不同交通监控设施对车辆闯红灯行为的影响研究＊

裴玉龙 赵紫琴 平永青

（哈尔滨工业大学交通运输工程学院 哈尔滨 150090）

0 引 言

由于城市交叉口处存在着潜在的交通事故冲突点，导致了城市交叉口成为城市交通事故发生率较高的地点［1］．美国研究发现，车辆在信号交叉口高速行驶经常会导致车辆在黄灯期间（甚至是在红灯期间违法）通过交叉口．虽然在过去的研究中显示，信号交叉口交通事故与车辆闯红灯违法行为的关联性不强，但一直以来闯红灯违法行为都被认为是导致车辆在信号交叉口发生高速碰撞的重要原因．因此，如何减少交叉口车辆闯红灯违法行为成为了交通执法人员和交通工程师减少交叉口交通事故发生概率的一个目标．

Richard，Thompson 等［2－3］指 出 加 大 交 叉 口的执法力度——安装电子执法，并做有效的宣传后，电子执法能够有效的减少交叉口处40%～50%的车辆闯红灯违法行为．有学者研究发现某些车辆在通过交叉口时会面临“黄灯困境区”，即在一些不同速度以及距离的组合下，车辆既不能在绿灯结束前通过交叉口，又不能舒适地在停车线内停车［4］．为了减少“黄灯困境”的出现，学者提出了在交叉口安装交通信号倒计时器，后续国外有研究发现交通信号倒计时器给驾驶员提供信号转换的准确时间，驾驶员可以做出更加准确、适应信号变化的决策［5］，因此安装交通信号倒计时器能有效的减少车辆的闯红灯违法率．

从国外的研究中可以看出，在交叉口处安装电子执法或交通信号倒计时器都会对驾驶员的闯红灯违法行为造成一定的影响，使交叉口的闯红灯违法率降低．如今，国内很多城市信号交叉口中都已安装电子执法或交通信号倒计时器，但国内外交通差异较大，因此这2种设施安装后会给我国交叉口车辆的闯红灯违法行为带来什么样的影响是一个值得研究的问题．

1 电子执法、交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法行为影响的定性分析

车辆接近信号交叉口时，驾驶员将根据接收到的交通信息（车辆的运行速度、车辆距停车线的距离、交通信号的灯色等）去判断选择是匀速行驶通过交叉口、加速行驶通过交叉口还是减速停车等措施．在信号转换阶段，驾驶员的决策将直接影响车辆通过交叉口时是否违法闯红灯．驾驶员的决策过程可以用简单的感知－判断－行动模型来反应，当交叉口有电子执法或交通信号倒计时器，驾驶员的信息处理过程见图1．定性的分析，电子执法会影响到驾驶员接收的交叉口执法信息；交通信号倒计时器会影响到驾驶员接收的交叉口控制信息，这两种设备单独设置在交叉口中或者同时设置在交叉口中，可能会对交叉口车辆的闯红灯违法行为带来不一样的影响．

图1 驾驶员信息处理过程图

2 电子执法、交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法行为影响定量分析的调查方案

为了研究电子执法与交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法行为的影响，本文通过对哈尔滨市4个不同交通监控设施的交叉口进行基础数据采集，调查方案安排如下．

2．1 调查地点的选择

Arup［6］在研究电子执法对交叉口车辆闯红灯违法行为影响时发现，在同一区域中有电子执法交叉口的车俩闯红灯违法率减少与没有电子执法设施交叉口的交通违法频率减少几乎一样，这是由于电子执法威慑作用的光晕效应造成的．为了减少电子执法威慑作用光晕效应的影响，本文选择的无电子执法交叉口均远离电子执法区域．调查时选择的4个信号交叉口在下文的研究中分别用代号交叉口1，2，3，4来代替，各个交叉口设施的情况见表1．

表1 研究的4个交叉口设施的安装情况表

2．2 调查时间的选择

不良天气状况、节假日、城市重大活动等都会对城市交通流的运行产生一定的影响．避免上述不良情况对调查的影响，本研究选择在2010年10月20日（周三，晴天，没有雾，能见度较好）08：00～18：00连续10h内进行．

2．3 调查方法的选择

车辆闯红灯违法率的统计需要有进口道的交通量以及闯红灯违法车辆数，调查量较大，因此本研究选用了录像法对交叉口的车辆运行状况进行数据采集．在调查中，每个进口道架设1台摄像机，摄像机架设时都必须保证能够看清信号交叉口的信号灯色的转换情况（交通信号倒计时器的数字）以及该进口道车辆的运行情况．

3 电子执法、交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法行为影响定量分析的结果

3．1 数据统计

根据车辆闯红灯违法行为与交叉口信号运行情况的特点，可以将交叉口中车辆的闯红灯违法行为分为两大类，分别是绿灯末期的车辆闯红灯违法行为以及绿灯初期的车辆闯红灯违法行为．绿灯末期的车辆闯红灯违法行为发生在本相位绿灯结束—红灯启亮的转换阶段；绿灯初期的车辆闯红灯违法行为发生在本相位红灯结束—绿灯启亮的转换阶段．

每个交叉口车辆闯红灯违法率为各个进口道闯红灯违法率的平均值．通过人工统计的方法对4个交叉口的调查视频进行统计，得到4个交叉口绿灯末期与绿灯初期车辆的闯红灯违法率见图2及图3．

图2 绿灯初期4个交叉口车辆闯红灯违法率统计图

图3 绿灯末期4个交叉口车辆闯红灯违法率统计图

3．2 电子执法对交叉口车辆闯红灯违法行为影响的定量分析

横向比较有无电子执法交叉口车辆的闯红灯违法行为，可以间接得出电子执法对交叉口车辆闯红灯违法行为的影响效果，在本文中的对比研究对象为交叉口1与交叉口3．

在横向比较的分析过程中，如果单纯利用两交叉口车辆闯红灯违法率的变化大小去判断电子执法对车辆闯红灯违法行为的影响，会有一定的片面性．这是因为在数据采集的过程中，由于样本数量有限、统计误差等因素的存在，将导致各个交叉口闯红灯违法率产生一定的波动和误差．因此，在分析的过程中，为了更加准确的判断电子执法的安装对车辆的闯红灯违法行为是否有显著的影响，本文采用Mann－Whitney Test检验对2个交叉口闯红灯违法率进行显著性判断．Mann－Whitney Test检验可以分析2个独立样本在一定显著性水平下是否有显著的差异，在调查中每个交叉口的闯红灯违法率都互不影响，因此，可以采用此方法进行检验．

交叉口1与交叉口3闯红灯违法率横向对比分析的结果见表2．

表2 电子执法对车辆闯红灯违法率影响分析表

从上表的分析中可以看出：绿灯末期，有电子执法交叉口车辆的闯红灯违法率比没有电子执法的降低了14．8%；绿灯初期，有电子执法交叉口车辆的闯红灯违法率比没有电子执法的降低了30．0%；并且这两组样本的 MW检验都是显著的．可见电子执法对绿灯末期以及绿灯初期车辆的闯红灯违法行为都有显著的影响，电子执法能够降低绿灯初期以及绿灯末期的闯红灯违法率．

为了更好的了解电子执法对车辆闯红灯违法行为的影响，本文对交叉口驾驶员的行为选择意向进行了问卷调查，调查结果见表3．意向调查结果显示：有电子执法交叉口驾驶员选择停车的比例为82．5%，比没有电子执法的交叉口增加了41．3%．并且大部分驾驶员都表示鉴于电子执法的处罚，在这些交叉口处驾驶会更加的谨慎，在绿灯初期会选择在绿灯启亮后再发动车辆进入交叉口．

表3 绿灯末期驾驶员行为意向选择调查统计表

从上述的分析中发现由于电子执法的威慑作用，电子执法对绿灯末期以及绿灯初期车辆的闯红灯违法行为都有显著的影响，电子执法能使绿灯末期车辆闯红灯违法率降低约15%，电子执法能使绿灯初期车辆闯红灯违法率降低约30%．

3．3 交通信号倒计时器对车辆闯红灯行为影响的定量分析

横向比较有、无交通信号倒计时器交叉口车辆的闯红灯违法行为，可以间接得出交通信号倒计时器对交叉口车辆闯红灯违法行为的影响效果，本文中的对比研究对象为交叉口1与交叉口2．

交叉口1与交叉口2闯红灯违法率横向对比分析的结果见表4．

表4 交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法率影响分析表

从表4的分析中可以看出：绿灯末期，有交通信号倒计时器交叉口车辆的闯红灯违法率比没有的交叉口增加了2．4%，但这2个样本的MW检验是不显著的．可见交通信号倒计时器对绿灯末期车辆的闯红灯违法行为没有显著的影响．

本文调查的2个交叉口交通信号倒计时器的安装时间都超过了4a，驾驶员适应了交通信号倒计时器的运行后，交通信号倒计时器对车辆闯红灯违法行为没有显著的影响．而根据Lum ＆Halim［7］的研究（见表5），安装交通信号倒计时器1．5个月后，闯红灯违法率减少了72．0%，但是7．5个月后，大部分驾驶员适应了交通信号倒计时器的运行，闯红灯违法率又恢复到了没安装前的水平．

表5 交通信号倒计时器安装前后绿灯末期车辆的闯红灯违法数量统计表

另外，从表4的分析中可以看出：绿灯初期，有交通信号倒计时器交叉口的车辆闯红灯违法率比没有的交叉口增加了151．2%；并且这两个样本的MW检验都是显著的．可见，安装信号倒计时会对交叉口绿灯初期的闯红灯违法行为有显著影响，导致绿灯初期车辆的闯红灯违法率大大增加了．这是由于安装信号倒计时后，驾驶员能够预知绿灯启亮的准确时间而提前启动车辆进入交叉口导致的．驾驶员的这种行为容易导致交叉口直角碰撞交通事故的发生，不利于交叉口的交通安全．

综上，交通信号倒计时器安装较长时间后，驾驶员适应了其运行规律，交通信号倒计时器对绿灯末期车辆的闯红灯违法行为没有显著的影响；安装信号倒计时会对交叉口绿灯初期的闯红灯违法行为有显著影响，导致绿灯初期车辆的闯红灯违法率增加了约150%．

3．4 电子执法与交通信号倒计时器同时安装对车辆闯红灯行为影响的定量分析

横向比较有无电子执法与交通信号倒计时器交叉口车辆的闯红灯违法行为，可以间接得出电子执法与交通信号倒计时器同时安装对交叉口车辆闯红灯违法行为的影响效果，在本文中的对比研究对象为交叉口1与交叉口4．交叉口1与交叉口4闯红灯违法率横向对比分析的结果见表6．

由表6可见：绿灯末期，有电子执法与交通信号倒计时器交叉口车辆的闯红灯违法率比没有的交叉口降低了17．6%；绿灯初期，有电子执法与交通信号倒计时器交叉口车辆的闯红灯违法率比没有的交叉口降低了30．4%；并且这2组样本的MW检验都是显著的．可见电子执法与交通信号倒计时器的共同作用下，对绿灯末期以及绿灯初期的车辆闯红灯违法行为都有显著的影响，能够降低绿灯初期以及绿灯末期的闯红灯违法率．

表6 电子执法与交通信号倒计时器同时安装对车辆闯红灯违法率影响分析表

为了得出安装电子执法与交通信号倒计时器的不同组合方式对交叉口处车辆的闯红灯违法行为的影响，本文利用了SPSS统计分析软件中多个独立样本MW显著性分析模块对数据进行了分析，结果见表7．在显著性水平α＝0．05的情况下，绿灯末期、绿灯初期4个交叉口车辆的闯红灯违法率都存在显著的差异，并且交叉口4绿灯末期以及绿灯初期车辆的闯红灯违法率都是最低的．因此建议同时安装电子执法与交通信号倒计时器以降低绿灯末期与绿灯初期的驾驶员闯红灯违法率．

表7 电子执法与交通信号倒计时器同时安装对车辆闯红灯违法率影响分析表

4 结 论

1）由于电子执法的威慑作用，电子执法对绿灯末期以及绿灯初期车辆的闯红灯违法行为有显著的影响，电子执法能使绿灯末期及绿灯初期车辆的闯红灯违法率降低约15%以及约30%．

2）交通信号倒计时器安装较长时间后，驾驶员适应了其运行规律，交通信号倒计时器对绿灯末期车辆的闯红灯违法行为没有显著的影响．

3）安装信号倒计时会对交叉口绿灯初期的闯红灯违法行为有显著影响，导致绿灯初期车辆的闯红灯违法率增加了约150%，不利于交叉口的交通安全．

4）在电子执法与交通信号倒计时器这两种设施的设置组合方式中，同时安装电子执法与交通信号倒计时器最有利于减少绿灯末期车辆的闯红灯违法行为．

［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．