信号交叉口行人群体非理性过街行为研究

张清泉，万江云

重庆交通大学

信号交叉口行人群体非理性过街行为研究

张清泉，万江云

重庆交通大学

通常人类都是以个体形式存在，其行为模式也显得杂乱无章、千差万别，但是当我们将某一区域内的人组成的整体作为一个群集来看待，其行为往往具有某种规律。通过研究交通系统中的群集现象，揭示各种交通环境条件下行人的宏观和微观运动规律，为人性化的行人交通系统构建提供依据。

群集；非理性过街；人性化；行人交通

引言

法国社会学家Le Bon[1]对法国大革命时期的聚集人群进行了研究，对从个体演变为人群后所产生的其他心理变化及行为变化进行了研究，最早解释了聚集行为。Dirk Helbing[2]研究发现行人个体虽然有偏好性，但行人的动态性表现出很多的群集性，因此行人群有较强的可预测性。可用行为力模型对行人Helbing现象进行微观模拟，并且行人群的群集特性可用自组织现象解释。Reyn⁃olds[3]提出聚集、排斥、速度三规则后群集运动建立了系统的计算机模型。Heppner和Grenader[4]在群集模型中提出的一个具有15个参数的随机微分方程。T.Vicsek[5]从统计力学的角度提出了Vic⁃sek模型。

1.信号交叉口人群非理性过街

信号交叉口人群非理性过街行为可以用一个网络热词来描述“中国式过马路”，指的是凑够一小撮人就可以走了，和红绿灯无关。行为产生的过程是行人感知信号交叉口交通信息、大脑分析处理信息、由外因和内因联动产生交通行为。

同时这也是一种从众现象，“从众”是一种社会性的传播行为，在这种心理的作用下，会发生个性减弱或失去个性的现象[6]，具体有盲从、随从、遵从或顺从的行为特点。从众人群有虚张声势的行为表现，而且人群基数越大，人群中的个体表现越勇敢。具体在中国式过马路现象中体现明显，当过马路的人群基数较少时，大多数人便会遵守交通规则，当基数较大且出现少数“领导者”后，人群心理便会产生变化，即人群中的个体表现勇敢，不顾交通规则跟从“领导者”过马路。

交叉口信号设置不合理也是城市行人不安全行为产生的重要原因，当交叉口红灯时间太长，超过行人极限等待时间时，即使有信号控制和专人管制，大多数行人也会不顾信号控制而强行穿越。

2.信号交叉口人群非理性过街行为需求讨论

人群非理性过街行为之所以发生的根本原因是因为该人群有过街的需求，非理性过街需求在道路交通环境和人群过街心理的共同作用下转化为非理性过街行为。其中人群过街需求无法改变，下面讨论道路交通环境和人群过街心理两方面的因素对非理性过街行为产生的影响。

2.1 道路交通环境

人群非理性的穿越信号交叉口也是在一定的道路交通环境条件下才会发生的，交叉口信号设置不合理，当交叉口红灯时间太长，超过行人极限等待时间时，即使有信号控制和专人管制，大多数行人也会不顾信号控制而非理性强行穿越。

当车辆较少，车辆与人群的可接受间隙符合人群心理预期也会产生非理性强行穿越。

2.2 行人过街心理

行人存在从众心理，当人群个体数量增大，一旦有“领导者”便会引起该群体强行穿越，很多理性穿越的行人的心理也会产生动摇，忍耐时间急剧下降，产生非理性的穿越行为。

3.行人群体过街时间

设人行横道长为a宽为b，共有N个要有过街的个体，每个个体的运动速度为vi，（i=1、2、3……N），θi（t+1）为第i个个体在t+1时刻的预期行进方向，且每个个体都可以感知自己周围其他个体的信息。每个个体与周围其他个体间有三种区域关系。即排斥区域、一致区域和吸引区域。设N个个体中有M个单元，每个单元都有自己单元的leader。当N个个体中出现了n（n 1）个leader，n个leader便会引导该群体的过街行为。由群集动力学相关模型可以得到以下结论：

所有个体具有一个共同的运动方向，只是在运动过程中会稍作调整，这是由于受其他个体运动速度、方向影响和该个体心理可接受间隙的影响。群体中的每个个体会根据周围个体的运动情况调整自己下一时刻的速率和运动方向，个体数越多，所需leader的个数越少，系统同步时间越短。最后可以看成一个系统来讨论其过街行为。系统速度v可用下式表示。

其中l—过街群体长度

4.人性化行人过街交通设计

人群非理性过街行为和机动车驾驶员有各自不同的交通需求，按照以人为本设计原则，要树立行人优先的理念，可以从以下三个方面来解决人群非理性过街。

首先建立人群过街效用与机动车穿越交叉口效用评价体系，对实时交叉口行人和交叉口的机动车数量进行检测，评价两者效用的高低，给予效用高者优先通过权。其次实时检测机动车的到达，在机动车到达间隙，且间隙大于行人过街时间，给予行人优先通过。最后根据行人群体过街时间设置行人过街专用相位，满足行人过街需求。

[1]Le Bon,Gustave,The Crowd:A Study of the Popular Mind. NEW YORK：THE MACMILLAN CO.1896.

[2]HELBING D,P MOLNÁR,FARKAS I J,et al.Self-organizing Pedestrian movement[J].Environment and Planning B：Planning and Design 2001,28:361-383.

[3]Reynolds,C.W.(1987)Flocks,herds,and schools:A distribut⁃ed behavioral model,in computer graphics.Proc.Of SIGGRAPH'87, 21(4):25-34.

张清泉（1989-），男，河南开封人，重庆交通大学，硕士，交通规划；

万江云（1988-），男，重庆人，重庆交通大学，硕士，交通规划。