基于忍耐時間的行人過街安全評價研究

黃好 陸岱駿 梁高洋

柳州五菱新能源汽車有限公司 廣西 柳州 545007

引言

行人過街交通安全問題是當前交通安全的一個重要方面，而導致行人過街交通安全事故的主要原因是行人過街的等待時間超出其過街忍耐時間，行人采取違章過街方式而產生了交通沖突[1-2]。因此，建立考慮忍耐時間的行人交通安全評價模型對行人交通安全研究具有一定的意義。

針對行人過街交通安全問題，許多學者進行了大量的研究工作。楊二標等[3]研究行人過街行為的規律及不安全行為心理，運用AHP法建立了行人過街行為安全評價體系。Rouphail等[4]分析得到英國的行人可忍受等待時間為45～60s。張智勇等[5]對北京市信號交叉口行人忍耐時間研究，確定影響行人過街忍耐時間的影響因素。然而以上研究沒有考慮不同行人年齡段以及不同性別等因素影響，而在實際的行人過街交通安全評價中，必須要考慮交叉口的不同行人性別、年齡、人行橫道信號燈紅燈時長以及車流量等因素，建立基于忍耐時間的行人過街安全評價模型。

本文以某交叉口的實際行人過街交通特性為研究對象，在考慮不同行人的過街特性和忍耐時間等的基礎上，建立基于忍耐時間的行人過街安全評價模型，最后通過實例進行分析。

1 不同行人過街忍耐時間模型

根據不同行人的過街忍耐時間，建立被觀測對象的過街忍耐時間模型。令t表示信號交叉口行人過街的忍耐時間，向量X為生存函數的影響因素，則Cox回歸模型的基本表達形式為：

式中， 為t時刻的風險系數； 為基準風險數；

為影響因素； 為每個影響因素所對應的回歸系數值。若 ，說明隨著變量 增加，危險率跟著增加，即變量 為危險因素；若 ，說明隨著變量 增加，危險率反而減少，即變量 為保護因素。

2 行人過街延誤時間

當行人忍耐時間大于其可接受的范圍時，行人將會采取違章過街的方式達到其通過人行橫道的目的。將行人過街延誤時間作為衡量行人過街交通安全水平的評價指標，具體的評價模型為[6]：

式中，D為總的延誤時間；D1為行人過街等待時間，即行人在無干擾條件下等待信號的時間；D2為右轉車輛與行人的發生沖突的延誤時間；D3為人行橫道上對向行人過街產生的延誤時間。

可得到右轉車輛與行人的發生沖突的延誤時間D2模型為：

式中，為機動車平均到達率；為可穿越間隙； 為最小車時距。

可得到人行橫道上對象行人過街產生的延誤時間D3模型為：

式中，P1為觀測向行人數；Cap為人行橫道容納能力，根據人行橫道寬度和觀測行人數計算可得；n、a、b、m為模型參數，由SPSS統計分析軟件計算；r為觀測向行人方向比率。

3 不同行人過街安全評價模型

在國內外學者研究的基礎[7]上，結合延誤水平分級標準，劃分行人過街平均延誤和忍耐時間的評價標準等級，如下表1所示。

表1 行人過街平均延誤和忍耐時間等級

而不同行人條件下的忍耐時間也不同，從年齡段劃分不同行人忍耐時間與其強行穿越紅燈比例即違章比例的關系，具體劃分如下表2所示。

表2 青少年行人延誤時間與違章比例關系

而綜合考慮行人總延誤時間，根據實地調查以及前人在行人過街安全評價水平的研究，本文將其行人安全評價等級劃分如下表3所示。

表3 行人過街延誤與安全評價等級

4 案例分析

本文以某交叉口作為研究對象，在晚高峰17:30-18:30時間段，分別對該交叉口的行人流和車流基礎數據進行調查匯總。

4.1 行人忍耐時間

運用SPSS統計分析法得到行人過街忍耐時間與不同影響因素之間的函數模型，結果如下表4所示。

表4 基于Cox比例風險模型的協變量系數估計及模型檢驗結果

從基于Cox比例風險模型的協變量系數估計及模型檢驗結果表中可以看出，行人性別、年齡段、人行信號紅燈時長以及平均每小時車流量，其顯著性水平Sig＜0.05，說明其是影響忍耐時間的因素，而平均每小時沖突量的Sig值為0.370＞0.05，說明該變量是不顯著。

由SPSS統計分析軟件對各進口的行人忍耐時間數據進行描述頻率統計，經實地調查研究發現，當超過90%的行人選擇違章過街時，此時行人忍耐時間接近峰值，則取90%位數作為各進口的行人忍耐時間作為模型分析的結果，具體如下表5所示。

表5 交叉口90%分位忍耐時間

4.2 行人安全評價模型確定

本次調查選取某交叉口作為研究對象，用式4可以得到延誤時間計算如下表6所示。

表6 行人延誤時間

由行人過街忍耐時間模型以及行人延誤得出總延誤時間計 算結果下表7所示。

表7 行人安全評價模型延誤計算結果

由上述結果可知，該交叉口的北進口的延誤時間相對較小，其原因是北進口目前只規劃了一條公交車專用車道，且平均每小時車流量較小，與人行橫道的行人的沖突較小，而與交叉口里面的車流沖突較大。交叉口總平均延誤為50.14s。

4.3 仿真模擬

將各個指標參數輸入VISSIM仿真軟件，得出不同行人下的違章比例對交叉口整體延誤時間的仿真結果如下表8所示。

表8 仿真結果比較

從上表可知，在理想狀態下的車輛延誤時間為37.08s，而將實際調查數據輸入VISSIM軟件的車輛延誤時間為44.58s，比前者多7.5s。選取的交叉口行人過街延誤時間四個進口道中北進口的行人安全評價等級為安全，而其余三個進口道的行人安全評價等級為較安全，綜合考慮整個交叉口情況，該評價等級為較安全。

5 結束語

本文以某交叉口為研究對象，考慮不同行人的過街特性和忍耐時間特性，建立符合當地特色的基于忍耐時間的行人過街安全評價模型，通過仿真計算得到：①必須考慮不同年齡段以及性別的行人過街忍耐時間特性，對不同行人下的行人過街忍耐時間選取因素對所建立的安全評價模型具有較大的有用性。②對基于不同行人忍耐時間建立的行人過街安全評價模型，該交叉口的總延誤時間為50.14s，90%位忍耐時間分布均值在44s，其對交叉口行人過街安全影響較大。