鄭長江，張曉磊, ，李悅，吳金花，左波祥

(1.河海大學 土木與交通學院，江蘇 南京，210098；2.73202部隊，江蘇 連云港，222200；3.中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西 西安，710043)

我國約有5億輛自行車，50%居民會選擇自行車出行[1]，雖然隨著我國社會的發(fā)展，機動車(包括私家車和公共交通)的使用越來越多，但是隨著綠色交通和健康交通理念的深入人心，以自行車為代表的非機動車仍然會是重要的交通分擔方式。國內(nèi)外學者對過街問題的研究主要集中在行人與機動車的相互影響，行人與機動車沖突行為分析，行人在人行橫道處的延誤，及在分析行人延誤的基礎(chǔ)上確定路段人行橫道的合理間隔[2-7]方面，對自行車的研究主要關(guān)注自行車對交叉口通行能力的影響、混合交通流中的自行車交通特性[8-12]方面，對人行橫道處機動車與非機動車相互影響的研究較少。但是，我國的城市交通是典型的混合交通，特別是慢交通方式的混合程度相當高，行人和非機動車同時過街的情形比較常見，所以人行橫道的交通情況不是僅受行人和機動車的影響，而是由行人、非機動車與機動車之間的相互影響決定。在此，本文作者主要研究國內(nèi)非機動車與機動車路段人行橫道處的沖突及其對非機動車造成的延誤。

1 無信號控制路段人行橫道非機動車過街交通特性分析

1.1 非機動車過街行為特性分析

根據(jù)路段人行橫道的設(shè)置原則，在無信號控制的路段，機動車流量比較小，假設(shè)道路上的機動車的到達時距服從負指數(shù)分布。雖然《道路交通安全法》規(guī)定在人行橫道上行人的通行權(quán)大于機動車和非機動車，但在我國道路交通的實際運行中，在無信號控制的路段人行橫道上，機動車、非機動車和行人的路權(quán)是相當?shù)?，非機動車、行人與機動車互相等待空隙穿越。非機動車過街前，與行人過街前相同，首先判斷道路上相鄰機動車的空隙是否可以供自己安全穿越，即是否存在安全空隙。若存在，直接過街，若不存在，等待下一空隙，再進行判斷。機動車通過人行橫道同樣需要類似的判斷過程。

非機動車，包括電動車和自行車，由于電動車的使用在很多城市并不鼓勵，且數(shù)據(jù)難以搜集，本文主要討論自行車。自行車的運行與機動車和行人都不同，自行車的行駛不論縱向或橫向都很難嚴格地保持一定的間距，主要是按照集團的形式前進[13]。自行車靈活性和機動性很強，易于轉(zhuǎn)向、加減速和穿插，在人行橫道處，易頻繁地改變速度和方向[14]。

1.2 非機動車過街可穿越間隙的確定

非機動車可穿越的間隙為大于等于安全間隙的機動車車間間隙。安全間隙指非機動車穿越車道的時間與安全保險時間的總和。其主要由機動車的車速、停車時距、駕駛員的心理生理狀態(tài)(反應速度、趨于保守或激進的沖突心態(tài))以及非機動車的速度決定。其中機動車的車速、停車時距和駕駛員的狀態(tài)不是非機動車駕駛者可以決定的，非機動車出行者只能根據(jù)自身的經(jīng)驗能力進行判斷。另外，可穿越間隙還要考慮到穿越的長度、非機動車穿越的集團特性、對向非機動車的干擾以及與過街行人相互影響等因素。根據(jù)上述分析，本文提出非機動車過街的可穿越的安全間隙為：

其中，τ為非機動車過街的可穿越安全間隙，s；ld為道路的寬度，標準車道寬度為3.5 m；lb為非機動車長度，取1.8 m；vc為非機動車的速度，自行車的過街速度為15 km/h[15]；j為非機動車出行者的穿越預判時間，取與行人過街預判時間相同2 s[5]；tv為機動車車身通過的時間，通常取標準車身的通過時間0.72 s[5]。

據(jù)式(1)計算出的非機動車的過街安全間隙為3.99 s。

2 無信號控制路段人行橫道非機動車過街延誤計算

2.1 非機動車過街一次穿越一條車道情況下的平均延誤計算

根據(jù)上文假設(shè)，在非信號控制的路段，機動車到達的車頭時距服從負指數(shù)分布，非機動車可直接穿越(車頭時距h大于安全間隙τ)的概率為：

其中，p(h＞)τ為車頭時距大于等于臨界車頭時距的概率；λ為機動車平均到達率，輛/h。

設(shè)非機動車等待的機動車間隔為x，非機動車等待k次間隔的概率為：

所以人均等待的間隙數(shù)為：

非機動車在某個空隙內(nèi)不能過街，這個間隙必定小于安全間隙，其平均值亦為平均等待時間為：

則一輛非機動車穿越一條車道的平均延誤時間d為：

2.2 非機動車過街一次穿越多條車道情況下(一次過街)的平均延誤計算

從實際情況來看，一次過街是非機動車主要的穿越方式。由于設(shè)置非機動車安全島的道路非常少，出于安全性的考慮非機動車出行者更傾向于一次過街。

非機動車一次能夠穿越多條車道的概率即為所有車道上機動車車頭時距均大于臨界穿越間隙的概率，這一概率可表達為：

其中：iτ為非機動車穿越第i條車道的臨界間隙；iλ為第i條車道機動車平均到達率，i=1, 2, …,n。

設(shè)非機動車等待的機動車間隔為x，非機動車等待k次間隔的概率為：

此時，等待分為2個部分，一部分是第1條車道車頭時距小于安全間隙；另一部分是第1條車道上車頭時距大于臨界穿越間隙但其他車道上車頭時距小于安全間隙。

第1條車道上車頭時距小于安全間隙時需要等待的平均時間tx：

第1條車道上車頭時距大于安全間隙而其他車道上車頭時距小于安全間隙時需要等待的平均時間td：

人均等待時間：

3 計算分析

3.1 非機動車延誤計算方法的驗證

選擇南京市西康路河海大學南門外人行橫道作為調(diào)查地點。通過攝像法來進行調(diào)查，經(jīng)過多次調(diào)查整理，選擇具有代表性的2011年10月13日(周四)和2011年10月15日(周六)的觀測數(shù)據(jù)進行驗證，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表1所示。

表1 行人、非機動車和機動車流量統(tǒng)計Table1 Average hourly traffic flux of pedestrian, non-motor and motor vehicles

經(jīng)調(diào)研得該過街處行人延誤總時間與非機動車延誤總時間如表2所示。

由實地調(diào)查可知，非機動車的二次過街率為20%，遠小于行人的52%。根據(jù)非機動車20%的二次過街率得到理論值及理論與實際延誤比值如表3所示。

表2 行人、非機動車過街延誤統(tǒng)計Table2 Crossing delays of pedestrian and non-motor vehicles

表3 非機動車過街延誤理論值及其與實際值比率Table3 Theoretical delay of non-motor vehicles crossing and ratio of theoretical delay to actual value

根據(jù)調(diào)研的數(shù)據(jù)和計算的結(jié)果表明：本文提出的路段人行橫道非機動車過街延誤計算方法是成立的。

3.2 行人與非機動車平均延誤比較

假設(shè)標準雙向兩車道，機動車雙向流量均為600輛/h。則行人可穿越間隙為5.64 s[5]，由式(1)可計算出非機動車的可穿越間隙為3.99 s，由式(2)可得非機動車二次過街平均延誤為3.35 s；由式(3)可得非機動車一次過街平均延誤為12.70 s；根據(jù)文獻[5]提出的公式可知：行人二次過街的延誤為7.44 s，行人一次過街平均延誤為27.68 s。非機動車的一次過街和二次過街的延誤分別達到了行人同種方式過街延誤的45%和42%。

比較行人與非機動車的平均延誤可知：相對于行人過街的平均延誤，非機動車過街的平均延誤不能被忽略。

4 結(jié)論

(1)本文提出的非機動車路段過街延誤公式具有一定的適用性。

(2)在過街時，非機動車由于自身的長度，只有在某條機動車道車頭時距較大的情況下，才會選擇在此車道上等待過街，所以非機動車的二次過街率較低，小于行人的二次過街率。

(3)在相同道路條件下，非機動車的二次過街延誤要遠小于一次過街的延誤。

(4)在相同道路條件下，非機動車的一次過街和二次過街的延誤分別達到了行人同種方式過街延誤的45%和42%。但因為非機動車的二次過街率要遠遠小于行人的二次過街率，所以非機動車的延誤相對于行人的延誤要大于這個比例。因此，在分析路段人行橫道的交通情況時，研究非機動車的延誤非常重要。

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