（系统工程专业论文）信号交叉口非机动车与行人违章行为研究.pdf

摘要 y8 7 9 0 5 5 摘要 在我国城市信号控制的交叉口，非机动车与行人是影响交叉口通 行能力的重要因素。我国非机动车和行人的交通守法意识仍很淡薄， 交通违章现象比较突出。因此，对于我国城市的交通管理，特别是交 叉口的交通组织与秩序管理，必须注重和加强对非机动车和行人交通 的管理力度，减小非机动车和行人交通违章对交叉口机动车延误的影 响。 本文在对国内外行人与非机动车微观行为的研究成果进行分析与 总结的基础上，对信号交叉口的行人与非机动车的违章行为进行了深 入的研究；应用视频采集设备对北京两个典型信号交叉口的行人与非 机动车的微观违章行为进行数据采集，为论文研究奠定数据基础；通 过对采集的数据进行析取，建立了行人与非机动车的微观违章行为数 据库；通过数据的分析与处理，获得了信号交叉口行人与非机动车微 观违章行为的规律，主要包括：非机动车与行人在信号灯为红灯时间 进入交叉口的数量；非机动车与行人的违章流量与机动车通过交叉口 所用时间的关系：非机动车与行人的违章流量与机动车通过交叉口所 用速度的关系；机动车排队量与通过量对比。 本文统计出在非机动车与行人违章情况下每个信号周期每辆机动 车的延误时间，以及每个信号周期机动车的总延误时问，并分析了非 机动车与行人违章行为对信号交叉口左转弯机动车的延误影响。针对 影响原因，探讨了改善方法：在此基础上，针对信号交叉口非机动车 与行人违章行为的特点，提出了具体的交通改善措施。 关键词：行人、非机动车、信号交叉口、违章行为、延误 北京交通人学硕士学位论文 a b s t r a c t t h en o n m o t o r i z e dv e h i c l e sa n dt h ep e d e s m a n sa r et h em o s tj m p o n a n t m g r e d i e n tt h a ta 胞c t e dt h et r a 婀cc a p 曲i l i t yo fs i 舯a l i z e di n t e r s e c t i o n si n c h j a t h en o n m o t o d z e dv e h i c l e sa i l dt h ed e d e s 耐a n sa r es t i l ll o wm c m 岱cc o n s c i o u s n e s sa n d 订a 币co f f 饥c e sa r ep r e v a l c n t t bm a l l a 譬et h e c i t i e s 枉a f h c ，e s p e c i a l l yt h et r a f i i cm a l l a g e m e n ta ts i g n a l i z e di n t e r s e c t i o n s ， w es h o u k i p a ya t t e n t i o n t o s t r e n g t h e n t h e n l a n a g e m e n to ft h e n o n m o t o r i z e dv e l l i c l e sa dt h ep e d e s 埘a n s a l s ot h ev e h i c l e s d e l a yt i m e c a u s e db yt h et r a 伍co f r e n c e so f n o n m o t o r i z e dv e h i c l e s 卸dt h ep e d e s m a l l s s h o u l db ed e c r e a s e d t h et h e s i ss t u d i e so nm en o n m o t o r i z e dv e t l i c l e sa n dt h en e d e s t r i a n s m i c m s c o p i cb e h a v i o ra ts i 雕1 a l i z e di m c r s e c t i o n s t h eb a s i cd a t ai sc o l l e c t e d w i t hv i d e oc a m e r a sa tt w od i f r e r e n tt 、门p i c a l s i 目皿a l i z e di n t e r s e c t i o n si n b e 玎i n 晷i i lm ep a p e t h en o n m o t o d z e dv e h i c l e s a 1 1 dm ep e d e s t 打a 1 1 s b e h a v i o r sa r ed e s c r i b e di n d e t a i la r l ds o m ei n t e r r e l a t e dd a r 锄e t e r sa r e p r e s e n t e da f t e rd a t aa n a l y s i s ，t h e nt h eb a s i cd a t a b a s eo nn o n m o t o r i z e d v e h i c l e sa n dt 1 1 ep e d e s 埘a 1 1 sb e h a v i o rw a sb u i l t a tl a s t ，t h eb e h a v i o r c k 吼c t e r i s t i c so fn o n m o t o r i z e dv e l i c l e sa 1 1 dt h ed e d e s 缸a n sw e r e p r e s e n t e da sm et r a m co fn o n m o t o r i z e dv e h i c l e sa n dp e d e s m a n st h r o u 吐 s i g n a l i z e d 面t e r s e c t i o n sd u 矗n gt 1 1 er e dl i l 曲t ：t l l er e l a t i o nb e t w e e nt h et r a m c o f f b n c e sn u m b e ro fn o n m o t o r i z e dv e h i c i e sa n dp e d e s t r i a n sa n dt h ef a t e ， t i m ec o n s u m eo fm o t o n z e dv e h i c l e sp a s s i n 2t h es i 印a l i z e di n t e r s e c t i o n s ： t h ec o n t r a s to f s t o r a g e1 e n g m sa t l dt 豫伍co f m o t 硎z e dv e h i c l e s t h ed e l a yt i m eo fv e h i c l e s 协e v e r ys i 盟a l p e r i o d ，w h e nt r a 伍c o f r e n c e s h 印p e n s锄o n gn o n m o t o r i z e dv e h i c l e sa n dp e d e s 伍a 1 1 ， i s c a l c u l a t e di nt h i sp a p e ra sw e l la st h ew h o l ed e l a yt i m eo fv e h i c l e si ne v e r y s i 卸a lp 耐o d t h e nt h ei m p a c to ft h et r a 伍co f f e n c eo nl e f tt u mv e h i c l e si n s i g n a “z e di n t e r s e c 亡i o ni sa 1 1 a l y z e d ，a n di m p r o v e m e n tm e t h o d sa r ed i s c u s s e d o nt 1 1 eb a s i so ft h a t ， s p e c i f i ci m p m v e m e l l tm e a s u r e s a r cp r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so ff h eo f f e n c eb e l l a 啊o ro fn o n m o t o z e d v e h i c l e sa n dd e d e s m a n k e yw o r d s ：p e d e s t r i a l l ，n o n m o t o r i z e dv e h i c l e ，s i g n a l i z e di 1 1 t e r s e c t i o n ， t r a m co m m c e ，d e i a y i i 第一章绪论 1 1 选题背景和意义 1 1 1 选题背景 1 绪论 平面交叉口是公路网络或城市道路的基本节点，通常有多向交通 流集中，该交通流又由交通信号中断，往往是网络交通流的瓶颈口， 同常道路堵塞大部分都是由于平面交叉口的通行能力不足造成的，而 且道路交叉口的通行能力影响着整个交通网络的运输能力。道路由许 多交叉路口连接而构成道路网，道路交通在平面交叉口处反复地分流、 合流及交叉，使得交叉口处的交通状况尤其复杂。除此以外，左转弯 车辆和直行车辆和行人等在此交错，交通事故的危险性比普通路段要 大的多。提高平面交叉口的通行能力和改善路口行车秩序是国内外共 同关注的问题。 社会经济的持续快速发展，带动了我国城市化、汽车化的迅猛发 展，进而使交通需求尤其是道路交通量急剧增加。为了满足日益增长 的交通需求，近年来，城市交通基础设施建设取得了长足的发展，投资 加大、速度加快。交通拥挤、秩序混乱、事故频发、污染加剧，城市 交通问题已经成为制约社会经济持续发展的瓶颈问题。 建立良好的交通秩序、充分利用现有的交通基础设旋，不但要进 行交通工程的精品建设，而且要进行广泛深入持久的交通教育以及完 善交通法规、强化交通执法。 在中国，机动车数量正在急速的发展，然而跟机动车拥有率的急 速增长相比，交通参与者的交通法规意识淡薄，交通规则违反现象普 遍。如行人过道信号为红灯时，行人横穿马路，影响了机动车的运行 速度。这对驾驶员驾驶心理的影响也极大。即使前面为绿灯，驾驶员 也不敢放心的高速驾驶，因此在同样的交通及道路条件下，行驶速度 存在着很大的差别。 北京交通大学硕士学位论文 交叉口车辆与车辆之间，车辆与行人之间，特别是车辆与非机动 车之间的抢道、相互干扰，不仅是降低车速、阻滞交通，而且降低了 交叉口的通行能力。 行人和非机动车交通，在道路区间通过设置专用的人行道和非机 动车道极易与汽车交通分离，从而排除其对汽车的干扰。但在交叉口 处大部分情况是汽车与非机动车、行人混在一起，给交叉口处交通带 来极大困难，这往往是交叉口处交通混乱和通行能力极端下降的主要 原因。 1 1 2 课题研究意义 我国城市信号交叉口交通问题突出表现在两个方面：一是因通行 能力不足造成路口的延误过大，从而影响到整个城市路网的畅通；二 是因机动车、非机动车、行人相互交错冲突，交通秩序混乱，交通安 全问题严重。因此，平面交叉口的安全和畅通问题一直受到国内外专 家和学者的关注。 随着国民经济的持续发展及城市化进程的推进，道路交通流量将 不断增长，城市平面交叉口的交通问题将日趋严重。深入探讨信号交 叉口的非机动车的违章行为，对提高信号交叉口交通容量及行车安全 将具有积极的作用。 我国城市交通与发达国家相比，有两个显著特征： 一是道路上运行的车辆车型复杂，各类车辆之间的机动性能、几 何尺寸和运行速度差别大，因此车辆之间存在着严重的纵向干扰； 二是机动车、非机动车共用道路占一定的比例，即使机、非车道 分离，非机动车和行人的违章占道行驶现象仍比较普遍，因此交通流 之间的横向干扰十分突出。 本文在大量的数据资料和实地调研的基础上，得到北京市平面交叉 口高峰小时在非机动车与行人违章行为的干扰下的交通概况，从宏观 与微观两方面，对北京市典型交叉口的非机动车与行人的违章行为进 行统计分析，并分析了非机动车与行人的违章行为对交叉口延误的影 响，针对违章原因，从对非机动车及行人交通的合理组织、交通设施 2 第一章绪论 的提供、加大管理力度等三个方面提出改善措施，减小非机动车及行 人对交叉口通行能力的影响。 1 2 论文主要内容 1 2 1 阶段工作 本论文的题目是“信号交叉口非机动车与行人违章行为研究”，论 文的主要思路是应用视频采集设备对经过筛选的典型信号交叉口的非 机动车违章行为进行数据采集，经过一系列的数据分析工作，获得信 号交叉口的非机动车违章行为的微观数据库和行为规律，为信号交叉 口混合交通流模拟的基本模型提供数据上和理论上的基础。 本论文的工作主要分为以下几个主要阶段： 阶段一论文研究准备工作 此阶段工作内容主要是为论文的开展做准备工作。工作内容主要 包括：进行初步的文献检索，了解本论文研究领域内国内外的研究现 状和发展方向，确定论文的选题范围、采用的技术路线以及数据采集 和分析方法。 阶段二文献资料收集整理 此阶段工作内容主要是对国内外关于信号交叉口非机动车与行人 的违章行为的研究成果的广泛检索和深入的阅读理解。 阶段三相关数据采集 交通参数的采集是后期分析工作的基础资料，此阶段工作内容主 要是： ( 1 ) 选择典型信号交叉口。对北京市内混合交通严重、无特殊干扰 特征且具有较好的视频拍摄地点的典型信号交叉口进行考察和筛选。 ( 2 ) 设计信号交叉口数据采集方案。在进行数据采集之前，需要根 据所要拍摄的交叉口几何特征，提出获得这些参数所需要测量的数据， 再根据视频采集技术的特点，确定视频采集装置的设置点和数据度量 方法，以及所需要的交叉口几何数据。数据采集方案还包括数据采集 的时间段和时宜的天气状况。 3 北京交通大学硕士学位论文 ( 3 ) 实地数据采集。在预先设定的地点架设视频装置进行视频数据 的采集，并测量所需要的信号交叉口的几何数据。行人交通流量、流 向，交叉口基本情况的调查，信号周期、绿信比、相位，非机动车在 交叉口的交通行为调查。 阶段四数据的整理与分析 此阶段工作内容主要是： 建立数据库。从大量的视频数据中析取有用的数据，整理后的数 据应将其按照一定的格式进行存放，便于查找建立规范的信号交叉口 的非机动车违章行为的数据库，为下一步各种分析工作做好准备。 数据分析。采用数理统计方法对数据库中的数据进行统计分析， 并对结果进行初步分析。 阶段五总结与建议 此阶段工作内容主要是对前面所有工作的总结，提出不足及改进 的地方，并提出后续研究思路和新的可能方法。 1 2 2 论文内容 1 绪论 1 1 选题背景和意义 1 2 论文主要内容 2 非机动车与行人的微观行为特性 2 1 行人交通特性 2 2 非机动车交通特性 2 3 交通管理法规 3 数据采集与析取 3 1 数据采集 3 2 视频数据基本处理过程 4 数据分析与处理 4 1 基础交通流数据分析 4 2 交叉口机动车、非机动车与行人流量数据统计 4 第一章绪论 4 3 违章情况分析 5 违章行为的影响以及改善措施 5 1 信号交叉口的通行能力 5 2 信号交叉口的延误 5 3 车辆在交叉口的延误分析 5 4 平面交叉口非机动车与行人的交通违章特性 5 5 非机动车与行人的组织与管理措施 6 总结与展望 致谢 参考文献 5 北京交通大学硕士学位论文 2 非机动车与行人的微观行为特性 2 1 行人交通特性 行人交通是与人们生活密不可分的一项活动。步行能够使个人与 环境及他人直接接触，达到生活、工作、交往、娱乐等各种目的。为 了满足步行者的心理、生理和社会需要，并保证他们不消耗过多的体 力、不受其他交通的干扰、不发生交通事故，就必须提供必要的交通 设施。其中包括设人行道、人行过街横道、专用行人过街信号、护栏、 安全岛、行人过街天桥与地道、照明等。这些设施的规划、设计、实 施需要对行人交通的特性有很好的认识和理解。 行人交通特性表现在行人的速度、对个人空间的要求、步行时的 注意力等方面，这些与行人的年龄、性别、出行目的、修养、心境、 体制等因素有关，也与行人生活的区域、周围的环境、街景、交通状 况等有关，归纳起来如下表”1 ： 表2 一l 不同因素条件下的行人交通特性 劳荭 因八 行人速度 个人空间行人注意力 成年人正常的步行成年人步行时个人成年人比较重 速度为1 o 1 3 m s空间要求为0 9 视交通安全，注意 年龄之间，儿童的步行速2 5 m 2 人，儿童个人空根据环境调整步 度随机性较大，老年间要求比较小，老年伐和视线，儿童喜 人较慢人则要求比较大欢任意穿行 性别男性比女性快男性大、女性小大致相当 工作、事务性出行， 工作、事务性出 出行目的步行速度较快，生活 行，注意力比较集 中，生活性出行注 性出行较慢 意力分散 6 第二章非机动车与行人的微观行为特性 受文化教育高的人 受文化教育高 一般要求高，为自己， 文化及素的人一般比较注 也为别人。反之，则 彳f意文明走路和交 要求低，也不太顾及 通安全 他人 街景丰富时速度放 街景丰富时个人空街景丰富肘注 街景间小，单调时个人空意力分散，单调时 慢，单调时速度加快 间大集中 拥挤时，个人空间拥挤时，注意力 交通状况拥挤时速度放慢 变小集中 城里人生活节奏 城里人步行时 快，步行速度高：乡 生活区域 注意力比较集中， 村人生活节奏慢，步 乡村人比较分散 行速度慢 2 1 1 行人的心理特性 行人交通与行人的心理特征是紧密联系的，行人的微观行为主要 受行人的心理特性所影响。下面详细论述了行人的心理特性： ( 1 ) 行人心理的定性描述 行人在出行中表现出来的心理特征是不一样的，了解各类行人的 心理和行为的规律，对于交通管理人员知道行人交通行为是十分有益 的。 各类行人的交通心理特征如下”1 1 ： 儿童行人的心理特征 认识的局限性是儿童的一个重要心理特征。由于认识的局限性造 成儿童在步行时缺乏安全知识和经验，对交通信号的理解也不完全j 下 确，对复杂的交通环境不能完全适应。注意力分散，思维很难集中是 儿童的另一个显著的心理特征。少年儿童活泼好动、反应快，其心理 7 b 京交通大学硕士学位论文 特征是好奇、好冲动、好逞能，加之生活经验少，缺乏交通安全常识， 不太了解机动车对人的危险性，因此违章现象比较多。 青年行人的心理特征 青年是生命力旺盛的时期，精力充沛，感知敏锐，应变能力强， 对交通安全的知识较丰富，一般都熟悉行人应遵守的交通规则，但是， 青年人有较强的好胜心，容易冲动，因此，有时他们明知故犯，有时 在汽车临近时敢于冒险横穿，有时在公路上并行排走，听到鸣笛也置 若罔闻，甚至有人还错误的认为违章不是违法，走路只图自己方便。 老年行人的心理特征 老年人视力不足，听力衰退，头脑反应较迟钝，行动缓慢，常常 不能正确的估计车速和自己的横穿马路的速度，表现为准备横穿时又 犹豫不诀，有时行至中途看到左边有车开过来时又突然退回。由于腿 脚不灵，所以躲避不便，特别是老年妇女更是如此。但是，老年人比 较谨慎，不胡乱横穿马路，遇到车辆也能主动提前避让或耐心等待择 机而过。由于老年人横穿道路等待时间较长，加之不能准确估计车速， 有时反而会错过最有利时机而导致发生交通事故。 妇女行人的心理特征 妇女行人一般是比较小心的，尤其是带小孩的妇女更是谨慎，行 动表现迟缓。从等待横过马路的时间来看，女性比男性平均长4 秒钟， 横穿马路的速度也比男性慢，有时对突如其来的各种机动车的避让就 表现的犹豫不决。妇女经常群体出行，有时带着孩子，嘻笑言。谈会妨 碍对来往车辆的感知，一旦出现紧急情况，不能有效地避让，极容易 出事故。 乡村行人的心理特征 乡村道路交通管理没有城市严格，因此，乡村人普遍缺乏交通法 规意识，在乡村道路上彳亍走时常常表现出随心所欲、我行我素的心理。 乡村人进城，由于对道路不熟，交通法规了解甚少，所以在道路 纵横交错、车辆穿梭的繁华市区行走时，会常感到生疏和无所适从。 在横穿道路时慌慌张张，有的人在来车距离较远时，徘徊犹豫，不敢 穿越，当车距较近时反而突然横穿道路，有的人行走时处于好奇心理， 东张西望，对汽车行进缺乏警惕，有的人一旦遇到复杂的交通情况， 8 第二章非机动车与行人的微观行为特性 尤其在听到众多机动车鸣笛时，常常会惶恐不安，以致乱闯乱跑。 残疾行人的心理特征 残疾人由于先天或后天生理缺陷，行动不是很方便。聋哑人由于 听觉器官失去功能，在行走时，外界的音响刺激不能促使其对车辆引 起警觉，因此表现出置若罔闻。盲人虽然对道路交通的通行情况不能 直观所见，但可借助听觉和触觉器官来完善其行走能力，由于盲人身 心先天不足，所以在行走过程中，表现出步数频率小，脚踢出的高度 高于正常人，行进小心翼翼，不左顾右盼，昂首挺胸，动作迟缓。 ( 2 ) 行人横穿马路时的心理特征 行人横穿马路或通过人行横道时的交通特性是由行人的心理特性 决定的，主要表现为以下几个方面的： 过高的依赖机动车不敢撞人 部分行人对汽车性能不甚了解，在“自我为中心”的心理支配下， 错误地认为汽车是由人掌握的，所以汽车不敢撞人也不会撞人，突出 表现在许多行人听到机动车驶近鸣笛声或看到车辆临近也不避让，照 样横穿道路，其不知汽车常常会失控而导致行人事故。 图省时省力 行人的自由度大，且与车辆行驶速度差距很大，在捷径心理的支 配下，往往会突然闯入驾驶员的空间，特别是上、下班怕迟到和急回 家或有急事的行人，突出表现在为操近路，有些人斜穿、快步抢行， 或者在机动车流中危险穿行“1 集团心理 当一个人过马路时感到人单力薄，一般都要小心翼翼，而当成群 结伴横越道路时，似乎周围的人是一道屏障，在心理上产生安全感， 很少考虑避让机动车的问题。 从众心理 行人结伴而行时，在从众心理的支配下，往往互相以对方为依赖， 忽视交通安全而导致事故。行人在横越道路时，看到别人操近路穿越 或者在行人红灯时间穿越，受到影响，也跟着一起去采取同样的行动。 9 北京交通大学硕士学位论文 a n d r e w 的研究结论中表明，有遵守交通规则的行人的在场能极大的增 加行人在禁止通行时间不穿越马路的几率”1 惊惶失措 有些行人对过往车辆过于敏感，发现汽车驶来，精神紧张、举止不 定、乱躲乱避，容易出事。在遇到复杂、突然出现的交通情况时，由 于惊慌、着急而打乱了步调，不加考虑的乱跑、乱闯或跑过去又跑回 来等。 疏忽大意 有的行人心不在焉，注意力分散或思想高度集中在其他事件上， 边走边低头沉思，极易造成行人事故。多数行人横穿道路时，只注意 右方交通而忽视左方交通，往往使自己闯入了驾驶员的空间也会导致 交通事故。有些行人，缺乏经验，顾此失彼，往往只顾躲第一辆车而 忽视了后边还有第二辆车，或者不注意双向来往车而使自己处于两车 流相会的夹缝中，这些都极易导致行人事故。 防止行人交通事故的直接对策是把行人与车辆隔开，在时间上一 一通过交通信号产生允许行人通行和允许车辆通行的周期：在空间上 通过修建人行天桥或人行地道来完全分隔行人与车辆。由于这些 方法不可能在所有的交叉口实施，防止行人交通事故的另一部分责任 就落在行人身上。所以加强对行人的交通安全宣传教育活动，增加行 人的安全常识，增强行人的安全意识，提高行人的遵守交通法规的自 觉性就成为行人交通安全管理的主要内容”1 。 2 1 2 行人步幅、步数、占有面积和速度 在信号交叉口行人的步幅、步数和占有面积与行人的走行速度有 着相互的影响。设行人步数n 为脚着地的次数，步幅l 为两脚同时着 地时脚尖和脚尖之间的距离，这样行人行走n 步时的距离为n l 。 行人步幅因性别、年龄而异。男子1 5 3 0 岁的步幅为7 5 c m ，3 0 4 0 岁的步幅为7 3 c m ，4 0 5 0 岁的步幅为7 0 c m ，6 0 岁以上的行人步幅 为6 0 c m ，女子1 5 1 9 岁的步幅为6 6 c m ，超过3 0 岁的步幅为6 0 c m ，6 0 岁以上的步幅约为5 0 c m ”1 。 1 0 第二章非机动车与行人的微观行为特性 行人的占有面积静止时为人体的水平投影。亚洲人的肩宽9 5 是 4 4 c m ，加上穿衣的最大厚度为3 8 c m ，前后宽为肩宽3 4 ，则纯占有面 积为4 8 c m 3 6 c m 。 步行时有横向摆动，步行速度愈慢摆动愈大。德国二十一世纪初 采用的行人宽度基本值为7 5 c m ，现在的标准是单向交通时，行人的横 向间隔( 行人的中心轴向间距) 为7 5 c m ，前后间隔为l m 。双向交通 时横向间隔为6 0 c m 。在等待信号时的静态横向及前后间隔为8 5 c m 和 6 0 c m 。 下面从不同角度对行人的走行速度作进一步分析： ( 1 ) 不同性别、年龄的行人走行速度 行人的走行速度因不同的性别和年龄会有所差别，不同国家的调 查研究结果又有所不同。由于老年人的走行速度比较低，一般行人设 施的设计会以老年人的行为参数作为标准。具体速度值见下表： 日本的研究见表2 2 ：。1 表2 2 日本关f 不同年龄性别的行人步行速度的研究 年龄、性别情况速度( m s ) 老年人 壮年男子 壮年女子 青年男子 青年女子 高中学生 初中学生 小学生 平均 1 4 4 m柏鹊北鹃弛 ；1 l 北京交通大学硕十学位论文 联邦德国的研究见表2 3 ：”1 表2 3 联邦德国关于不同年龄性别的行人步行速度的研究 年龄、性别情况速度( m s ) 领着小孩的女子 6 1 0 岁的小孩 5 1 岁咀上的女子 5 0 岁以f 的女子 5 5 岁以上的男子 4 0 5 5 岁的男子 4 0 岁以下的男子 青年人 o 。7 1 1 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 除去领着小孩的女子以外的平均值 1 5 约旦的研究见表2 4 ：嘲 表2 4 约旦的研究：行人速度与年龄的关系 年龄层速度( m s ) 总计 l _ 3 4 1 1 1 表z 一5 约旦的研究：行人速度与性别的关系 1 2 第二章非机动车与行人的微观行为特性 ( 2 ) 人行横道上的行人速度“叩 表2 6 人行横道情况与步行速度 穿过人行横道时的速度由前半段与后半段之分，一般后半段速度 较快，这是因为穿越横道的人看到旁边有车辆停着想要赶快脱离开这 个危险区的心理所支配的。见表2 7 和2 8 ： 表2 7 通过人行横道的前半段与后半段行人速度( m s ) 比较 表2 8 不同城市的行人在有信号控制的人行横道上的平均走行速度的比较 北京交通大学硕士学位论文 表2 1 3 行人通过人行横道的平均走行速度和通过速度 2 1 - 3 行人行为特点 ( 1 ) 行人过街行为特点 f a r a z “”等人在1 9 9 5 年的1 2 月和1 9 9 6 年的1 月l o ：o o 到1 7 ：3 0 在1 0 个事故多发地点观察行人的行为，平均每个地点观察了3 个小时， 调查结果如下： 在其所观察的2 5 0 个过街行人中有7 8 的是男性；8 6 是年轻人， 8 的小孩和6 的老人；过街时只有6 0 的行人会左右看看；有5 2 的行 人有如下行为：当他们通过一个地点后不到2 秒的时间就有汽车通过 相同的地点；有3 5 的行人会导致汽车拐弯，汽车是为了避免撞到观察 到的行人而改变方向的：一个车道一个车道地穿越马路的行人引起汽 车拐弯的可能性是直接穿越马路行人的2 9 倍；小孩引起汽车拐弯的 可能性是成年人的1 8 倍；有3 6 的行人奔跑过街，他们是那些行走过 街行人能引起汽车拐弯的可能性的1 8 倍“。 有3 4 的行人以群体形式过街：其中4 6 的行人与群体中的其他行 人交谈，有3 3 的群体中只有一个行人在注意人群安全；以群体形式过 街的行人是单个行人引起汽车拐弯的可能性的l l8 倍。 女性比男性在过街前更少关注左右来车，更愿意一个车道一个车 道的过街，更容易引起汽车的拐弯，如下表： 1 4 第二章非机动车与行人的微观行为特性 表2 91 9 9 6 年1 月巴基斯坦的卡拉奇男性和女性过街的危险行为比较 ( 2 ) 行人在人行道上行走特点 在北京交通大学硕士研究生赵建丽等研究观察的2 2 5 名行人中有 7 9 为男性，人行道的平均行人流量为2 7 9 人小时：人行道上行走的 行人中有2 8 的人遇到障碍物，其中有8 4 干于人会从马路上绕过去；在 所观察的2 2 5 名行人中成年人占8 4 ；那些从人行道走到马路上的行人 中有6 6 的没有注意到来的汽车，其中9 4 的为男性“” ( 3 ) 个体行为和群体行为 通过对采集的视频进行统计分析，行人在交叉口典型的微观行为 可分两个部分，即个体行为和群体行为，分别叙述如下： 行人的个体行为 在行人信号为红灯时间，大部分行人会在路边等待，当绿灯信号 开始时间行人从容过街，在绿灯快结束行人还没有过街的时候或者已 经是红灯开始时间行人好未完全过街的情况，大部分行人会加快速度 或者奔跑过街； 行人遇到左转或者右转的车流时，会停下等待可接受间隙，或者 逆着车流方向行走一段距离等到转弯车流完全通过，或者等待转弯车 流的可接受间隙通过交叉口； 当行人绿灯刚刚结束时问，已经开始过街的但是还未到达中心安 北京交通大学硕士学位论文 全地带的行人加快速度走到中间安全地带等待，一些保守型的行人会 等待下一个行人信号绿灯时间完全过街，一些冒险型的行人会等待另 一方向车流的可接受间隙逐车道过街，在中心安全地带的行人比街边 的行人更容易产生逐车道冒险过街的行为； 当行人信号红灯时间，路口的汽车由于受阻速度极低的情况下， 行人会从汽车之间的空隙穿过，有些行人在冲突点正处在汽车车体中 间部位时会向后方向行走，从车尾位值通过； 在行人红灯、对向汽车红灯时间而左转汽车绿灯时间，有些通过 交叉口的行人会斜穿过街： 对向汽车绿灯时间刚刚开放，一些行人奔跑至中心安全地带，面 前的左转车流停止等待左转绿灯时间，行人仍停顿在中心安全地带， 并不到达下一车道，可能原因是两个车道上的汽车距离较近，或者直 行车道上的汽车速度较高，或者两者兼有； 行人离开中心安全地带还未到达对面但是对向汽车已经启动的时 候，一些行人会被阻在路中等待车流的可接受间隙或者下个行人绿 灯时问过街，这些行人会对汽车的运行轨迹和速度欧一定的影响。 行人的群体行为 行人在随着大规模的群体，行人群体或者非机动车群体过街的时 候，无论是在行人信号绿灯时间还是红灯时间一般都比较从容； 当规模较小的行人群体或者个体前面有大规模的群体过街的时 候，有些行人会加快速度赶上前面的群体，然后随着群体一起过街； 行人、非机动车群体过街，遇到冲突车流时截断车流的可能性比 较大，而且群体规模越大，这种可能性也越大，一旦有首个冒险者， 其他人就会跟着连续过街，离此群体较远的行人或者非机动车会加快 速度，尽快赶上正在通过的群体，争取在这个间隙一起过街； 行人群体慢慢逼近车流时，汽车为了抢先通过会紧跟其前车，或 者偏离前车的行驶路线，从离行人群体较远的地方通过，这样行人群 体继续日u 进到一定程度后，其后的汽车不再采取绕远的方式通过，而 是从行人群体后面通过“。 1 6 第二章非机动车与行人的微观行为特性 2 1 4 信号交叉口行人反应时间 t h o f i l a s 等人用高速的数字录像机采集了洛杉矶地区的各种各样的 交叉口行人的走行数据“。并采用高速录像画面分析系统得出数据和 获得平均加速度和达到均衡速度的时间。 观察力反应力通过分析拍摄的高速图像来研究，是从通过信号开 放的时候到行人开始走行的时间。行人按照性别和预期的水平进行分 类，预期的水平又分为直接注意通过信号的行人、既注意对向交通信 号又注意交通流的行人和焦虑不安的行人。数据结果如下 表2 一1 0 信号交叉口行人反应时间 注：观察反应时i 司数据( 单位：秒) 从上表可以看出，那些直接注意通过信号的行人和估计信号变化 的行人的反应时间没有多大的区别，除非是行人焦虑不安，数据显示 这时老年行人对通过信号有大约1 秒的感觉和反应时间，焦虑不安的 行人尽管是很少一部分例子，大概需要l 。5 秒或者更长的时间。对于 不遵守交通规则的行人，预计的时间大约是o 7 秒。 2 1 _ 5 行人进入交叉口的规律 根据于亍人以均匀分布的规律到达交叉口，初步预测在行人绿灯信 号开始的时间进入的行人最多，然后逐渐减少，在红灯时间进入的行 人几乎没有。 赵建丽等对3 6 0 个行人的进入时间数值进行分组( 步长为1 0 秒) 频率统计得出的统计图表如图2 1 ： 1 7 北京交通大学硕士学位论文 l z 0 1 0 0 58 0 参6 0 螽4 0 2 0 一_暖 _ 一_ _ ，_ 圈i ，圈，_ ，圈， u l 234567 89 1 0 1 11 21 3 行人在个信号周期中的进入时间t 图2 一l ：一个信号周期中行人进入时间分布图 从图2 一l 可以看出统计结果和预计的结果不同。根据对视频文件 和信号配置的仔细研究发现：o 5 5 s 为行人红灯信号时间，这个时间 段正好是主要干道的直行汽车的绿灯时间，在此时间段内极少有行人 进入交叉口；5 6 9 0 s 是行人红灯时间段，同时也是主干道上的直行 汽车红灯、左转汽车的绿灯时间，这时靠近路边的车流停止，大多数 行人会在这个时间进入交叉口n “。 2 1 6 行人在人行横道的停顿次数和停顿时间 彳亍人在人行横道的停顿次数和停顿时间参数可以通过对视频文件 中每个行人进行分析，对每个行人记录从人行横道集结点出发时间、 通过时在人行横道中的停顿次数、停顿时间、到达路对面人行横道上 行人集结地点的时问。时间的误差为1 秒。 赵建丽等对万通交叉口主干道上的8 ：3 0 9 ：o o 时间段的3 3 4 例行 人和次干道上的4 2 3 例行人( 包括违章的行人) 在人行横道上的停顿 次数和停顿时间进行了分析，得出以下结论“： 1 8 第二章非机动车与行人的微观行为特一睦 表2 11 行人在人i r 横道上的停顿次数 平均每人停顿0 3 1 次。 表2 一1 2 停顿一次以上的行人在人行横道上的停顿时问表 平均值 7 1 8 s 标准方著 最大值 最小值 1 5 分位数 8 5 分位数 样本容量 6 7 2 s 5 0 s l s 2 s 1 2 s 2 1 2 人 平均每人停顿2 0 1 秒，对于停顿过一次以上的行人平均每人停顿 7 1 8 秒。 2 2 非机动车交通特性 非机动车交通在我国的城市交通中占有独特的地位，它是我国居 民出行的主要方式。国内除不适宜用非机动车的城市外，城市中非机 动车的拥有量基本己达饱和状态，骑车年龄人口几乎每人一辆车，用 途极其广泛。据统计，人口大于2 0 0 万的城市，非机动车出行量的平均 值约为城市总出行量的3 5 ，与公交车出行量的平均值之比约为6 2 ：3 8 ； 在人口为1 0 0 万到2 0 0 万的中等城市，非机动车出行量约为4 0 ，与公交 车出行量的比值为7 2 ：2 8 ；在人口小于1 0 0 万的小城市，非机动车出行 量约占5 0 左右，公交车出行量平均只占4 7 2 ，两者的比值为9 2 ：8 ，居 1 9 北京交通大学硕士学位论文 民出行基本靠步行与非机动车。总体来说城市中非机动车的出行量， 一般要占居民出行总量的4 0 一6 0 “”3 。 非机动车的运动轨迹呈蛇形，而不是像机动车一样呈线形。据实 测，非机动车的速度一般在l l 一1 8 k m h ，左右摆动范l 习各0 2 m ，车把 宽0 6 m ，因此运动中需要占据l m 宽的空间；运动时稳定性差，行驶过 程中相互干扰较大，易引起整个非机动车流的波动；非机动车在道路 上横向移动灵活，是穿插行驶，而不是像机动车规则地按照车道跟踪 行驶“。非机动车在运动时不像机动车一样严格地保持一定的问距、 直线的成队列行进，而总是成群成团地行进。非机动车也不经常减速 更不喜欢停下来，当前方的非机动车减速或停车时，后面的非机动车 会向旁闪避并超越前车。特别是由于非机动车的启动速度比机动车快 所以在绿灯初期非机动车流会形成侧向膨胀，对交叉口上的机动车交 通干扰严重。 2 2 1 非机动车微观特征 非机动车的微观特征是指由于非机动车交通工具本身构造特点而 产生的，与宏观的交通流量多少没有直接关系的，非机动车骑行主要 有以下几点基本特征： ( 1 ) 短程性：非机动车是靠骑车人用自己的体力转动车轮，因此 其行驶速度直接受骑车人的体力、心情、和意志的控制，行、止、减 速和制动亦决定于骑车人的操纵； ( 2 ) 行进稳定性：非机动车静态时直立不稳，当以一定速度前进 时，只要不受突然加之的过大横向力的干扰，是可以稳定向前而不致 侧向倾倒的； ( 3 ) 动态平衡：非机动车骑行过程中重心较高，因此存在如何保 持平衡的问题。特别是在非机动车转向或通过小半径弯道时，就必须 借助于人体的变位或重心倾斜以维持运行中的动态平衡“。 第二章非机动车与行人的微观行为特性 2 2 2 骑非机动车人心理特性 非机动车是靠人驾驭的，是人的一种代步工具。所以骑非机动车 人的心理特征与行人的心理特征基本相同，所不同的是： ( 1 ) 骑非机动车比步行速度快，但非机动车的结构简单、稳定性 差、安全防护设施不健全，同时骑非机动车代步受季节影响大，所以 在遇到危险情况时，骑非机动车的人比行人的心理更紧张，发生交通 事故的可能性更大。： ( 2 ) 由于城市公共交通的拥挤，加上居民生活水平的限制，多数 居民从自己方便和节约交通费用的心理出发，常常违章骑非机动车带 人，这往往成为导致交通事故的直接原因； ( 3 ) 有部分骑非机动车的人，为了省力攀扶机动车，当机动车紧 急制动时，极易发生交通事故； ( 4 ) 有些年轻人，骑非机动车时喜欢逞能和炫耀，做出危险动作 从而引发交通事故； ( 5 ) 有部分骑非机动车的人，上下班高峰时，在怕迟到的心理支 配下，往往与机动车抢道或见缝插针、左右穿行，这也很容易造成交 通事故。 2 2 3 非机动车流的交通特性 ( 1 ) 群体性。由于非机动车众多，在多车道高峰时间常出现首尾 相连、成群结队的骑行甚至连绵不断，象流水一样不可遏止。 ( 2 ) 潮汐性。在信号灯控制的路段，非机动车车流由于受到交叉 口红灯的阻断，常一队一队地象潮汐一样向前流动。 ( 3 ) 离散性。在车辆不多时，为了不受其它骑行者的约束与干扰， 有不少骑行者常选择车辆少、空挡大的路段骑行。在这样的车道上可 以自由、机动地行驶。 ( 4 ) 赶超现象。青年骑行者多喜欢超赶其它非机动车，甚至有你 追我赶地相互追逐现象。 ( 5 ) 并肩或并排骑行。下班或放学的青年人，常三五成群的并肩 2 l 北京交通大学硕士学位论文 骑行，甚至拉手搭肩，使其它非机动车无法通过，形成压车现象。 ( 6 ) 不易控制。由于非机动车灵活机动，特别在机动车与非机动 车混行的车道上，有空就钻，常常不遵守交通法规，甚至闯红灯或逆 向骑行”1 。2 。 2 2 4 非机动车交通事故分析 交通事故的原因是多方面的，其中包含有人的原因、车辆的原因、 车辆的原因、道路的原因、交通环境等方面的原因和交通管理方面的 原因等。非机动车交通事故也不例外，其发生也是下述各方面的原因： ( 1 ) 人的原因，指机动车驾驶员，骑非机动车的人，行人等： ( 2 ) 车辆的原因，主要表现在车辆性能差，机件失灵等； ( 3 ) 道路的原因，主要表现在混合交通，平面交叉，标志不全， 路面障碍和道路不符合标准等； ( 4 ) 交通环境方面的原因，主要表现在交通秩序乱，通过能力低， 碰撞机会大等； ( 5 ) 交通管理方面的原因，主要是法制不健全。 防止非机动车事故的直接对策，首先是把非机动车交通与行人和机 动车交通从时间和空间上分隔开。时间分隔措施有采用不同的交通信 号灯指挥非机动车与机动车分别行驶。空间分隔措有在混合交通的交 叉口划出非机动车左转弯专用道或候车区和安全岛等。其次是加强非 机动车交通管理，骑车人的交通安全知识宣传教育“1 。 2 3 交通管理法规 2 3 1 中华人民共和国关于信号交叉口的道路交通管 理条例 ( 1 ) 指挥灯信号： 绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行 第二章非机动车与行人的微观行为特- 陛 的车辆和被放行的行人通行； 黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已超过停止线的车辆和己 进入人行横道的行人，可以继续通行； 红灯亮时，不准车辆、行人通行； 绿灯箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行； 黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。右转弯 的车辆和t 形路口右边无横道的直行车辆，遇有前款、项规定时， 在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。 ( 2 ) 人行横道灯信号： 绿灯亮时，准许行人通过人行横道； 绿灯闪烁时，不准行人进入人行横道，但已进入人行横道的， 可以继续通行； 红灯亮时，不准行人进入人行横道。 ( 3 ) 行人 第六十三条行人必须遵守下列规定： 须在人行道内行走，没有人行道的靠路边行走。 横过车行道，须走人行横道。通过有交通信号控制的人行横道， 须遵守信号的规定；通过没有交通信号控制的人行横道，须注意车辆， 不准追逐、猛跑。没有人行横道的，须直行通过，不准在车辆临近时 突然横穿。有人行过街天桥或地道的，须走人行过街天桥或地道。 不准穿越、倚坐人行道、车行道和铁路道口的护栏。 不准在道路上扒车、追车、强行拦车或抛物击车。 学龄前儿童在街道或公路上行走，须有成年人带领m 】。 2 3 2 信号管制 信号的组合方式对信号的安全性和效率两方面都有决定性的影 响。一般情况下，用单独相位将相互交错的车辆分离可以提高驾驶的 安全性，但是由于相位的数量增加了，使得通行能力下降，则可能会 北京交通大学硕士学位论文 在交叉口附近造成交通阻塞现象。如果行人和右转车辆过多，那么单