城市道路行人三次连续过街等候时间研究

2015-02-19叶飞

浙江交通职业技术学院学报 2015年1期

关键词：交通规划

叶　飞

(浙江交通职业技术学院，杭州　311112)

城市道路行人三次连续过街等候时间研究

叶飞

(浙江交通职业技术学院，杭州311112)

摘要:以无信号控制道路交叉口三次连续过街行人为研究对象，在行为调查数据的基础上，结合时间心理学理论，从广泛的道路使用者和道路因素角度，定量分析行人过街等候时间及其影响因子。通过被试内设计实验方案，采集A、B、C三个典型交叉口数据并进行统计处理，基于不同因子分类探究三次等候时间相关性，并进行显著性检验。结果表明，三次连续过街等候时间之间存在一定的相关性，其显著性程度会因主干路安全岛宽度的不同而存在差异，过街设施设计的形式会从心理角度对行人过街等候时间造成影响。

关键词:交通规划；连续过街；等候时间；

0引言

在城市道路交通系统中，行人是全世界公认的最易受攻击的道路使用者。在中国，与行人直接有关的道路交通事故约占总数的1/3，步行交通方式死亡人数为事故总死亡人数的25%左右[1]。城市交通系统包括步行交通和车辆交通，步行交通与车辆交通之间因冲突发生的交通事故大多发生在过街行人身上，行人过街交通是步行交通中最重要的部分[2]。

行人过街等候时间，是研究行人过街交通的一个重要参数。以往研究表明，行人穿越被安全岛隔离的主干路的二次过街行为过程中，两次过街之前的等候时间呈现负相关关系。行人在第一次过街之前的等候时间越长，在第二次过街之前的容忍等候时间越短，反之亦然[3]。根据年龄和性别可以预测行人选择过街的时机，男性比女性更倾向于冒险，年轻人比年长者更倾向于冒险，小孩儿在父母陪同时候比无父母陪同情况下更倾向于冒险。个体性格特点、文化差异和价值观差异也与过街过程中冒险倾向性有关，经常寻求强烈感官刺激的人在交叉口比回避强烈感官刺激的人更倾向于冒险[4-5]。

在不考虑人口统计变量和性格变量差异的情况下，情境变量决定了行人过街的冒险倾向性，有时间压力的过街行人更倾向于违反交通法规。同样，对交叉口的熟悉程度、是否使用手机和有无交警在场等情境变量也与行人过街冒险倾向性相关。学者在研究交通基础设施的设置情况对行人安全影响的过程中发现，汽车驾驶员让步于行人的倾向性和道路车道数以及道路限速值相关。

为明晰各种影响因素对过街行人等候时间的影响程度，集中探讨行人过街模式，通过实验记录婚姻状况、教育程度、收入情况和职业类型等基于受伤行人特征的人口统计变量。以实际行为调查及问卷调查数据为基础，对城市行人过街等候时间进行定量对比分析研究，在此基础上探究过街基础设施的设置情况与行人过街行为之间的关系，分析行人三次连续过街过程中等候时间之间的相关性。

1理论基础

1.1心理时间

法国柏格桑在1889年最早提出空间时间和心理时间的理论，他将传统理解的自然时间、空间时间称为客观时间，而心理时间则称为主观时间。他认为人越是进入意识深处，空间时间越不适用，只有心理时间才有意义。单位时间具有弹性特征，即同样的1s，每个个体的心理时间和现实时间存在出入。据研究，个体对时间的认知取决于多种因素，主要包括时间的长短、间隔、顺序、刺激出现的时点以及个体的认知因素和人格特征等。空间时间与心理时间可进行相互转换，但在二者相互转换过程中受到时间的长短、环境、个体的认知因素以及人格特征等综合因素的影响[6]。其函数关系表征如下：

Ts=F[f(α，β，γ)，Tp]

式中：Ts为空间时间；Tp为心理时间；f(α，β，γ)为修正因子；α，β，γ为心理感知影响因素。

1.2行人过街等待心理极限

在行人过街过程中，将行人到达人行横道至行人开始通过人行横道所等待的时间称作行人过街等候时间，该时间对于行人来说有一个心理接受范围。国内大城市无信号控制人行横道行人过街时，强行穿越行为非常普遍，相当部分原因是由于行人等待穿越的时间超出了行人可接受的心理范围。行人的忍耐能力是有限的，当行人等待车间安全间隙的时间超出了行人所能承受的忍耐能力时，行人往往不顾是否安全，或过高估计自身和机动车能力，从车间非安全间隙中强行穿越。

国外对于行人过街等待心理极限都有相应的调查研究。在无信号控制的路段，英国行人能够承受的最长等待时间为45-60s；而对于日本行人而言，心理的等待极限约为30s；国内的专家、学者对行人过街等待心理极限研究较少，有人认为该时间为35-40s。当行人延误累积到一定程度还是需要等待时，行人往往自觉或不自觉地往机动车道逼近[7]。同济大学交通运输工程学院所做的调查认为，在杭州，当等候时间超过90 s，行人过街信号灯对路人的作用趋于零。在我国首部《城市道路人行过街设施规划与设计规范》中，专家建议交叉口信号控制行人过街时间不宜大于80s。《规范》作为交通政策与标准规范，在实践中并未得到有效执行。在杭州，多路口现场调查表明，杭州近10个繁忙路口，最长红灯时间约为145s，最短红灯时间约为115s，这些路口均是行人闯红灯现象频发的地方。

当行人时间延误累积到一定程度仍然需要等待时，行人往往自觉或不自觉地往机动车道逼近。行人过街等候时间一旦超过行人过街等待心理极限，行人就会冒险强行穿越街道，交通事故往往在该情况下发生[8]。

2研究假设及实验设计

2.1研究前提假设

在进行本文研究之前，做出如下假设：

1.仅考虑与过街等候时间相关的人口统计学变量：

a、年龄对等候时间的影响：等候时间与年龄呈正相关关系，过街行人年龄越大，过街之前的等候时间越长；

b、性别对等候时间的影响：过街之前女性比男性等候时间更长；

c、交叉口熟悉程度对等候时间的影响：等候时间与对交叉口的熟悉程度呈负相关关系，经常穿越交叉口行人的等候时间比很少穿越交叉口的行人更短。

2.针对不同的安全岛宽度，前两次等候时间之间的相关关系有一定的差异，在设置狭窄安全岛的情况下呈负相关关系，设置宽阔安全岛的情况下呈正相关关系。

3.行人在第三次和第二次过街之前的等候时间之间均呈正相关关系。

2.2实验设计

涉及的行人三次连续过街交叉口分为两种类型：被狭窄安全岛分离成两部分的主干路和被宽阔安全岛分离成两部分的主干路，安全岛宽度设置情况如图1所示。三次连续过街等候时间之间的期望相关关系如表1所示。

表1　根据假设2和3得出的期望相关关系

图1　两种安全岛宽度设置情况

大部分涉及行人过街行为的研究过程都采用被试间设计实验。为深入研究相同过街行人在不同道路环境情况下的过街方式，揭示过街行为方式的底层机制，本文采用被试内设计(重复测量设计)实验方案。在被试内设计中，没有被试变量混淆的可能，每一名被试都经过了所有的实验条件，不存在实验效果归因问题。本文研究所涉及到的行人三次连续过街交叉口平面结构以及记录等候时间的位置(T1、T2与T3)示意图如图2所示。

图2　交叉口平面结构及时间记录位置(T1、T2与T3)

实验所选三个地点A、B、C均为杭州市滨江区内的无信号灯控制交叉口，是典型的行人三次连续过街交叉口，调查地点A、B中设置有宽阔的安全岛(2-3 m)，地点C中设置有狭窄的安全岛(0.7 m)，如图3所示。

图3　观测地点平面结构图

在观测地点用秒表分别记录每一位过街行人在三次过街之前的等候时间值，同时在第三次过街之后以问卷调查形式记录过街行人的人口统计变量相关信息。实验观察人员记录的独立变量信息包括：过街顺序编号、性别、估计年龄、安全岛宽度，调查问卷包含的独立变量信息为：性别、年龄和使用交叉口的频率。

在交通流量和过街行人数目基本相同的前提下，选择了两个实验时段9:00-12:00和15:00-19:00。观测阶段的每1 h开始持续5 min记录双向的交通流量和过街行人流量，主干路和次干路交通流量情况及标准差如表2所示。

表2　主干路和次干路交通流量及标准差

参与调查的774个过街行人中57 %为女性，过街行人平均年龄为43.9岁(标准偏差为18.07)。数据只涉及到完全通过三个连续交叉口并且在过街之前存在等候时间的过街行人，不符合实验设计要求的过街行人并未在统计范围之内。排除掉部分不可控因素造成的数据遗漏，完整问卷率达到96%，问卷数据分析结果如表3所示。

3实验结果分析

3.1等候时间与统计变量

在不考虑个体差异的情况下，三次过街之前的平均等候时间分别为6.00s、5.76s和0.79s。为了验证假设1，研究等候时间与统计变量之间的关系，对统计独立变量进行方差分析，结果如表4所示，每一次过街之前的等候时间与过街行人年龄之间相关性均不显著。

对统计独立变量进行T检验，结果如表5所示，尽管女性在过街之前的等候时间长于男性，但女性和男性前两次过街等候时间之间的关系没有显著差异。

表3　过街行人性别和年龄分布

表4　基于年龄分类的三次过街平均等候时间及标准差

*p<0.05;** p<0.01.

表5　基于性别分类的三次过街

*p<0.05;**p<0.01.

对不同穿越交叉口频率情况下的平均等候时间进行方差分析，结果如表6所示，穿越交叉口频率的不同仅仅对第一次过街等候时间具有一定的影响(F(5,657)=2.92，p<0.01)。对比可知，对特定交叉口比较熟悉的过街行人的等待时间比很少穿越该交叉口的行人少得多。

3.2等候时间与过街顺序

观测点A、B、C对应的过街行人人次及每次过街之前的平均等候时间如表7所示，对附属变量过街等候时间进行方差分析，可见，第一次(F(2,774)=20.84，p<0.001)、第二次(F(2,774)=20.61，p<0.001)和第三次(F(2,774)=16.02，p<0.001)的过街等候时间之间具有显著差异。对比可知，地点C的前两次过街等候时间较短，地点B的第三次过街等候时间明显较短。

表6　基于穿越频率分类的第一次

* p<0.05;** p<0.01.

3.3等候时间与安全岛宽度

通过分析三个观测地点安全岛宽度对过街等候时间相关性的影响，验证假设1、2和3。宽阔安全岛和狭窄安全岛情况下过街等候时间相关系数之间的差异如表8所示。设置宽阔安全岛的地方，第一次和第二次过街等候时间之间具有正相关性；设置宽阔安全岛和狭窄安全岛的地方，第二次和第三次过街等候时间之间均具有正相关性。可见假设2、3均得到肯定验证。

表7　基于观测点分类的过街行人平均等候时间方差分析

* p<0.05;** p<0.01.

表8　基于安全岛宽度分类的过街

* p<0.05;** p<0.01.

3.4三次过街等候时间相关关系

为了探究在三次过街过程中等候时间的重复测量差异，进行等候时间的相关性分析，分别给出每一个独立变量与等候时间之间的相关性，通过Z检验推断每一个独立相关性分析过程中等候时间平均值之间的差异显著性。两连续过街过程等候时间之间的相关系数如表9所示，前两次过街等候时间之间的相关系数为RT1&T2=0.149(p<0.001)，后两次过街等候时间之间的相关系数为RT2&T3=0.212(p<0.001)。后两次过街等候时间之间的相关性更加显著。(RT2&T3>RT1&T2)。

表9　两连续过街过程等候时间之间的相关系数

* p<0.05;**p<0.01.

4结语

行人三次连续过街等候时间之间的相关性与路面安全岛的设置形式有关，其显著性程度会因主干路安全岛宽度的不同而存在差异，过街设施设计的形式会从心理角度对行人过街等候时间造成影响。在穿越被狭窄安全岛分离的主干路时，前两次过街之前的行人等候时间之间的相关性不显著，在穿越被宽阔安全岛分离的主干路时，前两次过街之前的行人等候时间之间呈现显著的正相关关系；在三个调查地点A、B、C中，第二次和第三次过街之前的行人等候时间之间均呈现显著的正相关关系。

主干路上安全岛的宽度会影响行人对第二次过街行为负荷的认知，宽阔的安全岛会在行人的认知上造成前两次过街行为被分离成两次独立行动的印象，进而使得在下次过街之前已经重建耐心。在这种主干路被看作两个独立单元的情况下，等候时间之间的正相关关系将增强。进一步研究可结合“以人为本”理念，将行人连续过街等候时间相关性规律应用于道路交叉口的规划中，优化行人过街设施设计，促进城市道路交通系统安全、顺畅运行。同时，在为此类交叉口配置信号灯时，应充分考虑行人过街速度及过街等候心理极限时间，从行人心理认知角度改善信号配时，减少行人闯红灯的几率，提高交叉口的行人过街安全性。

参考文献：

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[7]苑红伟,肖贵平.大城市无信号控制人行横道行人过街延误分析[J].中国安全科学学报,2008,18(5):23-27.

[8]李昂,沈鸣.交叉口行人二次过街方案及其对行人延误的影响[J].交通运输系统工程与信息,2011,11(2):160-165.

Research on Waiting Time of Pedestrian

Before Crossing Three Successive Road Crossings

YE-Fei

(Zhejiang Institute of Communications, Hangzhou 311112, China)

Abstract:In order to explore pedestrian continuous crossing behavior rule on urban road, pedestrians who crossed three successive road crossings at no signal intersection were chosen as research object, based on behavior survey data, combined with time psychology, pedestrian waiting time at crossings and the influence factors were compared quantitatively from a broad range of road user and roadway factors angle. Through a within-subject design experimental plan, the data of typical intersection at site A, B and C was collected and statistically analysised, the correlation between three waiting time was explored based on different factor classification, a T-test for independent means of waiting times revealed that there are some correlation between the waiting time before three crossings, the significance will differ based on the width of refuge island on arterial road, the design style of street facilities will affect pedestrians’ psychological waiting time at the crossing.

Key words:transportation planning; pedestrian transportation; within-subject design; behavior survey; waiting time at successive crossings; correlation