“禮讓斑馬線”對無信號控制人行橫道處通行能力影響研究

摘要：行人過街設(shè)施是連接整個步行系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。“禮讓斑馬線”的政策保障了行人安全，同時改變了無信號人行橫道處行人與機動車的優(yōu)先通行權(quán)。為了研究“禮讓斑馬線”政策對無信號人行橫道以及路段通行能力的影響，在分析“禮讓斑馬線”條件下無信號控制人行橫道道路通行能力的影響因素基礎(chǔ)上，建立了路段通行能力計算模型，通過實例分析發(fā)現(xiàn)，“禮讓斑馬線”條件下：行人過街速度沒有明顯改變;行人極限心理等待時間縮短;人行橫道通行能力增加;路段通行能力降低。

關(guān)鍵詞：禮讓斑馬線;無信號人行橫道;路段;通行能力

中圖分類號：U121

文獻標識碼： A

隨著機動化的快速發(fā)展，城市交通功能的逐步強化，行人與機動車的沖突加大，原有的行人過街問題進一步突出[1]。根據(jù)2017年公安部交通管理局發(fā)布的通報可知，2014—2017年全國在斑馬線上發(fā)生機動車與行人的交通事故1.4萬起，造成3 898人死亡，其中機動車未按規(guī)定讓行導(dǎo)致的事故占了全國事故的90%。為了緩解行人與機動車的沖突，全力預(yù)防城市道路交通事故，保障過街行人安全，各省從2017年起全力開展機動車不禮讓斑馬線專項整治行動，將機動車不禮讓斑馬線作為整治城市交通秩序的切入點[2-3]。

斑馬線即為人行橫道，分為有信號控制與無信號控制兩種。對于有信號控制人行橫道，“禮讓斑馬線”進一步提高了行人過街的安全性，但并沒有對路段通行能力造成影響;對于無信號控制人行橫道，“禮讓斑馬線”要求車輛必須禮讓行人，路權(quán)擁有者從車輛轉(zhuǎn)變?yōu)樾腥?，這勢必會對路段實際通行能力造成影響[2]。實際通行能力的計算能夠反映無信號人行橫道的服務(wù)水平，能夠為行人過街交通設(shè)施的設(shè)置提供基礎(chǔ)參數(shù)，對交通流運行都有著重要的意義[4]，因此需要對“禮讓斑馬線”條件下無信號人行橫道處路段和人行橫道實際通行能力進行研究。

目前，關(guān)于人行橫道處路段實際通行能力的研究主要集中在兩個方面：信號控制人行橫道處路段和人行橫道實際通行能力，未禮讓斑馬線條件下無信號控制人行橫道處路段和人行橫道實際通行能力。本文從“禮讓斑馬線”角度分析了行人過街特性，提出了“禮讓斑馬線”條件下無信號控制人行橫道處路段通行能力計算方法，并通過實例分析驗證了該方法的有效性。

1無信號控制人行橫道處的“禮讓斑馬線”

1.1相關(guān)法律

《道路交通安全法》對無信號控制人行橫道處機動車通行權(quán)規(guī)定如下：

第四十七條 機動車行經(jīng)人行橫道時，應(yīng)當減速行駛;遇行人正在通過人行橫道，應(yīng)當停車讓行。機動車行經(jīng)沒有交通信號的道路時，遇行人橫過道路，應(yīng)當避讓。

《道路交通安全法》對無信號人行橫道處行人通行權(quán)規(guī)定如下：

第六十二條 行人通過路口或者橫過道路，應(yīng)當走人行橫道或者過街設(shè)施;通過沒有交通信號燈、人行橫道的路口，或者在沒有過街設(shè)施的路段橫過道路，應(yīng)當在確認安全后通過。

1.2行人過街特性

根據(jù)研究，當車輛未禮讓斑馬線時，我國行人在穿越路段無信號人行橫道時會出現(xiàn)以下一些特性：

（1）行人在穿越人行橫道時，絕大部分行人都會加快自己的步行速度，而且會根據(jù)車輛間距的大小在一定的程度內(nèi)調(diào)整自己的步行速度，充分利用車流中出現(xiàn)的安全穿越間隙通過。

（2）行人過街前都會要判斷是否有安全穿越間隙，如果有就會立即穿過街道; 如果沒有，就只能等待安全穿越間隙的出現(xiàn)。

（3）由于人流到達的不均勻性，即使機動車流出現(xiàn)安全穿越間隙，也不一定有行人到達并穿越。

而在車輛“禮讓斑馬線”后，行人在穿越路段無信號人行橫道時會出現(xiàn)以下改變，主要體現(xiàn)在步行速度、極限心理等待時間以及過街規(guī)則：

（1）行人在穿越人行橫道時，車輛停車讓行，行人不用根據(jù)車輛間距的大小在一定的程度內(nèi)調(diào)整自己的步行速度。

（2）行人過街前都會要判斷是否有安全穿越間隙，如果有就會立即穿過街道; 如果沒有，就只能等待安全穿越間隙的出現(xiàn)，但等待時間由極限心理等待時間決定，當?shù)却龝r間沒有超過極限心理等待時間，行人選擇繼續(xù)等待安全穿越間隙，而當?shù)却龝r間達到極限心理等待時間，行人會選擇直接穿過街道。

（3）由于人流到達的不均勻性和“禮讓斑馬線”的硬性規(guī)定，即使只有1位行人也可以過街。

2 “禮讓斑馬線”下無信號控制人行橫道處路段通行能力計算方法

“禮讓斑馬線”條件下，車輛必須停車禮讓行人，因此車輛的延誤主要由行人過街數(shù)量和時間決定?！岸Y讓斑馬線”下無信號控制人行橫道處路段通行能力計算主要分為兩個部分，一是確定無信號控制人行橫道處的路段可行通行能力，二是計算無信號控制人行橫道處的路段損失通行能力。

2.1無信號控制人行橫道處路段可行通行能力

對于不同交通流狀態(tài)下的車頭時距，本文均采用移位負指數(shù)分布、移位對數(shù)分布和移位愛爾朗分布進行擬合。

基本通行能力是在道路和交通都處于理想條件下，由技術(shù)性能相同的一種標準車，以最小的車頭間距連續(xù)行駛的理想交通流，在單位時間內(nèi)通過道路斷面的最大車輛數(shù)，又稱理論通行能力，單條道路理論通行能力計算公式為

由1.2行人過街特性可知，無信號控制人行橫道處車輛的延誤主要是由過街行人造成的，主要體現(xiàn)在行人過街人數(shù)、行人過街次數(shù)兩方面?，F(xiàn)假設(shè)每條車道損失的時間是一樣的。

2.2.1無信號控制人行橫道通行能力

關(guān)于路段無信號控制人行橫道實際通行能力，邱楊[4]給出了詳細的計算方法如式（3）—（5）所示。本文基于該計算方法預(yù)估無信號控制人行橫道通行能力。

式中：n為單向車道數(shù)量;D為一條機動車道的寬度，m;v為行人過街實際步行速度，m/s;N為單向行人過街排數(shù);t為連續(xù)行人流過街的時距，取0.83 s;R為行人判斷過街時間，取1 s;Y為第一排行人受對向行人影響損失的時間;I為車身長度通過時間，取標準小客車，I=0.72 s。

2.2.2行人過街次數(shù)

“禮讓斑馬線”條件下，行人過街需要考慮兩種情況，一是車頭時距（hc）小于行人安全過街間隙（τ），但行人等待時間達到極限心理等待時間（t等）;二是車頭時距（hc）大于行人安全過街間隙（τ）。陳美利[8]提出行人過街次數(shù)（Ni）與車流量（V）以及行人過街概率（Pi）有關(guān)，具體計算公式為

由1.2可知，當行人過街時，未通過斑馬線的車輛需要禮讓行人，車輛等待時間等同于行人過街時間，但車輛在減速停車與起步時也會產(chǎn)生延誤，分別記為t減速與t加速。這部分延誤即為車輛本身造成的損失時間T車輛。

2.3無信號控制人行橫道處路段實際通行能力

3實例分析

本文選取南京市玄武區(qū)珠江路地鐵站附近的一個無信號人行橫道為研究對象，具體的位置如圖1中圓圈所示，該人行橫道位于珠江路，周邊大學(xué)、科研院所云集，人流量較大。此處人行過街設(shè)施要求車輛禮讓行人，由于行人無規(guī)律的過街行為，人車沖突仍舊存在，高峰時容易造成交通擁堵。

數(shù)據(jù)采集時間為工作日晚高峰（17：30—18：30），選取天氣良好，駕駛視野開闊的日期進行調(diào)查，調(diào)查日期為2019年4月15號至4月20號。珠江路為雙向6車道，每條車道寬度為3 m，人行橫道有效寬度為5 m，長度約為21 m，根據(jù)實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)機動車的平均流量為1 666 pcu/h，實地調(diào)查行人平均流量為1 356 ped/h，無對向行人干擾，每個方向車輛的平均到達率為0.231 pcu/s，行人的平均到達率為0.188 ped/s，最小車頭時距取1.5 s。

3.1“禮讓斑馬線”下行人過街速度特性

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，行人過街時的步速主要分布在 0～1.77 m/s，步行速度取值主要取決于老年人的比例，據(jù)相關(guān)研究兒童的行走速度平均為 1.45 m/s，青少年的過街速度為 1.54 m/s，老年人的速度僅為 1.31 m/s[10]。

本文選取機動車上的無信號人行橫道的行人過街速度進行分析，隨機采集了160位行人的過街時間計算行人過街的平均速度，160位行人的步行過街時間頻率圖如圖2所示。由圖2可以看出，行人過街時間主要集中在11～13 s，對應(yīng)的平均過街時間為11.92 s，行人的平均過街速度為1.509 s，這

是因為該人行橫道靠近珠江路地鐵站，附近為大型商場與寫字樓，老年人所占比例較小，晚高峰時期正值下班時期，因此行人步行速度較快，但仍在已有研究步行速度范圍內(nèi)。

3.2“禮讓斑馬線”下行人極限心理等待時間

根據(jù)已有研究[8]，在無信號人行橫道處行人的極限等待時間為45～60 s，本文在數(shù)據(jù)采集時間段內(nèi)研究“禮讓斑馬線”下行人極限心理等待時間，

發(fā)現(xiàn)行人極限心理等待時間可以分為3類，1是電動車過街人群，2是自行車過街人群，3是行人過街人群。根據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法》第七十條規(guī)定，“駕駛自行車、電動自行車、三輪車在路段上橫過機動車道，應(yīng)當下車推行”，但在實際交通流中，行人并沒有采取推行措施而是直接騎行過街。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)電動自行車的極限等待時間為6 s，自行車的極限等待時間為8 s，行人的極限等待時間為16 s左右。對于行人而言，過街速度越快，極限心理等待時間越短。這些數(shù)值明顯低于已有研究給出的數(shù)值，這是因為在“禮讓斑馬線”條件下，行人擁有優(yōu)先通行權(quán)，只要有可通行間隙，行人便會選擇過街。

3.3“禮讓斑馬線”下人行橫道實際通行能力

根據(jù)“禮讓斑馬線”具體規(guī)定可知，行人過街只需考慮安全通過靠近機非隔離帶的兩個車道即可，因此，基于式（6）“禮讓斑馬線”條件下行人安全穿越間隙τ為6.72 s。

依據(jù)式（3）—（5），分別計算出無信號人行橫道的理想通行能力為10 354 ped/h、每個方向損失通行能力為1 923 ped/h，最終的實際通行能力為2 662 ped/h。

“禮讓斑馬線”條件下人行橫道計算出的實際通行能力遠高于實際交通量1 356 ped/h，這說明“禮讓斑馬線”政策大大提高了人行橫道的實際通行能力。

3.4行人實際過街次數(shù)

在①hclt;τ，且等待時間達到了極限心理等待時間的情況下，到達的最小車輛數(shù)nmin為2輛，到達的最大車輛數(shù)nmax為10輛，計算出行人過街次數(shù)為18次。

在②行人到達，hc≥τ的情況下，計算出行人過街次數(shù)為81次。

最終，行人過街的總次數(shù)為2·（18+81）次即198次。

通過實際調(diào)查，本文發(fā)現(xiàn)當人行橫道一端有行人過街時，另一端的行人會立即選擇過街，由于是從不同的方向穿過人行橫道，且先過街的行人與對向過街的行人之間存在微小的時間差，認為這是2次過街行為。最終統(tǒng)計出的實際調(diào)查時間段內(nèi)行人過街次數(shù)為186次，數(shù)值接近計算的結(jié)果，這表明本文將行人等待過街行為按照時間劃分為①和②這兩種情況是合理且正確的。

3.5“禮讓斑馬線”下機動車實際通行能力

在得到人行橫道實際通行能力的基礎(chǔ)上，本文計算出了這些行人過街所需的時間即車輛需要等待的時間為1 632 s。

將人行橫道與路段看成一個小型交叉口，則車輛在啟動時損失的時間參照交叉口延誤取值，本文基于實測數(shù)據(jù)，取值2.3 s，則產(chǎn)生的延誤為1 366 s。最終，計算出“禮讓斑馬線”下車輛總的損失時間為2 999 s。

針對“禮讓斑馬線”條件下行人過街特性，結(jié)合式（21）—（23），可行通行能力的修正系數(shù)取值參照《城市道路工程設(shè)計規(guī)范CJJ37-2012》[11]，則無信號控制人行橫道處路段可行通行能力為9 180 pcu/h，最終的實際通行能力為1 533 pcu/h。

“禮讓斑馬線”條件下的路段實際通行能力計算結(jié)果顯示了在“禮讓斑馬線”的條件下，計算出的理論通行能力比實際通行能力少133 pcu/h，這是該路段擁堵的主要原因，建議此處高峰時段人行橫道設(shè)置為信號控制人行橫道，以減少行人與機動車之間的沖突。

4 結(jié)論

本文首先分析了“禮讓斑馬線”條件下無信號控制人行橫道道路通行能力的影響因素，包括行人過街速度，人行橫道的有效寬度，行人極限心理等待時間等，計算了無信號控制人行橫道行人通行能力并利用概率論的方法推導(dǎo)出行人過街的概率，將行人過街時間換算為車輛延誤時間，通過計算通行能力的損失值，最終得到“禮讓斑馬線”條件下無信號控制人行橫道路段實際通行能力的計算模型，最終通過實例，分析驗證模型，得出以下結(jié)論：

（1）對于“禮讓斑馬線”人行橫道，行人過街速度并沒有明顯改變，速度均值為1.509 m/s，在已有研究所給數(shù)值范圍內(nèi);

（2）“禮讓斑馬線”條件下，行人極限心理等待時間明顯縮短，由原先的45～60 s縮短為16 s，并且行人過街速度越快，極限心理等待時間越短;

（3）“禮讓斑馬線”條件下人行橫道計算出的實際通行能力遠高于實際交通量，“禮讓斑馬線”可以大幅度提高人行橫道的實際通行能力;

（4）計算出的行人過街次數(shù)接近實際行人過街次數(shù)，本文將行人等待過街行為按照時間劃分為①行人到達，hclt;τ，

且等待時間達到了極限心理等待時間和②行人到達，hc≥τ這兩種情況是合理且正確的;

（5）“禮讓斑馬線”條件下的路段實際通行能力有所下降，建議高峰時人行橫道采用信號控制。

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（責任編輯：周曉南）