多车道路段无灯控人行横道的分车道让行模式研究*

王洪明，谭 亮，王剑波，熊 丹

(四川交通职业技术学院 公路交通安全四川省高校重点实验室，四川 成都 611130)

0 引言

目前，我国中小城镇道路和公路的路段人行横道普遍无信号灯控制，随着道路宽度和交通量增大，行人过街安全成为交通建设与管理需要重点解决的问题。虽然法律规定车辆在无灯控人行横道应主动避让行人，并且管理部门在近年也加强了执法管理和宣传教育，但在无管控时仍难达到安全有序通行。尤其在拥有4条以上车道的双向路段，由于行人过街用时较长，不仅车辆普遍利用速度优势抢先通过人行横道，行人也往往不待车辆让行即开始穿越，存在很大安全隐患，如何从让行模式上消减这种人车竞争现象是值得研究的问题。

目前对多车道路段无灯控人行横道的让行问题研究较少，并且都侧重于行人方面。杨晓光等[1]将行人在双向车流道路上的过街方式分为1次过街和2次过街2种，通过对不同交通量和路幅宽度条件下的行人延误进行对比，提出了2种过街方式在双向2车道和4车道路段的适用范围；杨晓芳等[2]分析了不同道路宽度、不同行人流量下适合设置2次过街的机动车流量范围，分别就有无灯控的双向6车道和4车道路段提出了行人1次过街和2次过街的选取标准；向红艳等[3]将行人过街的实际等待时间小于等于理想等待时间的概率定义为行人过街安全度，认为在有中途停驻设施时，行人2次过街可以增加安全过街间隙，提高过街安全度。上述研究都以行人延误(即等待时间)为基础讨论行人过街方式问题，很少考虑车辆让行因素，实质上是单纯的行人让行，与我国《道路交通安全法》第47条的规定相悖，且不符合人行横道的实际通行状况。无灯控人行横道的通行过程应是人车双方视情相互让行过程，本文实际观测多车道路段无灯控人行横道，并分析不同行人过街方式的交通安全与延误，研究兼顾行人优先与道路通行效率的分车道让行模式，VISSIM仿真表明该让行模式可在不过分增加行人延误的同时显著降低车辆延误。

1 行人过街调查研究

1.1 调研过程

选择四川省泸州市城区5处多车道路段的无灯控人行横道，在高峰时段(7:15～8:15)内，录像调查行人过街及来车让行情况。实地观测共获得274组有效行人样本，涉及1 092辆机动车(见表1)。

表1 观测地点基本情况Table 1 Basic situation of the observation site

图1为观测标识与车道命名情况，如图1所示，为便于测算车辆及行人速度，事先分别沿车行方向在路面每5 m处设一标识，沿人行方向量取人行横道各相邻标线的间距，并从道路中心往两侧将各车道分别依次命为A1，A2…和B1，B2…。

图1 观测标识与车道命名Fig.1 Observational signs and lane naming

1.2 调查数据分析

1)行人通过各车道的用时

图2为行人穿越各车道的平均用时情况，如图2所示，行人通过人行横道各车道的平均用时在3.02～5.79 s之间，沿道路横断面大致呈中间长、两侧短分布，用时较长的为靠近中心的A1，B1车道。行人通过各车道的平均速度为0.60～1.19 m/s，比董艳涛等[4]调查的行人逐条车道过街速度稍低。

图2 行人穿越各车道的平均用时Fig.2 The average times of pedestrians crossing the lanes

2)行人的中途停顿

在5处横道上，共观察到483人次的较明显的行人中途停顿，停顿人数占总过街人数的77%，156人有2次以上停顿。图3为行人进入各车道前的停顿情况，如图3所示，停顿主要出现在进入B1，A1，B2车道时，停驻点集中于道路中心线和车道分界线位置。停顿时长主要受车道来车影响，但多人停顿时，常出现人群逐渐挤入车道而明显缩短停顿时间的现象。此外，有中心护栏会增加在道路中心的停顿。

图3 行人进入各车道前的停顿情况Fig.3 The pause before pedestrians enter each lane

3)来车让行情况

在行人开始进入人行横道时的路段上，对来车方向30 m范围进行观察，发现仅有17.3%的车辆有减速和停车反应，且集中于行人所在和将要进入的车道，与艾冠韬等[5]的调查结论相似。另有约2%的车辆在有或将有行人进入时变道绕行通过，加速从行人前方绕行者居多。此外，有9.1%的来车鸣笛或闪烁前照灯催促行人避让，而此时位于B2车道之前的行人多在车道分界线或道路中心线驻足让行，位于B3车道以后的则以加速穿越为主。

4)行人过街时的来车速度与来车时距

在有让行表现的来车中，采取减速让行的车辆占77.9%。表2为过街行人穿越各车道时来车情况，如表2所示，各车道来车到达人行横道的速度大致呈道路中部高、两侧低分布，与道路限速的比值为：8车道路段为29.7%～76.9%、6车道路段为39.1%～74.5%，行人进入各车道时与该车道来车的平均时距为3.37～4.59 s，过街中途较大，临结束时最小。来车时距与来车速度之间无明显相关性，与段坚堤等[6]的调查结果基本一致。

表2 过街行人穿越各车道时来车情况Table 2 The traffic volume of each lane when pedestrians across the crosswalks

综合来看，车辆在多车道路段对过街行人以分车道减速让行为主，较少停车让行，更难有路幅整体让行，行人多数倾向于逐条车道利用来车间隙过街，与杨晓芳等[2，4，7-9]的调查情况基本相同。行人对过街时机的选择主要受车道位置及来车影响，总体表现为穿越靠近道路中部的车道时警惕性较高，此时由于来车速度相对较快，行人穿越车道的耗时及停顿都显著增加，当越过道路中心后，随着车道来车速度降低，行人尽快完成过街的愿望趋强，与车辆抢行者增多。

2 过街让行方式分析

2.1 逐路幅过街让行

目前，对无灯控人行横道一般参照灯控的路幅交替通行模式，根据道路有无中心隔离带或安全岛的不同，要求全路幅或半路幅的车辆对过街行人进行整体让行。与之相应，行人应按路幅以1次或2次方式过街，在确认路幅内车辆已让行后才能进入人行横道，因此，在人车双方均严格守法通行的情况下没有发生相互冲突的可能，能够有效确保通行安全。

而在通行延误方面，当行人到达路幅边沿时，如果路内车流没有现成的安全穿越间隙，行人需要等待车流让行。由于实际上多车道路段的不同车道行车速度存在较大差异，在各车道车辆均及时发现行人并采取让行措施，行人延误Tp1等于其中速度最高的车辆从发现行人到制动停车所消耗的时间。

(1)

让行车辆的延误Tc1，等于车辆减速停车让行人通过后重新行驶，而相比连续行驶所增加的通行时间。

(2)

t2=(nd+l)/vp

(3)

t3=vc/3.6a′

(4)

(5)

(6)

式中：t1为汽车减速停车时间，s；t2为行人通过时间，s；t3为汽车重新起步行驶时间，s；t为汽车连续行驶时间，s；n为行人穿越的车道数；d为车道宽度，m；l为多名行人组团过街的首尾长度，m；vp为行人过街速度，m/s，可取1.2[4]；a′为起步加速度，m/s2，可参照制动减速度取值不超过2.0。随着行人增多且分布离散时，车辆延误将相应增大，并可能形成持续阻断。

2.2 逐车道过街让行

行人逐车道过街时，车辆延误Tc2仅与本车道行人有关，相当于n=1时的Tc1；行人延误Tp2则等于行人在各车道的延误之和，并随路段来车率增大而提高，其中，行人在各车道的延误可参照式(1)计算。

可见，虽然实践中行人逐车道过街主要是车辆缺乏礼让的结果，使行人过街便利受到损失，但与行人逐路幅过街相比，却可以缩小人车双方的让行范围，有利于大幅减少车辆延误和提高道路通行效率。杨晓芳等[2]认为这容易引起交通混乱，难以保障行人安全，然而，通过调查发现，在前述5处横道上，2014—2016年发生的11起行人事故中，5起发生于行人从路边进入横道，6起发生于行人过街中途，事故形态均为汽车正面碰撞行人，碰撞时行人处于行走或突然停止状态，虽然事故碰撞点都位于人行横道内，但其成因主要是车辆不及时让行和行人未选择安全通行时机，究其根源都在于缺乏与行人逐车道过街相匹配的通行规范指引和安全保障措施，使双方的行为缺乏可预见性，容易导致相互误判。如果顺应人车双方的通行意愿，采取以车道为单元的分车道让行模式，将有助于增强双方规范让行的自觉性，消除行人过街风险。

3 分车道让行模式的构建

3.1 分车道让行关系

按照交通冲突原理，车辆的冲突过程包括驾驶人反应和车辆反应2个阶段，受行驶速度和制动过程制约，其冲突距离和冲突时间通常都远大于行人。因此，就路段的单位车道与人行横道交织而言(如图4所示)，在及时观察到对方的情况下，车辆的可能冲突对象是正处于交织区内和即将进入交织区的行人，而行人的可能冲突对象则是将要进入交织区且冲突距离不足的车辆，双方需视情采取相互让行措施。

图4 分车道让行示意Fig.4 The sketch of yielding model of different lanes

按照制动协调时间最短的车辆估算，在常规道路限速(30～80 km/h)范围，从驾驶人开始采取制动措施到车辆停止期间，行人相应的步行距离约为5.3～13.6 m，意味着车辆的1次停车过程，至少可以让其本车道内的行人走出车道和相临车道的行人到达本车道边沿。将人行横道内的本车道及其左右相邻车道区域作为一次分车道让行的行人范围，不仅能够充分限制让行过程的人车延误，提高道路通行效率，而且车辆在限速较高路段还可以适当降低制动强度，仅以减速方式即能达到安全让行目的。据此，从回避交通冲突角度出发，道路来车与过街行人之间的分车道让行关系分为如下2种情形：

1)车辆让行

当人车双方相互发现时，如果车辆与人行横道的距离足够其正常制动停车，车辆应当至迟从安全制动距离sc1开始减速乃至停车，让行人先行通过本车道。

(7)

2)行人让行

当人车双方相互发现时，如果车辆即便采取制动措施也不足以使让行范围的行人通过本车道时，则在车辆到达人行横道之前不能通过本车道的行人应当在车道外驻足，让车辆先行通过人行横道。根据本车道的行人清空时间，此时车辆与人行横道停止线之间的最小安全距离sc2应满足以下公式：

(8)

由于人的视距远大于sc1和sc2，人车双方实际上能更早发现对方并从容采取让行措施，例如前述5处横道的让行车辆中，超过78%的只采取了减速让行。

3.2 分车道让行规则

按照车辆最长制动协调时间(0.8 s)[11]和最大车道宽度(3.75 m)[13]估算，当车速大于或等于30 km时，sc1>sc2。为此，可以将路段上游距人行横道停止线sc1和sc2的位置分别作为车辆让行标示线和行人让行标示线，根据行人优先与通行效率兼顾的原则，由人车双方按如下规则通行：

1)当车辆到达让行标示线时应当减速行驶，遇人行横道内有行人正在通过本车道或者即将从相邻车道进入本车道的，应当停车让行。

2)当车辆到达行人让行标示线时，人行横道的本车道内行人应当快速通过，还未进入本车道的行人应当在车道外等待车辆通过。

3.3 分车道让行的安全保障措施

分车道让行的人行横道结构如图5所示，为了确保人车分车道让行的安全有序，需要配套采取如下安全保障措施：

1)设立易于观察的人行横道让行标识。实现分车道让行的关键在于人车双方能够根据彼此的位置关系准确作出让行判断，并向对方传达自己的通行意图。然而，由于人的深度知觉和运动知觉易受情境影响，并且人车之间缺乏直接可靠的信息传递途径，需要通过必要的外部措施来辅助双方的观察与判断，确保其行为的安全可靠性。现有的人行横道预告标识与道路限速之间无明确对应关系[14]，并且在实际交通环境中的视认性较差，不能满足分车道让行车辆和行人的观察需要。为此，可以将车辆让行标示线和行人让行标示线之间的路面铺设成较为醒目颜色(如暗红色)，以整体作为人行横道的让行识别区。

2)在人行横道内设置车道间驻足带。为确保行人让行时有安全的驻足空间，除了在人行横道的道路中心位置设置安全岛，还应在对应各车道分界线位置设置宽度不小于500 mm的车道间驻足带。为了与横道标线相区别，驻足带宜采用黄色实线。条件允许的，还可在驻足带两端的边角处设置反光路钮。

3)限定车辆的通行轨迹。实践中有少数车辆在遇行人过街时采取变道绕行方式通过人行横道，容易使行人误判车辆动态而引发危险，为此，应将车辆让行标示线至人行横道下游不少于5 m范围的车道分界线设置为实线，必要时还可采用震荡标线，禁止车辆变道和跨线、压线行驶。

4)限制车辆的通行速度。车辆的侧向安全净空与其行驶车速有关，为确保行人在车道间让行时的安全，应当在行人让行标示线位置设置区域限速标志。参考本文调查的车辆通过人行横道平均速度以及聂进等[15]对行人碰撞速度的伤亡风险研究，宜将车辆通过人行横道的速度限定在30 km/h以内。

图5 分车道让行的人行横道结构Fig.5 The crosswalk structure diagrams of yielding model of different lanes

3.4 分车道让行的适用条件

1)实行人行横道分车道让行的路段应当有良好的空间视距，以保证人车双方至少在车辆到达人行横道让行识别区之前，彼此都能够充分观察到对方。

2)为保证行人在车道间驻足让行时的安全，要求路段的各车道在满足最大允许车型通过时仍有足够的侧向净空。根据我国的道路车辆宽度和间接视野装置外伸量最大限值[16]，对于全部通行小型车辆的路段，车道宽度应不小于3.50 m；对于允许通行大型车辆的路段，车道宽度应不小于3.75 m。

3)为避免转弯车辆的内轮差危及行人安全，位于弯道的人行横道不适宜采用分车道让行。

4 VISSIM仿真验证

3车道路段人行横道仿真模型如图6所示，建立半幅3车道路段人行横道模型，对传统车让人和分车道让行的车辆及行人延误进行仿真对比。模型参数标定为：车道宽3.75 m，人行横道宽6 m，小型车组成比0.9，车流量按200 pcu/h梯度增加。为保证数据稳定性，仿真时间为600～7 200 s，随机数取42。

图6 三车道路段人行横道仿真模型Fig.6 Simulation model of pedestrian crosswalk in three vehicle road section

图7 仿真结果Fig.7 Simulation results

分别以路段限速40和50 km/h、过街人流量400人/h为例进行仿真，结果如图7所示。可见，两种让行方式在不同路段限速下的人车延误随车流量变化特征总体相似，均在车流量小于1 800 pcu/h时呈较缓慢增长，在车流量大于1 800 pcu/h后增速加快，并且各项延误值均随限速提高而有所增大。其中，相对于40和50 km/h的路段限速，分车道让行的行人延误分别较传统车让人的长0.02～3.19 s和0.02～3.20 s，而分车道让行的车辆延误则分别较传统车让人的短0.92～7.19 s和1.01～7.87 s。分车道让行能在不过分增加行人延误的同时显著降低路段车辆延误。

5 结论

1)传统逐路幅过街让行模式对多车道路段人行横道缺乏针对性，并且单纯强调车辆让行义务，容易形成严重的车辆延误，促使车辆在无执法监管时放弃让行和竞争通行。

2)行人逐车道过街有助于提高道路通行能力，但为了降低行人过街阻力和防止发生事故，应当按照行人优先与通行效率兼顾的原则建立人车协同的分车道让行模式，并相应完善人行横道让行识别区、行人驻足带和区域限速等安全保障措施。VISSIM仿真表明，在多车道路段人行横道采取分车道让行，可在小幅增加行人延误的同时显著降低车辆延误。

3)本文仅针对多车道路段人行横道的分车道让行模式作了探讨，除此外，设置让行识别区对于其他无灯控人行横道也具有参考价值。

[1] 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)：1466-1496.

YANG Xiaoguang，LAO Yunteng，YUN Meiping. Application of different pedestrian cross patternto no-signal controlled segment [J]. Journal of Tongji University (Natural Science) ，2007，35(11)：1466-1496 .

[2] 杨晓芳，韩印，付强,等.无信号控制路段行人过街管理策略研究[J].计算机工程与应用，2009，45(9)：204-206.

YANG Xiaofang，HAN Yin，FU Qiang，et al.Study of manage strategy for pedestrian crossing at unsignalized zebra [J.] Computer Engineering and Applications，2009，45(9)：204-206.

[3] 向红艳，张清泉.无信号控制路段行人过街风险分析模型[J].中国安全科学学报，2016，26(4)：126-130.

XIANG Hongyan，ZHANG Qingquan. Model for evaluating risk of pedestrian in crossing unsignalized road [J]. China Safety Science Journa，2016，26(4)：126-130.

[4] 董艳涛，常玉林，张鹏.无信号控制路段行人过街速度分析[J].公路交通科技，2016，33(2)：120-124.

DONG Yantao，CHANG Yulin，ZHANG Peng. Analysis of pedestrian crossing speed in unsignalized controlled section[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development，2016，33(2)：120-124.

[5] 艾冠韬，邓院昌，舒凡.广州市机动车人行横道让行行为及影响因素分析[J].中国安全生产科学技术，2016，12(12)：133-137.

AI Guantao，DENG Yuanchang，SHU Fan. Analysis on yielding behavior and its influencing factors of motor vehicle at pedestrian crosswalk in Guangzhou[J].Journal of Safety Science and Technology，2016，12(12)：133-137.

[6] 段坚堤，龙科军,李磊.无信号控制路段过街横道处行人过街行为[J].系统工程，2013，31(4)：116-121.

DUAN Jiandi，LONG Kejun，LI Lei. Pedestrian behavior on unsignalized midblock pedestrian crosswalk[J]. Systems Engineering，2013，31(4)：116-121.

[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.

YUAN Hongwei, XIAO Guiping. Delay analysis of pedestrians crossing unsignalized crosswalks in big cities [J]. China Safety Science Journal，2008，18(5)：23-27.

[8] 廖明军，王凯英，史钰莹,等.无信号路段行人过街决策行为模型[J].北华大学学报( 自然科学版)，2015，16(6)：818-821.

LIAO Mingjun，WANG Kaiying，SHI Yuying，et al.Pedestrian crossing decision making model at unsignalized midblock [J]. Journal of Beihua University (Natural Science)，2015，16(6)：818-821.

[9] 张惠玲,杨林玉.穿村镇路段行人-机动车冲突观测与分析[J].科学技术与工程,2016,16(7):270-274.

ZHANG Huiling，YANG Linyu. Surveying and analyzing of the traffic conflict between pedestrian and vehicle at the highway segments passing through villages[J].Science Technology and Engineering,2016,16(7):270-274.

[10] 赵亮,刘浩学.驾驶行为特性与人格特征关系研究[J].中国安全生产科学技术，2016，12(8)：171-177.

ZHAO Liang，LIU Haoxue. Study on relationship between driving behavior characteristics and personality traits [J]. Journal of Safety Science and Technology，2016，12(8)：171-177.

[11] 中华人民共和国公安部.机动车运行安全技术条件：GB7258-2017[S].北京：中国标准出版社，2017.

[12] International Standards Organization. Mechanical Vibration and Shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1 : General requirements：ISO2631-1-1997 [S].Geneva：ISO，1997.

[13] 中华人民共和国交通运输部.公路工程技术标准：JTG B01-2014[S].北京：人民交通出版社，2015.

[14] 全国交通工程设施(公路)标准化技术委员会.道路交通标志和标线 第3部分：道路交通标线：GB5768.3-2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

[15] 聂进，吴京梅，吴玲涛,等.基于行人和自行车交通安全的城市道路限速值研究[J]. 中国公路学报，2014，27(7)：91-97.

NIE Jin，WU Jingmei，WU Limgtao，et al. Study on urban road speed limit for pedestrian and bicyclist traffic safety [J]. China Journal of Highway and Transport，2014，27(7)：91-97.

[16] 全国汽车标准化技术委员会.汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值：GB1589-2016[S].北京：中国标准出版社，2016.