信号交叉口行人过街步行速度的调查与研究-孔令铮

交通科技TRANSPORTSCIENCEANDTECHNOLOGY·86·《交通标准化》2010年12月下半月刊·总第235期TRANSPORTSTANDARDIZATION.2HALFOFDEC.,2010(No.235)孔令铮，徐若瀛，许逸伦，蒋潇（同济大学交通运输工程学院，上海201804）摘要：为研究不同条件下的行人过街速度，对上海市几个典型信号交叉口不同时间段、不同区域和不同年龄群体的行人过街时的交通参数进行调查，并应用相关统计学方法对数据进行对比分析，可以计算在不同因素作用下的行人步行过街速度。在此基础上，推荐合理的设计交叉口时的行人过街设计速度，可为计算信号交叉口处的行人过街信号灯配时和相关政策的制定以及管理设施的设置提供参考和依据。关键词：行人过街；设计速度；信号交叉口中图分类号：U491.11文献标识码：A文章编号：1002-4786（2010）12-0086-03InvestigationandStudyonPedestrianCrossingSpeedatSignalizedIntersectionKONGLing-zheng，XURuo-ying，XUYi-lun，JIANGXiao(TongjiUniversity,SchoolofTransportationEngineering,Shanghai201804,China)Abstract:Thisresearchfocusesonthecrossingspeedofpedestrianatsignalizedintersection.Asurveywasundertakentoacquireinformationoncrossingspeedundervarietyofsituations.Followingreviewofthesurveyresults,statisticalanalysiswasimplementedinordertostudytheimpactonpedestrianspeedbydifferentfactors.Bythismethodologytheauthorprovidesadesignpedestrianspeedatintersectionforrevisionofthecurrentintersectiondesignstandardandtransportationpolicy.Keywords:pedestriancrossing;designspeed;SignalizedIntersection信号交叉口行人过街步行速度的调查与研究1概论步行交通在城市交通系统中占有十分重要的地位。为了科学、合理地规划设计城市道路行人过街设施，有效地管理行人交通、评价行人过街设施服务功能，保障行人安全、便捷、有序地过街，提高行人过街效率和安全性，必须充分了解行人过街速度这一重要参数。《上海市城市干道行人过街设施规划设计导则》中使用的行人过街设计速度为1.2m/s[1]，但这个数值可能与现实中的情况有差异，在不同的交通环境下行人的步行速度不尽相同。美国《道路通行能力手册》引用了联邦公路管理局(FHWA)推荐的速度，将1.22m/s的行人速度作为设计速度，并将Dewer推荐的0.91m/s到0.99m/s作为设计行人速度[2]；M.S.Tarawneh提出了约旦的信号交叉口行人设计速度为1.1lm/s[3]。在国内，同济大学的刘光新、李克平等在研究行人过街心理时运用的相关过街速度为男性1.57m/s、女性1.53m/s[4]。哈尔滨工业大学的冯树民等通过调查得出，哈尔滨的行人过街平均速度为1.47m/s、85%的位速度为1.74m/s、15%位速度为1.19m/s[5]。事实上，就上海市来说，行人总体的步行速度偏快，而且年龄层次分明，所以大量的统计数据将更加科学地反映不同条件下行人的过街速度，给现有上海市规范参数的完善提·87·《交通标准化》2010年12月下半月刊·总第235期TRANSPORTSTANDARDIZATION.2HALFOFDEC.,2010(No.235)供数据支持，本研究也是基于这一点展开的。本文调查了几个典型交叉口，并统计了1250组真实的数据，对多种不同因素影响下的行人过街速度进行了详细的分类研究，并分析了其中差异的主要原因。2项目研究方法行人过街速度调查是通过测定行人的过街时间与交叉口人行横道宽度得到的平均步行速度。行人过街时间是行人从步入人行横道开始到离开人行横道为止所用的总时间。2.1影响因素分析影响行人过街速度的因素包括行人本身的性别、年龄、人行横道长度、是否打伞、是否带行李、有无人同行、车流量、人群数量、信号配时等诸多因素[6]。本研究从中选出了多个影响较大的因素，并对其逐个进行研究。2.2数据拍摄提取根据研究的对象与方向，本研究选取了三个路口进行数据的拍摄和提取，分别是大连路飞虹路路口、赤峰路中山北二路路口、曲阳路玉田路路口。下面就各路口的情况作阐述。2.2.1大连路飞虹路交叉口大连路机动车流量集中，飞虹路机动车流量较少；大连路的跨度较大，路中设有安全岛；信号灯分段控制行人过街过程。2.2.2赤峰路中山北二路交叉口赤峰路为单行道，交叉口一侧设有三号线赤峰站，人流量较大，且该路口过街行人带有行李的较多；中山北二路路中设有安全岛，信号灯分段控制行人过街过程。2.2.3曲阳路玉田路交叉口此交叉口有家乐福等大的人流集散地，行人较多，路中无安全岛；行人过街时与同向右转车冲突严重；因信号配置失误等原因，许多行人违反交通规则进入横道而造成交通隐患。3数据分类分析为了更好地研究速度的特性，本研究取了速度均值、15%位速度、85%位速度和方差来研究行人过街速度的特性，并绘出正态分布拟和曲线。3.1不同性别行人速率分布3.1.1速度区间分布分析从性别的角度讨论，可得出以下结论：男性平均速度(1.439m/s)明显高于女性(1.369m/s)，男性行人的通过速度区间集中在1.2m/s~1.6m/s，而女性则集中在1.1m/s~1.5m/s。这两个群体的速率区间图都近似于正态分布，两者的15%位速度、平均速度与85%位速度比较如表1所示。值得注意的是，速度在1.8m/s以上的男性为11.21%、女性为10.66%，差别并没有很大，而速度较大的一般在行人由于某些原因快速通过交叉口时产生。这就说明，在上述特殊情况下，性别对行人快速过街速度的影响不大，这意味着，在较为特殊的情况下，如赶时间、绿闪时间不足、行人与车辆冲突时不愿停顿等，男性和女性都可以较快的速度通过。3.1.2速度正态分布分析根据调查结果，进行置信水平为0.95的正态分布的分析与单因素方差分析（如表2所示）。单因素方差分析是用于完全随机设计（completelyrandomdesign）的多个样本均数间的比较，其统计推断是推断各样本所代表的各总体均数是否相等。完全随机设计不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多个水平，所以亦称单因素实验设计。在实验研究中按随机化原则将受试对象随机分配到一个处理因素的多个水平中去，然后观察各组的试验效应；在观察研究（调查）中按某个研究因素的不同水平分组，比较该因素的效应[7]。对不同性别的行人过街速度进行了单因素方差分析，比较离均差平方和（SS）、自由度（df）、均方（MS）、统计量（F）和通过查F界值表得到的P值，其分析结果如表3所示。由于FFcrit=3.848921，男、女之间的差异有统计学意义，总体均值存在差异（以下单因素方差分析均采用此方法）。3.2各年龄段行人速率分布3.2.1速度区间分布分析其各年龄段行人速率如表4所示。观察表4可以发现：老人速度较低；中年和青年速度较快，决定因素是这类人群社会责任重、工作忙碌，压力大，通常不会以较慢的速度通过交叉口，且他们的身体状况与其表1不同性别的特征速度性别15%位速度(m/s)平均速度(m/s)85%位速度(m/s)男1.1331.4391.75女1.0481.3691.68表2不同性别过街速度正态分布分析性别样本均值标准差t值误差范围男女1.4401.3690.4220.3831.9631.9640.0320.031表3不同性别过街速度单因素方差分析差异源SSdfMSFP组间组内1.535204.44112481.5350.1649.3730.002表4各年龄段行人速率人群儿童青年中年老年速度(m/s)1.4791.4341.4161.292交通科技TRANSPORTSCIENCEANDTECHNOLOGY·88·《交通标准化》2010年12月下半月刊·总第235期TRANSPORTSTANDARDIZATION.2HALFOFDEC.,2010(No.235)他年龄段人群相比较好；儿童速率较高，原因主要有儿童一般好动，易奔跑通过；另外陪同儿童通过的成年人会因担心发生意外而加速通过。各年龄段行人15%位速度及85%位速度如表5所示。3.2.2速度正态分布分析根据调查结果，置信水平为0.95的正态分布的分析如表6所示。对不同性别的行人过街速度进行单因素方差分析，结果如表7所示。由以上四次分析可知其组间具有统计学差异。综上分析，“青年”与“中年”由于界定不明显，速度均值相差不大；儿童由于多由成年人带领，所以与“青年”、“中年”速度差异不大；而老人则与“儿童”、“青年”、“中年”存在一定差距。因此，交叉口配时应该重视“老人”群体。3.3其他因素对行人速度的影响其他因素影响时的速度如表8所示。在调查中发现，虽然大部分行人都能较好地遵守交通法则法规，但还是存在违章现象，包括在红灯期间与绿闪期间过人行横道的情况。从行人速度来看，违章的行人通过交叉口的速度远远超过未违章的行人，同时也远远超过整体平均速度。违章导致行人通过交叉口的平均速度提高，从侧面显示出违章通过交叉口的危险性，与车辆的冲突使得行人尽量快地通过，而快速行走的行人也影响了司机，增大了交通事故发生的可能性[8]。人行横道宽度对行人过街的速度并没有太大的影响，行人过街的速度主要跟前文分析因素有关。有人同行时行人过街速度较低，过街行人数量对行人过街速度有较大影响，因为过街人数对行人过街的危险程度和心理因素有影响。过街人数多时，汽车驾驶员更容易注意到行人，并采取刹车等措施，故安全程度较高；过街时的人少，驾驶员可能会疏忽正在过街的行人，故安全程度较低。另外，从心理学角度来讲，行人在过街时由于周围有大量结伴而行的人，心理会产生安全感，有可能忽略机动车的影响，从而对驶来的机动车不会采用避让措施，疏忽导致发生事故。在调查中，赤峰路中山北一路交叉口靠近三号线地铁站，该线通过上海火车站和上海南站两个客流集散点，另外曲阳路大连路交叉口旁有大型超市，因此，带行李的人数较多。分析可得，带行李大大地降低了行人过街的速度。3.4测量结果整体分析比较项目的测量结果与其他文献发现本次测量的速度要偏快，排除误差因素后，这个现象应该与上海人群的生活习惯、交叉口位置和周边设施有关。从城市发展看，上海市是一个发展迅速的国际大都市，人群的生活节奏普遍较快，在高压力的情况下，人们的步行速度会有一定幅度的上升。从行人角度看，赤峰路-中山北二路交叉口一侧是轨道交通3号线赤峰路站，通过该路口的行人大多是旅客，且大部分行人带有行李，这些因素使得行人更希望快速地通过交叉口。从交通流来看，大连路与中山北二路一般情况下车流量大，车辆直行的绿灯时间长，这就使得行人等待时间过长，加剧了行人的急躁情绪，令他们以更快的速度通过。4行人过街设计速度的调整与国家和地方设计规范所采用的行人过街设计速度相比，本次调查的结果证明规范采用的设计速度1.2m/s与调查所示的15%位速度相比过高，导致了很多行人不能在绿闪结束前从容地通过交叉口，使得很多老年人不得不加速跑步通过，在调查中甚至有老年人的过街速度超过了3m/s。为了保证大多数行人安全、顺利地穿过信号交叉口，我们应该采用调查中得出的15%位速度作为设计速度，以保证15%行人的安全。从调查中得到，所有样本的