小議基于人行橫道間距的行人

小議基于人行橫道間距的行人

　　1 引言

　　隨著我國城市機動化水平的提高和交通混行程度的加深，從“以人為本”著眼的慢行交通管理得到逐步重視。人行橫道是行人過街的基礎設施，若其間距過大，行人需繞行的距離則偏長，會增加行人過街時間，降低其效率，一定程度上迫使行人違章穿越機動車道，增加對機動車干擾，而若間距過小，行人過街效率雖有提高，但機動車在短時間內連續受行人干擾而運行不暢�？梢�，人行橫道的位置設置對行人過街效率和機動車運行產生影響，多人行橫道的間距是人行橫道位置的另一形式。

　　對于人行橫道處的行人延誤、機動車延誤研究，國內外學者多側重闡述行人、機動車在人行橫道上的行為特性。在國外，Schroeder[2]基于調查分別描述了機動車和行人的沖突形式，Burstedde et al利用二維元胞自動機模型仿真行人運行過程，Lee et al和Beckwith et al分別研究有信號和無信號控制的人行橫道的行人過街行為特征，Kwon et al重點研究窄型城市道路與混合交通流條件下的行人行為和相關規劃內容；在國內，高利平等著重從單個人行橫道的位置選擇入手，分析基于不同人行橫道位置下的行人、機動車及行人-機動車系統的延誤模型，并最終獲得最優位置，苑紅偉等從我國交通實際分析建模人行橫道上行人過街延誤的產生，余鑫等分析行人-機動車相互干擾并描述行人穿越車流的機理，王芳從交通流角度，分析過街行人的運行特征和對機動車干擾情況。較少有學者從行人-機動車系統延誤的角度研究多人行橫道位置和間距的合理設置，以提高道路使用效率。

　　本文以路段上設置雙人行橫道的位置和間距選擇作為行人-機動車干擾系統延誤模型的影響因子，分析行人與機動車的干擾場景，建立行人-機動車系統延誤模型，利用VISSIM仿真軟件對北京某城市支路為案例進行計算，得出雙人行橫道的最佳位置。

　　2 行人-機動車干擾系統分析

　　設路段X長H，斷面包括γ條機動車道（雙向，單車道寬lm），2條非機動車道（單車道寬lp），人行橫道長l=γlm+2lp，寬h0，并忽略其寬度對過街行人繞行距離的影響。假設行人過街需求集中點[1]共有n處，任意i（i=1,2,3…n）處均可設置人行橫道且不設行人過街信號燈，i與相鄰位置i+1的距離為hi,i+1。則若在k1、k2兩處設置人行橫道，如圖1所示，k1、k2的間距是影響行人-機動車系統延誤的因子。

　　2.1 行人-機動車干擾場景分析

　　k1、k2處設人行橫道，行人-機動車干擾系統有4種場景：(a-a)、(b-a)、(a-b)、(b-b)。(a-a)場景中，機動車在t11、t12時刻分別通過k1、k2處，且無延誤，而k1、k2處行人需避讓機動車而產生延誤；(b-a)場景中，機動車在t21時刻到達k1處并避讓過街行人，t22時刻離開，產生延誤，在t21時刻，到達k2處干擾行人過街使其產生延誤；(a-b)場景中，機動車在t31時刻通過k1處而導致行人延誤，在t32時刻到達k2處避讓過街行人，t33時刻離開，產生延誤；(b-b)場景中，機動車連續在k1、k2處產生延誤，k1、k2處行人過街時均無延誤。當行人流量較小時，機動車避讓行人行為較少，(a-a)場景較多發生，其他3種場景的發生頻次隨著行人流量增加而增加。當行人流量多到(b-b)場景多發時，行人-機動車間干擾嚴重，行人、機動車運行受阻。

　　12,kkh值會影響該4種場景，值越小，k1處機動車（后車）受到k2處機動車（前車）避讓行人而導致車流排隊的影響越大，即機動車受到前車的影響越大，機動車延誤越大，在場景(b-b)中尤為明顯；值越大，機動車受前車影響越小，但行人通過k1、k2處前后的繞行距離越長，行人過街延誤越大，在場景(a-a)中最為突出。

　　2.2 行人過街流量的確定行人、機動車在人行橫道處的延誤分析

　　由于對行人-機動車干擾，采用行人避讓機動車原則或機動車避讓行人原則存在限制條件，本文采用沖突區域占用避讓原則，即一方占用人行橫道則另一方需避讓，符合實際，行人、機動車通過中均存在延誤。假定行人的發生服從隨機分布，過街目的均為到達道路對側，即i處第j個行人在k1處過街前后均以速度va沿路段步行的距離。行人通過k1、k2處的時長1,ikh1,kaijt，與k1、k2位置無關，而與2,kaijt1kQ、2kQ、Qb成正比，與v’b成反比；機動車通過k1、k2的時長1,kbet、與2,kbet1kQ、2kQ、Qb成正比，與v’a、成反比。

　　3 行人-機動車干擾延誤模型

　　結合、的3種情形，分析系統中行人延誤、機動車延誤并最終獲得行人-機動車延誤模型。

　　3.1 行人延誤模型

　　如1.3所述，i處行人j到達k1（k2）前需步行的距離為（），行人完成過街需要“額外”繞行2（2），產生在路段上的延誤與1.3節中k1（k2）處延誤不同。

　　3.2 機動車延誤模型

　　除在k1、k2處受到過街行人影響外，機動車e在行駛過程中還受車輛換道或跟馳行為等影響而產生延誤。

　　人行橫道越靠近過街需求量大的位置，且二者間距越小，行人過街步行距離越小，行人過街總延誤就越小，但機動車延誤越大，對行人過街有利；反之，人行橫道越遠離過街需求量大的位置，且二者間距越大，行人過街延誤越大，機動車受到過街行人和前車干擾越小，機動車延誤越小，對機動車行駛有利�？梢�，人行橫道間距的合理確定是使連續的、相互影響的行人-機動車干擾系統延誤最小，達到最優。

　　3.3 行人-機動車干擾系統延誤模型

　　4 案例分析

　　本文以北京二三環間某南北向城市支路（不含交叉口）為對象，路段、流量和速度信息如，在該7處行人過街需求集中點選擇2處設立人行橫道，利用VISSIM對該21種人行橫道位置選擇情況的行人-機動車干擾情況進行仿真，獲取各種選擇情況下的路段行人平均延誤da、機動車平均延誤db以及行人-機動車平均延誤d，從而確定設置雙人行橫道的最佳位置K1和K2。

　　5 結論

　　本文在路段上雙人行橫道的位置和距離選擇條件下，分析了含有雙人行橫道的路段上行人與機動車的干擾機理和4種沖突場景，利用行人過街流量的確定法則和沖突區域占用避讓規則，綜合行人-機動車沖突中的實際因素，分別建立了行人延誤模型、機動車延誤模型，最終構建行人-機動車沖突延誤模型，并利用VISSIM仿真軟件對模型進行了案例驗證。得到以下主要結論：

　�。�1）在雙人行橫道的行人-機動車系統中，行人與機動車之間沖突存在4種場景，其中機動車均需避讓行人而導致延誤較大的場景易在人行橫道間距較近時發生，而行人延誤較大的場景多發于雙人行橫道距離遠，行人繞行距離較長的情形；

　�。�2）人行橫道越靠近過街需求量大的位置，且二者間距越小，行人過街總延誤就越小，越有利于行人過街；人行橫道越遠離過街需求量大的位置，且二者間距越大，機動車受到過街行人和前車干擾越小，其延誤越小，越有利于機動車行駛；

　　（3）行人繞行延誤是行人總延誤的主要部分，雙人行橫道中至少一個距路段中央越近，行人總延誤就越��；當雙人行橫道都距道路中央越近，機動車延誤就越大；當某一人行橫道位置固定，另一人行橫道位置從遠及近變化時，機動車延誤受跟馳延誤和行人干擾延誤的疊加影響而先減小后增加；當雙人行橫道設置于相鄰位置或道路中段時，行人-機動車系統延誤主要受機動車延誤影響，雙人行橫道設置在相鄰位置且靠近道路同一端或分別設置于道路兩端時，行人-機動車系統延誤主要受行人延誤影響，延誤均較大。案例中該三類延誤的最小值分別為38.15s/p（k1=3，k2=4）、20.88s/pcu（k1=1，k2=5）、29.23s/p（K1=1、K2=4），并且通過延誤的最小值來確定雙人行橫道的最佳位置。

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