基于忍耐时间的行人过街安全评价研究

黄好 陆岱骏 梁高洋

柳州五菱新能源汽车有限公司 广西 柳州 545007

引言

行人过街交通安全问题是当前交通安全的一个重要方面，而导致行人过街交通安全事故的主要原因是行人过街的等待时间超出其过街忍耐时间，行人采取违章过街方式而产生了交通冲突[1-2]。因此，建立考虑忍耐时间的行人交通安全评价模型对行人交通安全研究具有一定的意义。

针对行人过街交通安全问题，许多学者进行了大量的研究工作。杨二标等[3]研究行人过街行为的规律及不安全行为心理，运用AHP法建立了行人过街行为安全评价体系。Rouphail等[4]分析得到英国的行人可忍受等待时间为45～60s。张智勇等[5]对北京市信号交叉口行人忍耐时间研究，确定影响行人过街忍耐时间的影响因素。然而以上研究没有考虑不同行人年龄段以及不同性别等因素影响，而在实际的行人过街交通安全评价中，必须要考虑交叉口的不同行人性别、年龄、人行横道信号灯红灯时长以及车流量等因素，建立基于忍耐时间的行人过街安全评价模型。

本文以某交叉口的实际行人过街交通特性为研究对象，在考虑不同行人的过街特性和忍耐时间等的基础上，建立基于忍耐时间的行人过街安全评价模型，最后通过实例进行分析。

1 不同行人过街忍耐时间模型

根据不同行人的过街忍耐时间，建立被观测对象的过街忍耐时间模型。令t表示信号交叉口行人过街的忍耐时间，向量X为生存函数的影响因素，则Cox回归模型的基本表达形式为：

式中， 为t时刻的风险系数； 为基准风险数；

为影响因素； 为每个影响因素所对应的回归系数值。若 ，说明随着变量 增加，危险率跟着增加，即变量 为危险因素；若 ，说明随着变量 增加，危险率反而减少，即变量 为保护因素。

2 行人过街延误时间

当行人忍耐时间大于其可接受的范围时，行人将会采取违章过街的方式达到其通过人行横道的目的。将行人过街延误时间作为衡量行人过街交通安全水平的评价指标，具体的评价模型为[6]：

式中，D为总的延误时间；D1为行人过街等待时间，即行人在无干扰条件下等待信号的时间；D2为右转车辆与行人的发生冲突的延误时间；D3为人行横道上对向行人过街产生的延误时间。

可得到右转车辆与行人的发生冲突的延误时间D2模型为：

式中，为机动车平均到达率；为可穿越间隙； 为最小车时距。

可得到人行横道上对象行人过街产生的延误时间D3模型为：

式中，P1为观测向行人数；Cap为人行横道容纳能力，根据人行横道宽度和观测行人数计算可得；n、a、b、m为模型参数，由SPSS统计分析软件计算；r为观测向行人方向比率。

3 不同行人过街安全评价模型

在国内外学者研究的基础[7]上，结合延误水平分级标准，划分行人过街平均延误和忍耐时间的评价标准等级，如下表1所示。

表1 行人过街平均延误和忍耐时间等级

而不同行人条件下的忍耐时间也不同，从年龄段划分不同行人忍耐时间与其强行穿越红灯比例即违章比例的关系，具体划分如下表2所示。

表2 青少年行人延误时间与违章比例关系

而综合考虑行人总延误时间，根据实地调查以及前人在行人过街安全评价水平的研究，本文将其行人安全评价等级划分如下表3所示。

表3 行人过街延误与安全评价等级

4 案例分析

本文以某交叉口作为研究对象，在晚高峰17:30-18:30时间段，分别对该交叉口的行人流和车流基础数据进行调查汇总。

4.1 行人忍耐时间

运用SPSS统计分析法得到行人过街忍耐时间与不同影响因素之间的函数模型，结果如下表4所示。

表4 基于Cox比例风险模型的协变量系数估计及模型检验结果

从基于Cox比例风险模型的协变量系数估计及模型检验结果表中可以看出，行人性别、年龄段、人行信号红灯时长以及平均每小时车流量，其显著性水平Sig＜0.05，说明其是影响忍耐时间的因素，而平均每小时冲突量的Sig值为0.370＞0.05，说明该变量是不显著。

由SPSS统计分析软件对各进口的行人忍耐时间数据进行描述频率统计，经实地调查研究发现，当超过90%的行人选择违章过街时，此时行人忍耐时间接近峰值，则取90%位数作为各进口的行人忍耐时间作为模型分析的结果，具体如下表5所示。

表5 交叉口90%分位忍耐时间

4.2 行人安全评价模型确定

本次调查选取某交叉口作为研究对象，用式4可以得到延误时间计算如下表6所示。

表6 行人延误时间

由行人过街忍耐时间模型以及行人延误得出总延误时间计 算结果下表7所示。

表7 行人安全评价模型延误计算结果

由上述结果可知，该交叉口的北进口的延误时间相对较小，其原因是北进口目前只规划了一条公交车专用车道，且平均每小时车流量较小，与人行横道的行人的冲突较小，而与交叉口里面的车流冲突较大。交叉口总平均延误为50.14s。

4.3 仿真模拟

将各个指标参数输入VISSIM仿真软件，得出不同行人下的违章比例对交叉口整体延误时间的仿真结果如下表8所示。

表8 仿真结果比较

从上表可知，在理想状态下的车辆延误时间为37.08s，而将实际调查数据输入VISSIM软件的车辆延误时间为44.58s，比前者多7.5s。选取的交叉口行人过街延误时间四个进口道中北进口的行人安全评价等级为安全，而其余三个进口道的行人安全评价等级为较安全，综合考虑整个交叉口情况，该评价等级为较安全。

5 结束语

本文以某交叉口为研究对象，考虑不同行人的过街特性和忍耐时间特性，建立符合当地特色的基于忍耐时间的行人过街安全评价模型，通过仿真计算得到：①必须考虑不同年龄段以及性别的行人过街忍耐时间特性，对不同行人下的行人过街忍耐时间选取因素对所建立的安全评价模型具有较大的有用性。②对基于不同行人忍耐时间建立的行人过街安全评价模型，该交叉口的总延误时间为50.14s，90%位忍耐时间分布均值在44s，其对交叉口行人过街安全影响较大。