基于熵值法的行人過街設(shè)施分析評價及優(yōu)選

曹冠軍

(無錫市政設(shè)計研究院有限公司，江蘇無錫 214072)

0 引言

2009年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，步行和自行車交通方式仍是居民出行的主要方式，占總出行方式的60%[1]。盡管近些年隨著軌道交通的發(fā)展和私家車保有量的提升，步行交通方式的比例有所降低，但仍是城市交通系統(tǒng)中重要的一部分。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在我國發(fā)生的交通事故中，由行人違章造成的事故約占15%[2]，在行人交通事故中，行人過街事故是最主要的事故形態(tài)，行人過街設(shè)施的重要性不言而喻。行人過街設(shè)施分人行橫道（斑馬線）、人行天橋和地道三種主要形式，根據(jù)國內(nèi)外交通專家的研究結(jié)論，和立體過街形式相比較，燈控平面形式的過街更受市民歡迎。

現(xiàn)代交通理念提出，在城市道路設(shè)計及建設(shè)中，要更多地考慮舒適、便捷的人性化，在城市的中心地區(qū)，不宜過多關(guān)注道路通行能力，片面強(qiáng)調(diào)小汽車的通行效率，應(yīng)把“過街行人免遭傷害”作為主次干路過街設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的重要目標(biāo)與依據(jù)。因此，筆者分析了現(xiàn)有的三種過街設(shè)施，并選取指標(biāo)進(jìn)行評價以合理地確定過街設(shè)施型式。

1 行人過街設(shè)施類型

行人過街設(shè)施主要分為三大類，即從時間上對車輛和行人進(jìn)行隔離的燈控交叉口人行橫道線及從空間上對人、車進(jìn)行隔離的人行天橋和地下通道。

1.1 人行橫道線

人行橫道指的是在車行道上用斑馬線等標(biāo)線或其他方法標(biāo)示的規(guī)定行人橫穿車道的步行范圍，是防止車輛快速行駛時傷及行人而在車行道上標(biāo)線指定需減速讓行人過街的地方。對于人行橫道線，行人過街是一個“刺激—反應(yīng)”的過程，當(dāng)信號相位顯示行人可通行時，外部刺激傳輸至大腦，大腦作出過街的反應(yīng)。

一般情況下，只要行人和車輛都能夠遵守交通規(guī)則過街是安全的。但有些路段車輛通行信號與行人通行信號存在重疊的情況，即行人和車輛可同時通行，存在交通沖突點(diǎn)和交通事故發(fā)生的可能性，因此，交通參與者應(yīng)顧及其他參與者的行為。此外，當(dāng)人行橫道超過15 m時，一般應(yīng)設(shè)置安全島，供不能一次通過馬路的行人暫時停留使用[3]。

1.2 人行天橋

人行天橋又稱人行立交橋。一般建造在車流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、廣場及鐵路上面。人行天橋只允許行人通過，用于避免車流和人流平面相交時的沖突，保障人們安全的穿越，提高車速，減少交通事故。天橋一般直接裸露在外，當(dāng)氣候惡劣時，行人想盡快到達(dá)街對面而不愿繞行，對它的利用率會比較低。

1.3 地下通道

地下通道設(shè)置在交通比較擁堵復(fù)雜的交通體系中，行人能大量、快速、安全地通過，解決了大城市內(nèi)的行人交通擁擠和安全問題，同時起到了美化城市的景觀作用。但地下通道的通風(fēng)設(shè)備，以及照明狀況對行人是否愿意有效地利用起著很大作用。當(dāng)通風(fēng)設(shè)備較差的時候，通道內(nèi)往往空氣污濁，令人感到很不舒服，或者照明昏暗，使人心理上產(chǎn)生不安全感。這都直接影響行人對地下通道的利用[3]。

行人過街設(shè)施在設(shè)計及使用中均存在一些不足。設(shè)施的不足降低了它們的使用率，增加了行人過街事故率，同時造成資金的浪費(fèi)。

2 行人過街設(shè)施問題分析

在城市交通規(guī)劃設(shè)計時，設(shè)計人員往往更多地照顧車輛交通，考慮如何減少行車延誤，提升路網(wǎng)服務(wù)水平和汽車運(yùn)行效率，從而忽視了步行交通的重要性，導(dǎo)致行人過街事故頻發(fā)，具有較大的負(fù)面影響。行人過街設(shè)施在設(shè)置上有很多不合理現(xiàn)象，筆者將從以下幾個方面分析行人過街設(shè)施所存在的問題。

（1）路段過街設(shè)施位置設(shè)置不合理。路段行人過街設(shè)施在選址時要在調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，過街設(shè)施應(yīng)設(shè)置在行人過街次數(shù)頻繁且行人、機(jī)動車流量大的路段。對于位置設(shè)置不合理的過街設(shè)施，行人過街較多地選擇直接橫穿道路，不僅影響交通流正常通行，且由于設(shè)施利用率低造成資金浪費(fèi)。

（2）人行橫道未施畫或磨損嚴(yán)重。人行橫道線一方面能引導(dǎo)行人安全穿越道路，另一方面警示駕駛員低速行駛，給行人過街提供安全保障。而橫道線作為一種涂料，在車輛日常的行駛磨耗下導(dǎo)致標(biāo)線磨損嚴(yán)重，從而對駕駛員的警示作用下降，存在較大危險。

(4)轉(zhuǎn)變政府補(bǔ)貼方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，推動新能源產(chǎn)業(yè)建設(shè)，把政策重點(diǎn)轉(zhuǎn)到培育與擴(kuò)大國內(nèi)市場方面，促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)和新能源裝備制造業(yè)做大做強(qiáng)，不斷增強(qiáng)全市經(jīng)濟(jì)活力和后勁。

（3）信號設(shè)計更偏向于車輛交通，導(dǎo)致行人過長的等待。Asaba.M[4]的研究表明，行人過街等待的不耐煩峰值大約為40～45 s，而不耐煩感在21～28 s時即已開始產(chǎn)生。當(dāng)行人感到不耐煩時，傾向于尋找車流空檔過街，由此帶來了較多的危險。對于信號控制交叉口，信號相位設(shè)計應(yīng)同時考慮行人和車輛交通，保證通行暢通的情況下，盡可能縮短信號周期。

（4）立體過街設(shè)施日常維護(hù)少。立體過街設(shè)施是行人穿越道路的通道，因此有許多小攤小販，并帶來了較多垃圾，這在一定程度上降低了通道通行能力，降低了吸引力。此外，對于地下通道，若夜間的照明度暗，也會在一定程度上降低行人的選擇概率。

（5）缺少行人過街安全島。對于行人流量大的路段通常設(shè)置有行人二次過街信號燈，但過街的設(shè)施不完善，如缺失防護(hù)欄、安全島等。這將造成行人二次過街等待時暴露于機(jī)動車流之間，對行人的安全性產(chǎn)生很大威脅，同時干擾機(jī)動車的行駛，影響路段交通秩序[5]。

3 過街設(shè)施評價指標(biāo)的選取

對行人過街設(shè)施的類型進(jìn)行比較評價并選擇較合理的設(shè)施型式，首先選取影響型式選擇的指標(biāo)，筆者根據(jù)過街設(shè)施設(shè)置的影響因素，選取了等待時間、繞行距離、安全性、對交通流的影響、舒適性、設(shè)施維護(hù)難度、經(jīng)濟(jì)性、行人的喜好度、綜合過街時間、通行能力、夜間照明、對城市景觀的影響、是否具備建設(shè)梯道條件這13個指標(biāo)。

上文提出Asaba.M[4]在日本的研究成果表明，行人等待過街的不耐煩時間峰值為40～45 s。宇宙野[6]在日本的交通調(diào)查結(jié)論表明，行人可接受的繞行距離僅為20 m左右，因而當(dāng)人行橫道間距為40 m左右時，行人更樂于使用人行橫道。郭宏偉，熊輝[7]在北京的問卷調(diào)查中表明，37.6%的行人可接受繞行距離不大于50 m，60.9%的行人可接受50～200 m，只有1.5%的行人愿意繞行200 m以上。此外，保障行人過街的安全及減少行人過街對交通流的影響是過街設(shè)施設(shè)置的首要條件。因此，過街設(shè)施的選型應(yīng)首先考慮行人的等待時間、繞行距離、安全性、對交通流的影響這些指標(biāo)。

此外，舒適性、設(shè)施維護(hù)難度、經(jīng)濟(jì)性、行人的喜好度、綜合過街時間、通行能力、夜間照明等指標(biāo)也在一定程度上影響著行人對過街設(shè)施的選擇，對設(shè)施的選型存在一定影響，因此，筆者將這些指標(biāo)也作為過街設(shè)施型式優(yōu)選的評價指標(biāo)。

4 過街設(shè)施類型評價及優(yōu)選

4.1 熵值法概述[8-9]

在信息論中，熵是對不確定性的一種度量。信息量越大，不確定性就越小，熵也就越??；信息量越小，不確定性越大，熵也越大。根據(jù)熵的特性，可以通過計算熵值來判斷一個事件的隨機(jī)性及無序程度，也可以用熵值來判斷某個指標(biāo)的離散程度，指標(biāo)的離散程度越大，該指標(biāo)對綜合評價的影響越大。

設(shè)有m個待評方案，n項評價指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣X=（xij）m×n，其中 xij≥0，0≤i≤m，0≤j≤n。對于某項指標(biāo)，不同方案的指標(biāo)值xij差距越大，則該指標(biāo)在綜合評價中所起的作用越大；如果某項指標(biāo)在不同方案里的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評價中不起作用。

用熵值法進(jìn)行綜合評價的步驟為：

（1）將各指標(biāo)歸一化，計算第j項指標(biāo)下第i個方案指標(biāo)值的比重pij：

（2）計算第j項指標(biāo)的熵值ej：

（3）計算第j項指標(biāo)的差異性系數(shù)gj：

定義差異性系數(shù)gj=1-ej，則當(dāng)gj越大時，指標(biāo)越重要。

（4）定義權(quán)數(shù) aj：

（5）計算綜合評價分值：

4.2 實例分析

重慶市某交叉口未設(shè)置過街設(shè)施，行人隨意橫穿道路現(xiàn)象頻繁，誘發(fā)了大量行人交通事故，因此，擬在此路段規(guī)劃建設(shè)行人過街設(shè)施。由于該交叉口車流量、行人流量均較大，且交叉口輻射70 m范圍以內(nèi)建筑物較多，不具備建設(shè)梯道條件。

在選定過街設(shè)施型式前，邀請了五位交通方面的專家對設(shè)施的選址地進(jìn)行調(diào)研，獲取車流量、行人流量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后獲得各指標(biāo)對設(shè)施的評價分值，得到平均值見表1所列（以1為分值評判基礎(chǔ)，根據(jù)方案相對各指標(biāo)的優(yōu)劣在1的上下取值，取值區(qū)間為[0.5，1.5]）。

按照公式（1）～（5），對以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各行人過街設(shè)施的綜合評價分值為S橫道=0.299，S天橋=0.367，S地道=0.333。根據(jù)以上的計算結(jié)果可知，該交叉口區(qū)域行人過街設(shè)施型式應(yīng)設(shè)置人行天橋。

表1 各指標(biāo)對過街設(shè)施的取值一覽表

5 結(jié)論

行人交通是我國城市交通的重要組成部分，同樣行人過街設(shè)施也是城市交通設(shè)施的重要組成部分。當(dāng)前行人過街設(shè)施在設(shè)置上存在不少問題，這在一定程度上降低了過街設(shè)施的使用率，造成建設(shè)資金的浪費(fèi)。本文在分析現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上，選取指標(biāo)應(yīng)用熵值法對三種類型的過街設(shè)施進(jìn)行綜合評價，最后優(yōu)選出最合適的型式，這能避免過街設(shè)施在設(shè)置上的一些問題，使用意義大。

[1]http://www.gov.cn/jrzg/2009-09/02/content_1407554.htm

[2]謝才振.中國尷尬的世界第一[N].北京晨報，2005-11-04.

[3]鐘濤.對行人過街設(shè)施及事故的研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2005,(6):101-104.

[4]Asaba M，Saito Study on Pedestrian Signal Phase Indication System[A].Ninth International Conference on Road Transport Information and Control[C].London：Baker&Taylor Books.1998.182-185.

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[6]易漢文.淺議城市道路人行過街橫道的合理布設(shè)[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版)，1989，6(1)：29-33.

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