兩相位T型交叉口通行安全分析

劉文疆

摘 要：在交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，充分融入交通安全知識(shí)，才能夠有效提高交叉口安全服務(wù)水平，進(jìn)而做好交通事故的預(yù)防工作。交通沖突技術(shù)，能夠間接地對(duì)交通事故進(jìn)行安全分析，通過分析交叉口處，行人和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛之間的人車沖突特點(diǎn)，建立交叉口人-機(jī)沖突數(shù)量模型，能夠?qū)型交叉口通行進(jìn)行安全分析。

關(guān)鍵詞：兩相位；T型交叉口；通行安全

中圖分類號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）09-0173-02

Abstract： In the traffic planning and design， the knowledge of traffic safety can be fully integrated into the intersection to effectively improve the level of safety services， and then do a good job in the prevention of traffic accidents. Traffic conflict technology can indirectly help analyze the safety of traffic accidents， and through the analysis of intersection， pedestrians and left-turn motor vehicles between the characteristics of human-vehicle conflict， the number of human-machine conflict model can be established so as to carry on the safety analysis to the T-shape intersection traffic.

Keywords： two-phase； T-shape intersection； traffic safety

1 交叉口安全影響因素

交叉口安全性的影響因素是多種的，通過不同的影響因素造成的交叉口安全性大小的不同，可以把影響因素分成次要影響因素和主要影響因素。次要影響因素包含安全設(shè)施、信號(hào)燈、交叉口幾何特征；主要影響因素指的是交通沖突數(shù)，包含機(jī)動(dòng)車與行人的沖突、機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車的沖突、機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車的沖突。

2 主路行人與支路左轉(zhuǎn)車沖突率

機(jī)動(dòng)車輛的速度、行人自身特性以及周圍環(huán)境等因素，會(huì)對(duì)行人穿越機(jī)動(dòng)車的選擇策略產(chǎn)生較大的影響。除此以外，行人具備較強(qiáng)的隨意性，在穿越人行橫道時(shí)，有可能在較短的時(shí)間內(nèi)改變穿越策略，因此，在研究行人穿越機(jī)動(dòng)車的規(guī)律時(shí)，無法通過尋常手段來總結(jié)規(guī)律。部分學(xué)者認(rèn)為，行人特性和非機(jī)動(dòng)車特性存在較大的相似性，他們都具備較強(qiáng)的隨意性，在作出決策時(shí)靈活性較強(qiáng)，因此，本文在研究行人穿越機(jī)動(dòng)車的概率時(shí)，將自行車作為主要的研究對(duì)象，探討了行人和機(jī)動(dòng)車發(fā)生沖突的安全性。行人前后間隙、前進(jìn)速度、左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛的行車速度等等，都會(huì)對(duì)左轉(zhuǎn)車穿越行人的概率帶來較大的影響。

當(dāng)支路左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車與主路過街行人同時(shí)得到通行相位后，機(jī)動(dòng)車和行人都想通過交叉路口，相互行駛的機(jī)動(dòng)車和行人間存在最小間隙，又稱為臨界間隙，在這樣的臨界間隙周圍特別容易出現(xiàn)交通沖突。車流量和行人流量會(huì)大大地影響兩相位T型交叉口支路左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車和主路過街行人的沖突數(shù)量。

交通沖突發(fā)生的頻率CR，能夠?qū)徊婵谥?，行人和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛之間的沖突進(jìn)行分析，并進(jìn)一步反映出交叉口的安全情況，如下公式：

式中：CR-左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車與過街行人交通沖突率；TC-左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車與過街行人的交通沖突數(shù)；MPCU-左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車與過街行人混合當(dāng)量交通量。

每一個(gè)交叉口的交通狀況，都存在較大的差異性，車道劃分、車道數(shù)量、地段開發(fā)形式等等，這些因素都將會(huì)對(duì)交叉口的交通情況帶來較大的影響。例如在一品天下大街的交叉口中，有大型商場(chǎng)，這就使得該交叉口的過街行人數(shù)量較多，另外，一品天下大街的交叉口主要有兩條專用車道，這兩條專用車道均是左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道，這兩條車道的車流量較大，可以發(fā)現(xiàn)，一品天下大街交叉口的人流數(shù)量和車輛數(shù)量均較大，交叉口發(fā)生人-機(jī)沖突率高。

3 主路行人與支路左轉(zhuǎn)車沖突嚴(yán)重程度

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在兩相位T型交叉口中，支路左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車和主路過街行人所產(chǎn)生的沖突數(shù)量為489個(gè)，在此基礎(chǔ)之上，本文針對(duì)左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛和行人之間產(chǎn)生沖突的嚴(yán)重程度，進(jìn)行進(jìn)一步的剖析。根據(jù)人-機(jī)沖突PET值分布圖可知，PET值都比較小，處于0.6～1.2s，相比機(jī)-機(jī)沖突的PET小很多，這主要是由于行人的啟動(dòng)、反應(yīng)速度很快，能夠在很短的時(shí)間里面回避機(jī)動(dòng)車前進(jìn)。另外，行人通常情況都是結(jié)伴過街，交叉口左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車的行駛速度很低等，這樣相沖突的行人更大膽的前行，從而冒險(xiǎn)通過間隙過街。需特別關(guān)注的是，當(dāng)PET為3.0s時(shí)，所積累的百分比沒到達(dá)100%，導(dǎo)致的原因是統(tǒng)計(jì)PET時(shí)，出現(xiàn)了5.9s、6.5s、7s三個(gè)大于3.0s的沖突PET，這類沖突行人都是行動(dòng)不便且獨(dú)自過街的老人，又因?yàn)檫@些情況與實(shí)際情況相符，所以把這三個(gè)突出也當(dāng)做樣本進(jìn)行考慮。

PET累積百分比曲線圖在發(fā)展早期會(huì)有拐點(diǎn)，這個(gè)拐點(diǎn)是行人和機(jī)動(dòng)車輛產(chǎn)生沖突，其沖突類型轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)，當(dāng)曲線拐點(diǎn)為0.5秒時(shí)，其占據(jù)百分比為5%，因此，在判斷嚴(yán)重沖突和輕微沖突時(shí)，可以將0.5秒作為臨界值，一旦其沖突PET值比0.5秒更小時(shí)，則表明行人和機(jī)動(dòng)車輛產(chǎn)生的沖突為嚴(yán)重沖突。為讓不同類型的沖突數(shù)量滿足事故金三角形，根據(jù)對(duì)累計(jì)百分比曲線圖的觀察，確定0.9s為另一個(gè)PET臨界值定，這時(shí)這點(diǎn)相應(yīng)的累積百分比為42%，所以把0.9s當(dāng)作潛在沖突和輕微沖突的臨界值，當(dāng)沖突PET大于0.9s時(shí)，就屬于潛在沖突。

左轉(zhuǎn)車和過街行人的沖突PET時(shí)沖突嚴(yán)重程度的表現(xiàn)，造成沖突嚴(yán)重程度明顯的具體因素包括哪些，必須分析有關(guān)因素才能知道。Stata軟件是一個(gè)統(tǒng)計(jì)軟件，它操作簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度很快，自身擁有的模型非常豐富，本文根據(jù)Stata發(fā)現(xiàn)了左轉(zhuǎn)車和行人間沖突嚴(yán)重程度明顯的影響因素。

Iline和PET間的相關(guān)系數(shù)是0.1399，并且p值低于0.05，回避原假設(shè)，得出沖突嚴(yán)重程度的影響因素是支路進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車道數(shù)量。行人的性別與其他因素、沖突嚴(yán)重程度間不存在相關(guān)性；主路行人流量和支路左轉(zhuǎn)車流量與沖突嚴(yán)重程度雖然不存在相關(guān)性，但是與其他因素間存在相關(guān)性，由此表明車道設(shè)置、相位時(shí)長與支路左轉(zhuǎn)車流量間是相對(duì)應(yīng)的，與實(shí)際情況相對(duì)應(yīng)。行人和左轉(zhuǎn)車輛沖突的嚴(yán)重程度，與行人的性別、信號(hào)周期以及行人流量等三個(gè)因素之間并無顯著相關(guān)性，除此以外，支路左轉(zhuǎn)車流量、之路左轉(zhuǎn)車道數(shù)、之路左轉(zhuǎn)相位時(shí)長這三個(gè)因素會(huì)對(duì)行人和車輛之間的沖突嚴(yán)重程度帶來較大的影響，為了進(jìn)一步探討這三個(gè)要素對(duì)行人和車輛之間沖突嚴(yán)重程度所帶來的影響。

通過可知，支路左轉(zhuǎn)相位時(shí)長和支路進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車道數(shù)是明顯影響支路左轉(zhuǎn)車與主路過街人沖突嚴(yán)重程度的因素，并且影響系數(shù)都是正數(shù)，這就表明是正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)相位時(shí)長和支路左轉(zhuǎn)車道數(shù)越多，PET就越大，人-機(jī)間的沖突嚴(yán)重程度就越小。

4 兩條人行橫道交叉口人-機(jī)沖突數(shù)量

將主路行人和左轉(zhuǎn)車沖突的人行橫道取消以后，支路左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車和走路過街行人的沖突將不會(huì)再產(chǎn)生，此時(shí)在支路機(jī)動(dòng)車中，會(huì)出現(xiàn)通行相位情況。與此同時(shí)，交叉口人-機(jī)沖突點(diǎn)包含：支路右轉(zhuǎn)車與主路行人沖突點(diǎn)、支路右轉(zhuǎn)車與支路行人沖突點(diǎn)、主路左轉(zhuǎn)車與支路行人沖突點(diǎn)、主路右轉(zhuǎn)車與支路行人沖突點(diǎn)。

當(dāng)人行橫道R1被取消以后，原先的過街人群只能夠選擇繞行來過街，那么此時(shí)支路口中的右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛和過街行人之間獲得通行相位時(shí)，其沖突數(shù)量為：

當(dāng)支路行人和主路的機(jī)動(dòng)車都同時(shí)獲得了通行權(quán)以后，此時(shí)，雙方會(huì)產(chǎn)生的沖數(shù)量為：

當(dāng)支路的過街行人獲得了通過馬路的權(quán)利以后，此時(shí)支路和主路右轉(zhuǎn)的機(jī)動(dòng)車輛都有可能和支路中的過街行人產(chǎn)生較大的沖突，此時(shí)其沖突數(shù)量為：

在交叉路口，將人行橫道取消以后，此時(shí)支路左轉(zhuǎn)的機(jī)動(dòng)車輛，主路的過街行人所發(fā)生的沖突數(shù)量為：

Ne=N5+N6+N7 （5）

式中：

Ne-兩條人行橫道時(shí)交叉口人-機(jī)沖突數(shù)量。

5 沖突人行橫道取消設(shè)置臨界條件

交叉口安全性最主要的決定因素是交叉口交通沖突數(shù)量，當(dāng)沖突數(shù)量越多時(shí)，交叉口安全性就越低。于兩相位T型交叉口中，對(duì)交叉口行人和機(jī)動(dòng)車有序通行和安全的最重要的因素是主路過街行人與支路左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車間的沖突。

在現(xiàn)實(shí)生活中，標(biāo)線、交通標(biāo)志、信號(hào)燈、交叉口幾何特征都會(huì)對(duì)交叉口的安全性造成影響，而和是否設(shè)置沖突人行橫道的關(guān)聯(lián)性較低、差異較小，所以本文覺得，交叉口建立兩到三條人行橫道對(duì)交叉口安全性的影響因素是不會(huì)恒定的。

針對(duì)兩相位T型交叉口，人行橫道的設(shè)置不會(huì)影響機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車和機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車的沖突，故本文對(duì)交叉口沖突數(shù)的考慮時(shí)，只對(duì)交叉口處過街行人和機(jī)動(dòng)車沖突進(jìn)行了考慮。

交叉口幾何特征和交通沖突等因素會(huì)影響交叉口通行是否安全，為了讓研究更方便，本文覺得是否設(shè)置主路沖突人行橫道對(duì)交叉口通行安全次要因素的影響很小。

深度剖析形成和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車的沖突特性，可以發(fā)現(xiàn)，相比于行人和右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車的沖突PET值而言，前者的PET值更小，這足以表明，在交叉口中設(shè)置兩條或三條人行橫道時(shí)，行人和機(jī)動(dòng)車所發(fā)生的沖突數(shù)量是一致的，當(dāng)行人和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車沖突數(shù)量不斷下滑時(shí)，能夠有效提高該交叉口的安全性。

6 結(jié)束語

本文通過分析交叉口的通行安全所受到的影響因素，找出了行人和機(jī)動(dòng)車發(fā)生沖突的分類方法，并且通過行之有效的方式采集了人和機(jī)動(dòng)車輛發(fā)生沖突的數(shù)據(jù)，找出了影響交叉口處，行人和左轉(zhuǎn)車輛沖突率以及影響沖突嚴(yán)重程度的因素。最后本文建立了交叉口人-機(jī)沖突數(shù)量模型，找出了設(shè)置兩條或三條人行橫道的機(jī)動(dòng)車以及行人流量所需要達(dá)到的前提條件。

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