城市慢行智能交通系统发展研究

王 欢，王 亮，赵 磊，2，3，谷文杰

(1.华录易云科技有限公司，江苏 南京 211800；2.北京易华录信息技术股份有限公司，北京 100043；3.北京工业大学 城市交通学院，北京 100124)

1 引 言

慢行交通主要是指步行和非机动车交通，其出行时速一般不超过20 km/h。慢行交通是城市公共交通的重要补充和衔接，适用于短距离出行。而慢行交通系统是指能够给慢行交通提供道路、基础设施以及换乘通道的系统。通过构建科学完善的慢行交通系统，可满足和保护弱势群体的出行权利，减少交通系统延误，提高出行效率，在缓解城市交通拥堵、尾气排放等城市病方面能够起到巨大作用。

相对于机动车交通而言，慢行交通的主要特点可概括如下。

(1)速度低。人力是慢行交通空间移动的主要动力来源，据相关统计，人们的步行速度一般为0.5～2.16 m/s，而自行车的骑行速度约为10 km/h。此外，慢行交通出行方式中也纳入了以电力为动力的电动自行车，为了保障其出行安全，国家规定其出行速度应控制在20 km/h以内。

(2)绿色环保。无论是以人力或电力为驱动的慢行交通出行方式，均具有零污染物排放的优势，不会污染城市空气环境。同时，利用慢行交通方式出行，可以满足人们提高身体素质的需求，也能够促进人们与城市自然、人文环境的接触，与周围的人进行更多地交流，从而对于降低人们的精神压力有着很好的作用。

(3)出行经济性好。慢行交通出行者出行一般无需付出经济成本或付出相对很小的经济成本即可完成出行目的，如步行出行者不需要借用其他出行设备，依靠自身体力即可完成出行；共享单车出行者完成单次出行仅需支出较少的经济费用。

(4)出行自由度高。不同于机动车交通方式，慢行交通方式具有更高的自由度，慢行交通出行者可自主决定或改变出行路线、速度等，且一般携带或停靠更为方便。

(5)管理难度大。慢行交通出行自由度高既是其优势，也是其易引起交通拥堵、交通事故等问题的主要原因。一方面，城市交通慢行系统建设不完善，对慢行出行者保障不足；另一方面，慢行交通出行者出行自主性、随机性强，容易引起交通拥堵、交通事故等交通问题。

2 国内慢行交通发展现状

国内慢行交通系统研究和建设起步较晚，慢行交通理念虽被纳入城市交通规划中，但大多数城市规划都没有认真贯彻执行慢行交通理念，没有将慢行交通理念切实运用到实际城市交通规划建设中，缺乏对慢行交通的正确认识。发达城市对慢行交通理念认知度较高，其中以上海最具代表性。由于上海市政府的推动，慢行交通在城市整个交通系统的地位得到提高。近年来，随着共享经济的发展及共享单车的普及，慢行交通系统规划设计研究逐渐受到国内城市的关注。

上海市鼓励单车道支路在路口后置机动车停止线，前置与扩大非机动车等候区。前置与扩大非机动车停车区，既可以为非机动车提供更多的停车空间，又可以使非机动车先于对面左转的机动车通过路口，如图1所示。

图1 上海市非机动车慢行交通系统

2018年北京市副中心，有40多条道路已纳入慢行系统改造计划，通过三块板的道路建设，致力于实现人车分离，充分保障自行车的路权，如图2所示。另外，已有道路通过因地制宜的改造，实现行人、自行车、机动车的“各行其道”。据了解，未来在行政办公区和职工保障房之间还将修建一条全长2.7 km的自行车高速公路，与既有的城市道路自行车道衔接，方便两大功能区之间的交通往来。

杭州设置了分向自行车道(如图3a，3b所示)，并配置专用自行车信号灯，与机动车右转信号灯，自行车直行时禁止同向机动车右转(如图3c)和自行车与同向机动车同相位左转(如图3d)。

泰安市设置了非机动车等待区与方向分行，但机动车右转与自行车交织，如图4a和4b所示。

图4 机动车右转与自行车交织

3 国内慢行交通发展现状

慢行交通系统是城市的“毛细血管”，它将与城市的公共交通系统这样的“主动脉”密切配合，高效接驳，为居民创造更便捷、更畅快的交通出行体验。未来国内城市将为非机动车配建停车与建筑出入口、交通枢纽协同设计，满足多种类型非机动车的长停需求。传统的慢行交通基础设施可能难以适应超大城市慢行交通系统未来的发展，导致原本可由步行、自行车完成的出行也被行人用机动车辆代替。因此为了提高出行采用慢行交通的比例，在建设适用的基础设施前提下，需进一步提高慢行交通系统使用者出行环境的安全性与舒适性。

慢行智能交通是慢行交通发展的主要趋势和慢行交通出行方式的管理手段，构建慢行智能交通管理系统，可实时监测行人、非机动车交通运行状态，识别慢行交通违法行为，如非机动车超速、逆行、闯入机动车道等，以及行人闯红灯、闯入非机动车道、翻越护栏等。慢行智能交通系统的建设，有利于保障机动车交通和行人、非机动车交通的安全，提高城市综合交通运行效率。

4 实例——北京通州区行人过街自适应系统

本文以北京市通州区行人过街自适应系统为例，介绍慢行智能交通建设及运行情况，示例行人过街路口如图5所示，行人过街自适应系统架构见图6。

图5 行人过街自适应路口

图6 行人过街自适应系统架构

4.1 系统概述

该系统通过前端系统采集行人过街数据，将数据传输至后端管理系统，后端管理系统分析处理后得到行人过街信号控制参数，将行人过街信号控制参数反馈至前端系统，前端系统控制信号灯组状态，从而实现了通过实时变化的行人流量、车流量实现适应性控制，灵活给予机动车和行人放行时间，使得行人过街设施的通行效率最大化，保证了行人的通行安全；且系统内算法考虑到了机动车的通行权，尽可能减少了行人过街对机动车的干扰。

另外，该系统也可以通过拓展扬声器、显示屏等部件实现行人闯红灯的警示以及抓拍功能，具有更高的拓展性。

4.2 系统功能

行人自适应过街系统示意方案如图7所示，系统通过主动采集行人过街需求实现行人过街信号灯的感应控制，主要有以下功能：等待过街行人主动检测、 行人过街感应信号控制、 行人过街协调信号控制、行人过街定周期控制、视频监控及录像功能、远程配置及维护功能。

图7 行人过街自适应系统方案

此路口作为首个基于全息感知检测单元的行人过街自适应路口，实现了主动检测行人过街需求，灵活放行过街行人与通行车辆，极大的提高了路口交通通行能力，保障了行人过街的安全和效率，充分体现了慢行系统的先进性、稳定性、易用性等。

5 总 结

本文主要归纳总结了慢行交通系统在城市交通系统中的作用，以及国内城市慢行交通系统的发展现状，并指出了针对现存问题的慢行交通未来发展趋势，并介绍了我国某城市的慢行过街系统的建设和应用情况。