信号交叉口行人违章特性分析及对策研究

王新建

摘 要：行人违章过街是信号交叉口处典型的人车冲突现象，这会直接导致交通运行效率低下、交通秩序恶化、交通堵塞、发生事故等，为道路交通系统组织管理及出行安全带来了挑战。因此，有必要对行人过街的机理進行研究，并基于行人违章特性有针对性地提出交通安全提升策略，以此来减少行人违章穿越行为发生的概率，降低道路交叉口事故发生率，能够保证行人过街的安全顺畅。

关键词：信号交叉口;行人违章行为;影响因素;Logistic模型;提升对策

中图分类号：U491 文献标识码：A

0 引言

当前随着人口数量的不断增长，交通运行以及秩序的管控难度也逐步加大，尤其是在信号交叉口行人违章的现象屡见不鲜，大大影响到了交通的安全。所以科学分析信号交叉口行人违章特性并采取针对性的应对策略有着非常积极的现实意义。

1 信号交叉口行人违章行为理论研究

1.1 行人违章过街表现形式

根据行人违章过街穿越表现形式可将行人违章行为分为时间层面违章和空间层面违章。时间层面违章是指行人不遵守道路交通法律法规，不按照行人信号灯的指示通过马路;空间层面违章是指行人不依照道路交通法律法规，不使用平面过街横道、天桥和地下通道等规定的行人过街穿越设施。

1.2 行人违章行为过程分析

通常情况下，行人通过信号交叉口过街穿越的主要过程包括以下主要步骤：行人到达过街地点→评估交叉口过街条件→开始过街穿越。

（1） 行人直接过街穿越的情况，即到达十字路口时，行人信号灯是绿色的交通指示信息，行人有直接通过马路的道路。

（2） 行人等待过街穿越的情况，即到达十字路口时，行人信号灯为红色禁行指示信息，行人不具有通行权，继续等待通行权过街穿越。

（3） 行人违反交通规则过街穿越的情况，即到达十字路口时，行人信号灯为红色禁行指示信息，行人不具有通行权，行人采取与交叉口机动车争抢通行权的方式过街穿越。

2 信号交叉口行人违章行为建模分析

2.1 因子分析

因子分析法，主要通过研究多变量之间的相互关系，建立一组相互关联的相对有意义的变量作为同一类变量，不同类型的变量更加独立，同时尽可能不失用较少的一般变量或综合指标代替一个以上的初始变量或基准。因子分析模型下式所示。

（2.1）

（2.2）

式中：——原始变量，经过标准化处理得到的行人过街穿越行为影响因素所构成的n维向量;——公因子，解释变量间的关系;——特殊因子，代表变量不能被公因子解释的部分;——因子荷载，是指第个变量在第个公因子上的荷载;——因子贡献系数，为因子变量与原始变量之间的得分系数。

2.2 行人违章行为决策Logistic模型

Logistic回归模型是一种易懂、易操作的算法，它不仅可以用于分类，而且可以用来预测相应的概率，还可以根据调查数据通过数据统计分析软件自动输出模型。

当因变量的分类情况不属于二分类，而是有多于两种取值的情况，并且多个因变量之间没有明显次序关系时，可运用多项Logistic模型（Multinomial Logistic Model）对多分类因变量和自变量的关系进行研究。

当有=0，1，2，…，类的无次序因变量，多项Logistic模型函数定义为：

（2.3）

式中：——回归截距;——回归系数;——解释变量;——变量个数;——条件概率，是的函数;——反应变量的类别。

多元Logistic回归模型，是由不同的因变量之间互相对比形成的，分别对每个Logistic单独建模，将类别作为参照类。

由

（2.4）

可以得到：

（2.5）

3 基于行人违章特性的交通安全提升对策

3.1 行人过街空间设置

3.1.1 人行横道宽度设置

人行过街横道的设计宽度还和过街的人数以及行人信号的红绿灯设置时长有关，在行人密度大的地区，行人的宽度必须根据交通量的原则和行人的特征来计算。在购物区、学校、医院等设置人行道宽度时，也请考虑交通灯。

人行道宽度简化计算公式为：

（3.1）

式中：——高峰小时双向过街步行者数量，人/小时;——每小时绿灯分钟数。

3.1.2 二次过街设施设置

在道路横截面较宽或过街穿越人群主要为老人和残障人士的交叉口适当采用二次过街穿越控制方式。按照相关规范结合行人过街穿越需求和道路资源条件，设置行人二次过街穿越安全岛、中继信号灯等基本设施，道路安全岛的设计面积很大，岛上的服务水平必须符合几个条件。到达十字路口的人们聚集在交通安全岛上。道路安全岛的面积如下：

（3.2）

式中：——设计的交通安全岛面积，m2;——设计的行人交通量，p/h;——信号周期时长，s;——行人的占地面积，m2。

3.2 行人过街时间设置

3.2.1 行人过街的时间计算

在设计信号配时方案时把行人过街穿越的需要考虑进去，综合考虑过街穿越人群的数量、各年龄层次人群过街穿越特性、行人延误及人行横道通行能力。行人绿灯时间的设置要大于行人安全通过人行横道的最小时间，以确保行人安全过街穿越，安全性、高效性是行人过街的时候考虑最多的。

行人过街时间可由下式确定：

（3.3）

式中，——行人过街总绿灯时间，s;——绿灯时间，s;——绿闪时间，s。

和的计算公式如下，

（3.4）

  （3.5）

式中，——行人的反应时间，s; ——行人灯绿灯信号间隔时间，s;——行人的到达率，人/ s，与周边土地利用性质和交通流特性有关;——人行横道的通行能力，人/ s，与人行过街横道的宽度及行人过街流率有关;——人行过街横道的长度，m;——行人的步行速度，m/s，与行人的流量及人群的构成成分有关;——人行安全保障系数，与道路交叉口的规模、区位特征以及行人流的特性有关。

根据以上可得：

（3.6）

3.2.2 相关参数的确定

（1） 行人的反应时间，根据HCM的规定，通常取3.2 s。

（2）行人綠灯信号间隔时间，指相邻的两个行人绿灯信号相位的间隔时间，通常情况下，取值为相应道路交叉口相位的周期时间;行人的到达率，指单位时间内到达人行过街横道一端的行人的数量，通常采取调查抽样的方法确定;一般情况下，用一个周期内到达人行过街横道的行人总数来代替上述两个参数的乘积。

（3）人行横道通行能力。参考《交通工程手册》的规定及《城市道路交通设计规范》的规范值，人行过街横道的设计通行能力由下式确定。

（3.7）

式中，——行人的步行速度，m/s;——实际的人行过街横道宽度，m;——行人过街行走时的纵向间距大小，m，一般取值为1 m;——每个过街行人所占用的横向的宽度大小，一般取值为0.75 m，当人流得密集程度比较大时，可取0.6 m。

4 结语

根据模型的应用分析，从人行横道设定和行人交叉时间设定两个方面分析了城市道路信号对行人过马路的影响因素，以及预测行人交通对时空分类和人的整体移动过程的干扰，减少行人渗入的机会，改善通行环境。

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