變量，經過標準化處理得到的行人過街穿越行為影響因素所構成的n維向量;——公因子，解釋變量間的關系;——特殊因子，代表變量不能被公因子解釋的部分;——因子荷載，是指第個變量在第個公因子上的荷載;——因子貢獻系數，為因子變量與原始變量之間的得分系數。

2.2 行人違章行為決策Logistic模型

Logistic回歸模型是一種易懂、易操作的算法，它不僅可以用于分類，而且可以用來預測相應的概率，還可以根據調查數據通過數據統計分析軟件自動輸出模型。

當因變量的分類情況不屬于二分類，而是有多于兩種取值的情況，并且多個因變量之間沒有明顯次序關系時，可運用多項Logistic模型（Multinomial Logistic Model）對多分類因變量和自變量的關系進行研究。

當有=0，1，2，…，類的無次序因變量，多項Logistic模型函數定義為：

（2.3）

式中：——回歸截距;——回歸系數;——解釋變量;——變量個數;——條件概率，是的函數;——反應變量的類別。

多元Logistic回歸模型，是由不同的因變量之間互相對比形成的，分別對每個Logistic單獨建模，將類別作為參照類。

由

（2.4）

可以得到：

（2.5）

3 基于行人違章特性的交通安全提升對策

3.1 行人過街空間設置

3.1.1 人行橫道寬度設置

人行過街橫道的設計寬度還和過街的人數以及行人信號的紅綠燈設置時長有關，在行人密度大的地區，行人的寬度必須根據交通量的原則和行人的特征來計算。在購物區、學校、醫院等設置人行道寬度時，也請考慮交通燈。

人行道寬度簡化計算公式為：

（3.1）

式中：——高峰小時雙向過街步行者數量，人/小時;——每小時綠燈分鐘數。

3.1.2 二次過街設施設置

在道路橫截面較寬或過街穿越人群主要為老人和殘障人士的交叉口適當采用二次過街穿越控制方式。按照相關規范結合行人過街穿越需求和道路資源條件，設置行人二次過街穿越安全島、中繼信號燈等基本設施，道路安全島的設計面積很大，島上的服務水平必須符合幾個條件。到達十字路口的人們聚集在交通安全島上。道路安全島的面積如下：

（3.2）

式中：——設計的交通安全島面積，m2;——設計的行人交通量，p/h;——信號周期時長，s;——行人的占地面積，m2。

3.2 行人過街時間設置

3.2.1 行人過街的時間計算

在設計信號配時方案時把行人過街穿越的需要考慮進去，綜合考慮過街穿越人群的數量、各年齡層次人群過街穿越特性、行人延誤及人行橫道通行能力。行人綠燈時間的設置要大于行人安全通過人行橫道的最小時間，以確保行人安全過街穿越，安全性、高效性是行人過街的時候考慮最多的。

行人過街時間可由下式確定：

（3.3）

式中，——行人過街總綠燈時間，s;——綠燈時間，s;——綠閃時間，s。

和的計算公式如下，

（3.4）

? （3.5）

式中，——行人的反應時間，s; ——行人燈綠燈信號間隔時間，s;——行人的到達率，人/ s，與周邊土地利用性質和交通流特性有關;——人行橫道的通行能力，人/ s，與人行過街橫道的寬度及行人過街流率有關;——人行過街橫道的長度，m;——行人的步行速度，m/s，與行人的流量及人群的構成成分有關;——人行安全保障系數，與道路交叉口的規模、區位特征以及行人流的特性有關。

根據以上可得：

（3.6）

3.2.2 相關參數的確定

（1） 行人的反應時間，根據HCM的規定，通常取3.2 s。

（2）行人綠燈信號間隔時間，指相鄰的兩個行人綠燈信號相位的間隔時間，通常情況下，取值為相應道路交叉口相位的周期時間;行人的到達率，指單位時間內到達人行過街橫道一端的行人的數量，通常采取調查抽樣的方法確定;一般情況下，用一個周期內到達人行過街橫道的行人總數來代替上述兩個參數的乘積。

（3）人行橫道通行能力。參考《交通工程手冊》的規定及《城市道路交通設計規范》的規范值，人行過街橫道的設計通行能力由下式確定。

（3.7）

式中，——行人的步行速度，m/s;——實際的人行過街橫道寬度，m;——行人過街行走時的縱向間距大小，m，一般取值為1 m;——每個過街行人所占用的橫向的寬度大小，一般取值為0.75 m，當人流得密集程度比較大時，可取0.6 m。

4 結語

根據模型的應用分析，從人行橫道設定和行人交叉時間設定兩個方面分析了城市道路信號對行人過馬路的影響因素，以及預測行人交通對時空分類和人的整體移動過程的干擾，減少行人滲入的機會，改善通行環境。

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