路段行人过街设施的合理间隔

路段行人过街设施的合理间隔＊
曹晓奎1 杜仁兵2 裴玉龙2
【摘要】摘要通过对路段行人过街设施的合理间隔进行分析,发现如果路段行人过街设施间隔过大,会导致行人绕行距离过长,行人乱穿道路的现象加剧;如果过小,则车辆行驶时频繁启停,行车延误增大。

以行人延误和机动车延误之和最小建立目标函数,求解得到行人过街设施的合理间隔。

路段行人过街设施的合理间隔与行人交通量、机动车交通量、路段长度以及行人过街宽度有关,充分考虑行人过街设施设置的各种影响因素。

路段行人过街设施依据合理间隔进行设置,可以有效降低行人和机动车延误。

【期刊名称】交通信息与安全
【年(卷),期】2010(028)002
【总页数】4
【关键词】关键词行人过街设施;合理间隔;延误
引言
人行过街设施交通设计应满足人们步行需要,并提供合适服务水平,使人流能通畅自由地通行,为行人提供舒适行走空间[1]。

路段行人过街设施包括人行横道、人行天桥和人行地道,承担着行人过街的交通功能。

人们的日常生活离不开步行,步行交通是出行方式中重要的组成部分,平均30%的日常出行为步行。

但是,步行却往往是最后被考虑的交通方式,交叉口空间优先分配给小汽车,会导致行人与非机动车甚至机动车争夺交通空间,行人交通空间得不到保证。

在国内外关于人行过街设施研究方面, HCM 2000依据单位行人的占地面积,给出行人站立时的服务水平[2]。

陆健在行人交通特性分析基础上,通过对行人心理、
车辆行驶、道路通行能力等分析,提出了平面行人过街设施合理间距的分析计算方法[3],但该计算方法较为烦琐,需多次试算才能得到,随意性较大。

劳云腾建立了简练且有广泛应用性的无信号控制路段行人过街延误模型,研究成果可以应用于解析无信号控制行人过街设施的交通流特征和为最佳设置行人过街设施提供理论依据[4]。

王东辉阐述行人立体过街交通设施的规划,介绍“第二套城市步行系统”的概念,并研究了其存在的优越性和必要性[5]。

人行过街设施存在的问题
许多城市道路上行人过街需求大,但是没有相应的行人过街设施,造成行人过街不方便,行人在自己最为方便的地方判断可穿越性,甚至强行过街,使道路交通驾驶员对前方的交通状况难以做出正确的判断和及时的反应,行车危险性增加。

而在城市的有些路段,不应设置人行横道的地段却设置了人行过街横道,不仅增加了路段过街行人与机动车的冲突,还增加路段机动车驾驶员驾车的心理负担。

有些人行横道的设置形式不合理,行人过街设施按照设置空间形式的不同分为立体和平面行人过街设施,其中立体行人过街设施又分为地下行人过街通道和行人过街天桥。

立体和平面行人过街设施各有其设置的条件,必须针对具体的道路交通和周围用地条件,综合考虑安全性和经济性,选用恰当的行人过街设施设置形式。

没有考虑相邻行人过街设施间距对行人过街行为的诱导作用,特别是立体行人过街设施与平面行人过街设施之间的间距对行人过街行为的影响。

立体行人过街设施和平面行人过街设施各有其设置的适用条件,如果立体行人过街设施和平面行人过街设施之间的关系没有处理好,不顾其应用的条件而盲目设置,会造成道路资源的浪费和对行人交通的错误引导,不仅不能方便行人过街,甚至增加行人过街的危险性,使其成为交通事故的诱因。

人行过街设施的设置条件
人行过街横道设置条件和过街形式依据土地的用地性质、开发状况得出行人的过街需求,确定是否要设置路段行人过街设施。

英国根据对过街行人和驾驶员的心理状态、行人穿越车流过街行为特征的调查和统计分析,制定了平面人行过街设施的选择依据,见表1。

采用平面式还是立体交叉式行人过街设施,关键是要弄清立体交叉式人行横道的设置条件,我国《城市道路设计规范》对路段行人立体过街设施设置条件如下: 1)人行天桥或人行地道应设置在交通繁忙过街行人稠密的快速路、主干路、次干路的路段。

2)过街行人密集,影响车辆交通,造成交通严重阻塞处。

3)车流量很大,车头间距不能满足过街行人安全穿行需要,或车辆严重危及过街行人安全的路段。

上海《城市道路平面交叉口规划与设计规程》对路段行人过街设施设置的条件规定如下:
1)快速道路的过街设施必须修建为人行天桥或地道;
2)城市主干路及双向6车道以上的次干路路段的行人过街设施,视行人过街交通及其相交的汽车交通流饱和度而定,当行人过街交通及其相交的汽车交通流饱和度,人均待行区面积和待行时间同时满足表2的条件时,应考虑规划行人过街天桥或地道;
3)商业区道路交叉口,或道路两侧存在大量人流来往的大型建筑物,可结合实际条件和需要设置人行天桥或过街地道。

用行人过街交通平均饱和度、机动车交通平均饱和度和人均待行区面积来判断
是否设置立体交叉行人过街设施,比只从行人流量和机动车流量来判断更为合理,也能反映出实际道路的交通情况对设置立体交叉行人过街设施的要求。

人行天桥和地道是人行横道的立体化,是1种昂贵而彻底的人车分离设施。

当车辆交通量特别大,瞬时中断车辆交通会带来较大的交通阻滞,这时应采用立体人行横道。

由于天桥及地道需要较大的投资,同时行人过街必须上下天桥或进出地道,增加了步行的不便。

所以在确实需要设置的地方辅以必要的措施,才能使投资得到应有的效益,否则会引起行人在天桥或地道之前乱穿马路。

过街设施的合理间隔的确定
路段行人过街设施合理间隔的确定要满足2个约束条件,①考虑行人过街交通需求,不会让行人长距离绕行;②考虑过街设施的使用效率,不至于设置过多的行人过街设施,避免造成资源浪费和对车辆交通产生过大的干扰,根据参考文献中推荐的合理间隔,将人行过街设施间隔最大值定为600m,最小值为100m。

考虑2个交叉口之间的路段没有行人过街设施的情况,车辆不需要等待,忽略行人等待延误,最不利情况下行人到达目的所需的时间为:
当2个交叉口之间的路段有行人过街设施时,车辆经过需要的时间为:
对比有无行人过街设施,目标函数是行人和车辆延误时间最小可以用下式表示:式中:D L为行人和车辆延误总和,s;d为行人过街设施间隔,m;v p为行人步行速度,m/s;Q p为行人交通量,人/h;Q c为机动车交通量,pcu/h;L为路段长度,m;w 为人行过街设施宽度,m;t r为机动车启动时间,s;v c为路段设计速度,m/s;t1为行人步行心理极限时间,s;t2为机动车启停极限时间,s。

对式(1)求解,首先进行参数替代:
当且仅当下式成立时,等号成立:
可得出行人过街设施的合理间隔:
式中:d0为行人过街设施合理间隔,m。

可看出,行人过街设施的合理间隔与路段长度。

行人交通量、路段宽度和行人交通量有关。

通过式(8)即可求得行人过街设施合理间隔。

行人过街设施间隔等于合理间隔时,行人和机动车的延误最小。

算例分析
选取哈尔滨市主干路黄河路路段,该路段连接2个信号交叉口,黄河路嵩山路交叉口和黄河路华山路交叉口,2交叉口相距552 m,该路段有2处行人过街横道,分别距黄河路嵩山路交叉口95 m和355 m,人行过街横道I处行人交通量为117人/h;人行过街横道II处行人交通量为338人/h;黄河路路段双向机动车交通量为 1 418 pcu/h,黄河路路段及路段两侧信号交叉口的现状平面示意图如图1所示。

将v p=1.2 m/s,Q c=1 418 pcu/h,L=552 m, w=28.5m,t r=2.5 s,Q p=455人/h代入式(7)可求得黄河路路段合理间隔为
当黄河路路段行人过街设施合理间隔为329m时,此时车辆与行人延误之和最小,由于人行过街横道Ⅰ距离黄河路嵩山路交叉口只有95 m,建议撤销。

结束语
分析了行人过街设施存在的问题,认为在道路路段上设置行人过街设施时应充分考虑人行横道的位置、形式以及诱导作用;给出人行横道设置的条件以及设置的形式;着重分析人行过街设施的合理间隔,以行人和车辆延误之和最小为目标函数,对函数进行求解,得到人行过街设施的合理间隔,人行过街设施的合理间隔与路段的长度、路段宽度、行人交通量以及机动车交通量有关,充分考虑了各种影响因
素。

在设置人行过街设施时,应首先计算行人过街设施的合理间隔,然后结合行人过街设施设置的条件合理选用行人过街设施的形式。

进一步研究需要将行人过街设施的形式以及设置的位置考虑进来,建立行人过街设施合理间隔、形式和位置的综合计算方法。

参考文献
[1] V irk ler M.Quality of flow along pedestrian arterials[C]//Combined 18th Annual Australian Road Research Board Transport Research Con ference, New Zealand:Transit New Zealand Land Transport Sym posium,Christchurch,1996
[2] Transportation Research Board.H ighw ay Capacity Manual 2000[M].Washington,D.C.:National Research Council,2000
[3] 陆建,叶惠琼,姚冬雷.行人过街设施合理间隔[J].交通运输工程学报,2002,2(4):63-67
[4] 杨晓光,劳云腾,云美萍.无信号控制路段行人过街方式适用性研究[J].同济大学学报:自然科学版, 2007,35(11):1466-1469
[5] 王东辉,胡光明.行人立体过街设施以及“第二套步行系统”的合理设置[J].华东公路,2006,162(6): 34-37
DOI:10.3963/j.ISSN 1674-4861.2010.02.006
＊“十一五”国家科技支撑计划重点项目(批准号:2006BAJ18B01)、高等学校博士学科点专项科研基金项目(批准号:20070213013)资助。