高校出入口行人过街特性与过街设施研究

曹弋，左忠义，徐慧智

(1.大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028;2.大连海事大学 交通运输工程博士后流动站，辽宁 大连 116028;3.东北林业大学 交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040)*

0 引言

随着交通安全理论的不断发展及人性化交通理念的逐步体现，高校出入口的行人过街问题越来越受到人们的广泛关注.高校出入口的过街行人以在校学生为主要构成，而该类人群具有不同于一般社会人员的过街行为与特性.鉴于上述原因，如何在交通调查的基础上，明确学生过街特性，并以此为依据改进现有的行人过街设施设计方案，对于保证行人过街安全性具有一定的实际意义.

国内外对于行人过街问题进行了大量研究.King.MR等通过视频拍摄及测速等方法，分析了行人安全岛、信号灯及人行横道等设施对机动车速度、行人安全性及驾驶员行为的影响［1］.Kay Fitzpatrick等通过行人过街需求调查，评估了行人过街设施，并对无信号人行横道上的行人过街安全性进行了分析［2］.Eleonora Papadimitriou研究提出了，城市交通中行人过街行为的理论及模型，利用实际调查数据，验证了模型的可靠性［3］.Holland.C等系统分析了危险条件下，年龄、性别及驾驶员姿态对于行人过街意向的影响［4］.国内杨晓光等通过定量分析，得到了不同道路宽度和不同流量条件下一次过街方式与二次过街方式的行人延误，同时探讨了两种过街方式的适用范围［5］.景超针对行人过街行为特性、行人交通流特性及行人过街延误特性进行了研究，提出了行人过街信号控制策略［6］.徐良杰等应用交通流冲突理论与间隙接受理论，推导了行人穿越机动车道的人数及等待通行人数的计算方法;应用统计学方法，建立了行人过街时间模型［7］.冯树民等分析了无信号控制条件下，行人过街时机动车和行人的运行特征、穿插特征，确定了行人穿越机动车的可穿越间隙［8］.

从现有研究成果来看，不论国内还是国外，均针对社会人员普遍存在的行人过街特性开展研究.没有考虑到高校学生特有的过街特性，因而应用现有的行人过街设施设置方法进行设计，将无法满足高校出入口的行人过街需求.本研究在交通调查的基础上，充分分析高校学生过街特点，以此为依据，对现有的行人过街设施进行改进，对行人过街设施设置方法的研究具有一定的借鉴意义.

1 交通调查与数据处理

1.1 交通调查方案

本研究选择大连交通大学北门处的黄河路路段为调查地点.该路段东西走向，双向六车道.现有行人过街设施包括人行横道线、安全岛及行人信号等，如图1所示.

图1 调查地点

鉴于在校学生中午的下课时间为12∶00，且行人过街现象较晚上18∶00时更加集中.为了充分揭示高校学生过街的时间分布特性，本研究选择周二至周四3天进行观测.观测时段选择在中午11∶40～12∶20期间，每5 min为一个时段进行分段统计.采用外业视频录像观测与内业数据整理相结合的调查手段开展交通调查.

1.2 数据处理

在内业数据处理的过程中，根据视频录像资料可以直接统计得到的数据包括:行人过街流量、机动车流量、行人违规过街行为数及行人与机动车冲突数.

表1 第一观测日的行人过街参数

对于行人过街速度与机动车行驶速度数据的获取，首先需要在现场选择参照物并测量参照物之间距离.利用视频帧放功能播放视频，结合视频中显示的时间差，间接计算确定行人过街平均速度与机动车平均行驶速度.同样利用该帧放功能并记录机动车行驶时间差，可以计算得到机动车平均延误数据.论文以第一天观测到的行人过街流量与速度数据为例，汇总于表1中.

2 行人过街特性分析

2.1 行人过街流量与速度特性

利用交通调查得到的视频资料，借助前文所述的数据统计方法，可以得到11∶40～12∶20期间的行人过街流量及平均速度数据.以每5 min为一统计时段，将上述数据进行整理，如图2所示.

图2 高校行人过街流量与速度

从图2中可以看出，在行人过街流量方面，11∶40～12∶00期间，流量较少，大致为每5 min 200人左右;12∶00～12∶10期间，行人过街流量迅速增加至每5 min 500人左右，近似为前一时段的2.5倍，行人通行处于严重的过饱和状态;12∶10～12∶20期间，行人过街流量开始逐渐回落，但仍略高于第一时段.高校行人过街流量出现上述时间集中特性的原因是显而易见的，即由于学校于12∶00进入午休期间，大量学生外出所导致.

在行人过街平均速度方面，在11∶40～12∶00与12∶10～12∶20期间，速度值较大，大概为4 km/h左右，与文献［9］研究得到的普通社会人员平均过街速度一致;在12∶00～12∶10期间，速度明显降低至2.2 km/h左右.这是由于此时的行人过街流量很大，处于严重的过饱和状态，过大的行人流量势必导致行人之间冲突频发，进而使得平均过街速度明显降低.

2.2 闯红灯过街行为

通过三天的交通调查发现，高校出入口行人的不良过街行为，以闯红灯过街为主.特别是在学校午间下课的过街高峰期间，该现象表现的尤为突出，如图3所示.通过调查统计，整理得到的闯红灯过街数如图4所示.

图3 行人闯红灯过街现象

图4 行人闯红灯过街次数

从图4中可以看出，在短短5 min期间，就有100多人闯红灯过街，而在12∶00～12∶05期间内，更有超过200人闯红灯过街.与行人过街流量数据进行对比后发现，该时段内有接近50%的学生闯红灯过街，且该不良过街行为的时间分布规律与流量的时间分布规律接近.闯红灯过街行为不仅严重威胁学生自身的安全，同时在机动车流量较大时，会导致其与行人发生冲突，严重影响行人及机动车通行效率.

进一步分析该现象产生的原因发现，大学生具有性格急躁，安全意识淡薄等心理，导致其难以忍受长时间的过街等待.大学生从众心理明显，只要有少量学生闯红灯过街，大量学生便会效仿.此外，于高峰期间出现的过饱和过街流，也是导致该期间闯红灯现象突出的原因之一.

3 机动车运行特性分析

3.1 流量及速度特性

行人过街交通并不是孤立存在的，它受相交机动车交通的影响，同时也影响着相交机动车交通.鉴于上述原因，有必要对调查路段的机动车流量及速度特性进行分析.本研究将调查得到的机动车流量及速度数据整理如图5所示.

图5 机动车流量及速度

从图5中可以看出，在11∶40～12∶20期间，机动车流量并无明显变化，大致分布在200～260辆/5 min内.但机动车通过人行横道的平均行驶速度发生了明显变化，在11∶40～12∶00期间内，平均速度大致为 25 km/h左右;在12∶00～12∶10期间内，平均速度显著下降致8 km/h左右;从12∶10开始，速度值又开始逐步回升.

由于该时段机动车流量并无明显变化，认为机动车平均速度的下降，并不是流量过大而导致的.结合该时段行人过街特性分析发现，过街高峰期间，行人过街流量剧增，同时存在较严重的闯红灯过街行为，由此导致的行人与机动车严重冲突，促使机动车通过人行横道的平均速度显著下降.

3.2 机动车与过街行人交通冲突

图6 过街行人与机动车的交通冲突

图7 行人闯红灯过街数与机动车延误

视频观测结果表明，在12∶00～12∶10的午间下课外出高峰时段，由于大量闯红灯过街行为的出现，产生了较严重的过节行人与机动车冲突现象，如图6所示.此外，冲突现象的严重程度，也可以通过机动车驶过人行横道的平均行车延误来表征，如图7所示.该延误与行人闯红灯过街行为数呈现出密切的相关性.

4 行人过街设施方案分析

4.1 现有行人过街设施及问题分析

大连交通大学北门门前道路为黄河路，东西走向，两块板断面，双向六车道，道路总宽26.8 m，中间设置绿化带.行人过街为平面过街方式，设施包括人行横道、二次过街安全岛及行人信号灯.行人过街信号配时周期为120 s，其中绿灯时间22 s，红灯时间98 s.

结合前文所述的高校行人过街特点，分析现状过街设施存在的问题.认为现状行人过街方案，仅仅是依据现行的规范，以行人过街小时流量为设计指标进行设计.故而现有方案没有考虑到高校学生过街的时间分布特性，即平峰时段存在绿灯时间损失的现象，高峰时段又难以满足行人过街需求.

4.2 行人过街设施改进方案

针对现有行人过街设施存在的问题，考虑到学校规模及周边用地规模的发展，采用近远期相结合的设计方案，主要包括以下两方面.

近期方案:5年以内，仍然保持现有的平面过街方式，对信号配时方案进行调整:学生上课期间的过街平峰时段，信号周期120 s，绿灯时间20 s，红灯时间100 s;对于学生下课后至上课前的过街高峰时段，信号周期120 s，绿灯时间40 s，红灯时间80 s.此外，信号配时的时差，应与其上游黄河路与西南路交叉口的机动车信号进行协调，利用其红灯时段，组织学校行人过街，以减少机动车与过街行人的冲突.

远期方案:考虑到大连市地铁2号线将于5年后竣工，且该线在交通大学设置了地下地铁站.结合现有地铁站施工图设计资料，认为远期可采用地下过街方式实现行人交通与地面机动车交通的空间分离.

5 结论

(1)高校行人过街的流量及速度具有明显的时间分布特性，其分布规律由学校教学运行时间决定;过街高峰时期的闯红灯过街行为突出;

(2)行人过街地点的机动车速度与延误受行人过街的干扰严重，高峰时期表现为速度显著降低，延误显著增加;

(3)对高校行人过街设施进行设计时，应充分考虑其不同于一般社会人员的过街特性，即具有明显的时间集中性因素.

论文研究是以大连交通大学为例，进行交通调查与方案分析.尽管数据层面具有一定的特殊性，但其研究所得的规律仍可为同类研究所借鉴.

［1］KING M R，CARNEGIE J A，EWING R.Pedestrian Safety Through A Raised Median and Redesigned Intersections［J］.Transportation Research Board，2003，1828:56-66.

［2］KAY FITZPATRICK，SHAWN TURNER，MARCUS BREWER，et al.Improving Pedestrian Safety at Unsignalized Crossings［J］.Transportation Research Board，2006，562:8-15.

［3］ELEONORA PAPADIMITRIOU.Theory and Models of Pedestrian Crossing Behavior along Urban Trips［J］.Transportation Research Part F:Traffic Psychology and Behaviour，2012，15(1):75-94.

［4］HOLLAND C，HILL R.The Effect of Age，Gender and Driver Status on Pedestrians’Intentions to Cross the Road in Risky Situations［J］.Accident Analysis and Prevention，2007，39:224-237.

［5］杨晓光，劳云腾，云美萍.无信号控制路段行人过街方式适用性研究［J］.同济大学学报(自然科学版)，2007，35(11):1466-1469.

［6］景超.行人过街交通特性研究［D］.长春:吉林大学，2007:16-63.

［7］徐良杰，王炜.信号交叉口行人过街时间模型［J］.交通运输工程学报，2005，5(1):111-115.

［8］冯树民，裴玉龙.行人过街延误研究［J］.哈尔滨工业大学学报，2007，39(4):613-616.

［9］裴玉龙，冯树民.城市行人过街速度研究［J］.公路交通科技，2006，23(9):104-107.