城市道路路段非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)诵袨樘匦匝芯?/h1>
2016-12-23 04:26:50趙學(xué)新
黑龍江交通科技 2016年11期
趙學(xué)新
(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，寧夏 750001)
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城市道路路段非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)诵袨樘匦匝芯?/p>
趙學(xué)新
(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，寧夏 750001)
為了研究路段非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)说男袨樘匦?。采用機(jī)動(dòng)車跟馳的類比方法研究路段非機(jī)動(dòng)車的跟馳特性，研究發(fā)現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)嗽诟Y特性中通過(guò)直接控制自行車的前進(jìn)與停駛狀態(tài)，發(fā)揮著重要的作用，通過(guò)對(duì)駕駛?cè)说难芯靠梢源_定出自行車前后車之間的跟車距離。
路段；自行車；跟馳特性；騎行人
1 概 述
機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車構(gòu)成了城市道路系統(tǒng)交通出行工具的整體；駕駛?cè)嗽诔鞘械缆分凶鳛榻煌▍⑴c者，通過(guò)直接性或間接性操控著出行工具，在城市道路交通系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。近年來(lái)城市機(jī)動(dòng)化程度不斷加快，人們對(duì)出行高效率的需求不斷增加，為了探討機(jī)動(dòng)車及駕駛?cè)说奶匦?，我?guó)對(duì)其進(jìn)行了大量的研究。近年來(lái)世界各國(guó)紛紛提倡低能耗、低污染、低排放的“綠色”交通，自行車作為一種傳統(tǒng)而又與時(shí)俱進(jìn)的交通工具被人們逐漸接受，為了對(duì)自行車的運(yùn)行特性進(jìn)行研究。將機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)俗鳛榉菣C(jī)動(dòng)車交通的主要影響因素進(jìn)行分析；通過(guò)對(duì)非機(jī)動(dòng)車交通事故進(jìn)行研究，得出非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)耸窃斐煞菣C(jī)動(dòng)車交通事故的關(guān)鍵因素；對(duì)非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)伺宕靼踩迸c不佩戴安全帽的特性進(jìn)行研究，最后通過(guò)交通事故的受傷狀況、財(cái)產(chǎn)損失等進(jìn)行對(duì)比，得出佩戴安全帽對(duì)駕駛員有較好的保護(hù)作用。從上述研究中可以看出我國(guó)對(duì)自行車駕駛?cè)说奶匦匝芯枯^少。
2 非機(jī)動(dòng)車駕駛員特性分析
通過(guò)對(duì)非機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行特性研究發(fā)現(xiàn)，非機(jī)動(dòng)車駕駛員特性介于機(jī)動(dòng)車駕駛員特性與行人運(yùn)行特性之間，三者之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。自行車騎行人的判定依據(jù)如下。
機(jī)動(dòng)車駕駛員特性主要包括生理特性、心理特性，視覺(jué)特性、反應(yīng)特性、駕駛員的職責(zé)和要求特性。通過(guò)對(duì)上述特性進(jìn)行分析總結(jié)出機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)嗽诼范务{駛機(jī)動(dòng)車時(shí)通常注意力比較集中，心理素質(zhì)過(guò)硬，遇到緊急情況時(shí)反映敏銳、視力良好，視野開(kāi)闊。
行人特性主要表現(xiàn)在步行者的出行需求心理、行人速度特性、個(gè)人空間特性及行人注意力特性。通過(guò)對(duì)實(shí)際路段上行人的運(yùn)行特性調(diào)查發(fā)現(xiàn)，行人在步行時(shí)注意力不集中，經(jīng)常出現(xiàn)并排行走甚至隨意穿越人行橫道，行人心理素質(zhì)一般，城市道路上一般機(jī)動(dòng)車道和人性到是分開(kāi)的，導(dǎo)致行人在運(yùn)行時(shí)常常保持一種放松的心態(tài)；道路上發(fā)生交通事故時(shí)，行人會(huì)以較快的速度進(jìn)行避讓，表現(xiàn)出明銳的特性。
通過(guò)對(duì)上述機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)撕筒叫姓叩倪\(yùn)行特性可以得出自行車駕駛?cè)说鸟{駛特性。(1)超越性特性；自行車具有方便、靈活占用道路面積少的特性，對(duì)于上班、上學(xué)的人群來(lái)說(shuō)，由于時(shí)間限制，這就導(dǎo)致自行車駕駛?cè)藶榱俗非罂焖俚哪康亩コ角胺阶孕熊囕v。(2)從眾性特性；自行車駕駛?cè)嗽隍T行自行車時(shí)，常常與同伴保持相近的運(yùn)行速度，以便能相互聊天，當(dāng)多數(shù)人在一起行走時(shí)，單個(gè)人就會(huì)從心理感覺(jué)不踏實(shí)，直到加入到騎行隊(duì)伍中；(3)放松性特性；自行車騎車人在騎行過(guò)程中，心情一般比較自然，一方面為了完成自己的出行目的，另一方面觀賞道路周邊的建筑物、景區(qū)、娛樂(lè)設(shè)施等達(dá)到放松心情，這就導(dǎo)致騎行人員注意力不集中。
3 自行車運(yùn)行過(guò)程中跟馳特性研究
3.1 反應(yīng)與制動(dòng)
自行車的反應(yīng)—制動(dòng)過(guò)程與機(jī)動(dòng)車的反應(yīng)—制動(dòng)相比較為簡(jiǎn)單，主要分為兩個(gè)過(guò)程。一是知覺(jué)—反應(yīng)過(guò)程，該過(guò)程主要是騎行人員發(fā)現(xiàn)障礙物到作出反應(yīng)；第二個(gè)過(guò)程為制動(dòng)過(guò)程，考慮到自行車的兩輪特性，在剎車過(guò)程中包括手剎，迫不得已時(shí)采用手剎和腳剎一起運(yùn)用。自行車騎行人的“反應(yīng)+制動(dòng)”過(guò)程如圖1所示。
3.2 自行車跟馳特性
自行車跟馳研究類比于機(jī)動(dòng)車的跟馳，在進(jìn)行跟馳特性研究時(shí)，首先假定以下幾個(gè)條件：(1)自行車駕駛?cè)嗽隍T行時(shí)不存在超越前車的現(xiàn)象；(2)所有騎行者的注意力、心理素質(zhì)等均保持一致；(3)在騎行過(guò)程中無(wú)外界橫向條件的干擾。
圖1 自行車駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)過(guò)程
自行車跟馳行為是指自行車在行駛過(guò)程中前后車之間存在著一定的跟隨規(guī)律，即后車騎行人員根據(jù)前車騎行人員做出的各種刺激(停車駐足、加速、減速)而采取相應(yīng)的反映。
(1)最小間距
自行車跟馳的最小間距主要由人為控制決定，其跟馳特性受騎行人員的生理、心理特性的制約以及道路周邊環(huán)境的影響和自行車自身的輕巧、靈活特性決定，主要表現(xiàn)出弱傳遞性、弱延遲性、弱制約性，這些特性主要是由駕駛?cè)说姆磻?yīng)表現(xiàn)出來(lái)的。
Lmin=L反應(yīng)+L制動(dòng)+L距離+L人為制動(dòng)
(1)
式中：Lmin為前后相鄰兩車之間的最小間距；L反應(yīng)為騎行人在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離；L制動(dòng)為后車的制動(dòng)距離；L距離為安全距離，近似為一個(gè)自行車的長(zhǎng)度；L人為制動(dòng)為緊急情況下駕駛員采用腳剎車所產(chǎn)生的距離。
3.2 跟馳模型
根據(jù)機(jī)動(dòng)車的跟馳模型建立非機(jī)動(dòng)車的跟馳模型
圖2
Xn+1(t+T)=λ[Xn(t)-Xn+1(t)]+λL-L1
(2)
式中：Xn(t)為在t時(shí)刻，第n號(hào)車的位置；Xn+1(t)在t+1時(shí)刻，第n號(hào)車的位置；λ為反映靈敏度系數(shù)(1/s)；L為在阻塞情況下的車頭間距；L1為騎行人員采用腳剎所產(chǎn)生的距離，與自行車的速度有關(guān)。
對(duì)于自行車騎行人的反應(yīng)，一般通過(guò)加速、減速來(lái)判斷，對(duì)上述公式進(jìn)行微分得到下述公式
Xn+1(t+T)=λ[Xn(t)-Xn+1(t+T)]-L1
(3)
式中：Xn+1(t+T)為在延遲T事件后，第n+1號(hào)車的加速度；Xn(t)為在t時(shí)刻，第n號(hào)車的速度；Xn+1(t)為在t時(shí)刻，第n+1號(hào)車的速度；L1為騎行人腳落地速度，與騎行人年齡、性別、心理特性等因素有關(guān)。
從上式可以看出，后車的加速度與兩車之間的速度和騎行人的特性有關(guān)。
4 實(shí)例分析
為了研究路段非機(jī)動(dòng)車騎行人的駕駛特性，選取了育才路部分路段作為研究對(duì)象。
4.1 現(xiàn)狀分析
某市育才路采用單向通行，機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道采用護(hù)欄式分離，減少了機(jī)動(dòng)車對(duì)非機(jī)動(dòng)車的干擾；非機(jī)動(dòng)車道與人行道采用分離式隔離，減少了行人對(duì)非機(jī)動(dòng)車的干擾。育才路與翠華路交叉口為T型交叉口，采用信號(hào)控制。本文選取距離交叉口50～200 m的路段作為觀測(cè)路段。
4.2 調(diào)查研究
在觀測(cè)路段內(nèi)選取了由西向東行駛的20輛自行車作為研究對(duì)象，分別觀測(cè)了駕駛?cè)说男詣e、年齡、自行車的行駛速度等，并對(duì)自行車駕駛員出現(xiàn)緊急情況所作出的剎車反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行研究，調(diào)查數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表1。
表1 不同人群騎行速度、反應(yīng)時(shí)間與制動(dòng)時(shí)間調(diào)查
從上表中可以看出，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間與性別、年齡、和自行車的速度有關(guān)，當(dāng)速度較高時(shí)，駕駛員一方面會(huì)采用手剎車另一方面也會(huì)將腳放在地上采用腳殺，以便較快的將自行車剎住。
5 結(jié) 論
非機(jī)動(dòng)車是我國(guó)城市交通中的重要組成部分，為了更好的發(fā)揮非機(jī)動(dòng)車在城市交通中的地位，需要對(duì)自行車駕駛員的特性進(jìn)行綜合研究，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)自行車騎行人在騎行過(guò)程中不僅滿足跟馳特性而且在剎車過(guò)程中還有其腳剎的特性。本文的不足之處在于，在實(shí)例研究中選取對(duì)象較少，可能不夠全面等。
[1] 張貴，陸振波.友好型非機(jī)動(dòng)車交通評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2010，38(1).
[2] 繆明月，尚華燕.非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)说缆方煌ㄊ鹿曙L(fēng)險(xiǎn)行為量化分級(jí)研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，14(4).
[3] 繆明月，栗繼紅，蔡娜.非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)伺宕靼踩^盔相關(guān)問(wèn)題[J].道路交通與安全，2007，27(1).
2016-02-11
趙學(xué)新(1978-)，男，寧夏吳忠人，高級(jí)工程師，主要從事公路與城市道路的方案設(shè)計(jì)研究。
U492
C
1008-3383(2016)11-0149-02
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城市道路路段非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)诵袨樘匦匝芯?/p>
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為了研究路段非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)说男袨樘匦?。采用機(jī)動(dòng)車跟馳的類比方法研究路段非機(jī)動(dòng)車的跟馳特性，研究發(fā)現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)嗽诟Y特性中通過(guò)直接控制自行車的前進(jìn)與停駛狀態(tài)，發(fā)揮著重要的作用，通過(guò)對(duì)駕駛?cè)说难芯靠梢源_定出自行車前后車之間的跟車距離。
路段；自行車；跟馳特性；騎行人
1 概 述
機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車構(gòu)成了城市道路系統(tǒng)交通出行工具的整體；駕駛?cè)嗽诔鞘械缆分凶鳛榻煌▍⑴c者，通過(guò)直接性或間接性操控著出行工具，在城市道路交通系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。近年來(lái)城市機(jī)動(dòng)化程度不斷加快，人們對(duì)出行高效率的需求不斷增加，為了探討機(jī)動(dòng)車及駕駛?cè)说奶匦?，我?guó)對(duì)其進(jìn)行了大量的研究。近年來(lái)世界各國(guó)紛紛提倡低能耗、低污染、低排放的“綠色”交通，自行車作為一種傳統(tǒng)而又與時(shí)俱進(jìn)的交通工具被人們逐漸接受，為了對(duì)自行車的運(yùn)行特性進(jìn)行研究。將機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)俗鳛榉菣C(jī)動(dòng)車交通的主要影響因素進(jìn)行分析；通過(guò)對(duì)非機(jī)動(dòng)車交通事故進(jìn)行研究，得出非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)耸窃斐煞菣C(jī)動(dòng)車交通事故的關(guān)鍵因素；對(duì)非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)伺宕靼踩迸c不佩戴安全帽的特性進(jìn)行研究，最后通過(guò)交通事故的受傷狀況、財(cái)產(chǎn)損失等進(jìn)行對(duì)比，得出佩戴安全帽對(duì)駕駛員有較好的保護(hù)作用。從上述研究中可以看出我國(guó)對(duì)自行車駕駛?cè)说奶匦匝芯枯^少。
2 非機(jī)動(dòng)車駕駛員特性分析
通過(guò)對(duì)非機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行特性研究發(fā)現(xiàn)，非機(jī)動(dòng)車駕駛員特性介于機(jī)動(dòng)車駕駛員特性與行人運(yùn)行特性之間，三者之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。自行車騎行人的判定依據(jù)如下。
機(jī)動(dòng)車駕駛員特性主要包括生理特性、心理特性，視覺(jué)特性、反應(yīng)特性、駕駛員的職責(zé)和要求特性。通過(guò)對(duì)上述特性進(jìn)行分析總結(jié)出機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)嗽诼范务{駛機(jī)動(dòng)車時(shí)通常注意力比較集中，心理素質(zhì)過(guò)硬，遇到緊急情況時(shí)反映敏銳、視力良好，視野開(kāi)闊。
行人特性主要表現(xiàn)在步行者的出行需求心理、行人速度特性、個(gè)人空間特性及行人注意力特性。通過(guò)對(duì)實(shí)際路段上行人的運(yùn)行特性調(diào)查發(fā)現(xiàn)，行人在步行時(shí)注意力不集中，經(jīng)常出現(xiàn)并排行走甚至隨意穿越人行橫道，行人心理素質(zhì)一般，城市道路上一般機(jī)動(dòng)車道和人性到是分開(kāi)的，導(dǎo)致行人在運(yùn)行時(shí)常常保持一種放松的心態(tài)；道路上發(fā)生交通事故時(shí)，行人會(huì)以較快的速度進(jìn)行避讓，表現(xiàn)出明銳的特性。
通過(guò)對(duì)上述機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)撕筒叫姓叩倪\(yùn)行特性可以得出自行車駕駛?cè)说鸟{駛特性。(1)超越性特性；自行車具有方便、靈活占用道路面積少的特性，對(duì)于上班、上學(xué)的人群來(lái)說(shuō)，由于時(shí)間限制，這就導(dǎo)致自行車駕駛?cè)藶榱俗非罂焖俚哪康亩コ角胺阶孕熊囕v。(2)從眾性特性；自行車駕駛?cè)嗽隍T行自行車時(shí)，常常與同伴保持相近的運(yùn)行速度，以便能相互聊天，當(dāng)多數(shù)人在一起行走時(shí)，單個(gè)人就會(huì)從心理感覺(jué)不踏實(shí)，直到加入到騎行隊(duì)伍中；(3)放松性特性；自行車騎車人在騎行過(guò)程中，心情一般比較自然，一方面為了完成自己的出行目的，另一方面觀賞道路周邊的建筑物、景區(qū)、娛樂(lè)設(shè)施等達(dá)到放松心情，這就導(dǎo)致騎行人員注意力不集中。
3 自行車運(yùn)行過(guò)程中跟馳特性研究
3.1 反應(yīng)與制動(dòng)
自行車的反應(yīng)—制動(dòng)過(guò)程與機(jī)動(dòng)車的反應(yīng)—制動(dòng)相比較為簡(jiǎn)單，主要分為兩個(gè)過(guò)程。一是知覺(jué)—反應(yīng)過(guò)程，該過(guò)程主要是騎行人員發(fā)現(xiàn)障礙物到作出反應(yīng)；第二個(gè)過(guò)程為制動(dòng)過(guò)程，考慮到自行車的兩輪特性，在剎車過(guò)程中包括手剎，迫不得已時(shí)采用手剎和腳剎一起運(yùn)用。自行車騎行人的“反應(yīng)+制動(dòng)”過(guò)程如圖1所示。
3.2 自行車跟馳特性
自行車跟馳研究類比于機(jī)動(dòng)車的跟馳，在進(jìn)行跟馳特性研究時(shí)，首先假定以下幾個(gè)條件：(1)自行車駕駛?cè)嗽隍T行時(shí)不存在超越前車的現(xiàn)象；(2)所有騎行者的注意力、心理素質(zhì)等均保持一致；(3)在騎行過(guò)程中無(wú)外界橫向條件的干擾。
圖1 自行車駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)過(guò)程
自行車跟馳行為是指自行車在行駛過(guò)程中前后車之間存在著一定的跟隨規(guī)律，即后車騎行人員根據(jù)前車騎行人員做出的各種刺激(停車駐足、加速、減速)而采取相應(yīng)的反映。
(1)最小間距
自行車跟馳的最小間距主要由人為控制決定，其跟馳特性受騎行人員的生理、心理特性的制約以及道路周邊環(huán)境的影響和自行車自身的輕巧、靈活特性決定，主要表現(xiàn)出弱傳遞性、弱延遲性、弱制約性，這些特性主要是由駕駛?cè)说姆磻?yīng)表現(xiàn)出來(lái)的。
Lmin=L反應(yīng)+L制動(dòng)+L距離+L人為制動(dòng)
(1)
式中：Lmin為前后相鄰兩車之間的最小間距；L反應(yīng)為騎行人在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離；L制動(dòng)為后車的制動(dòng)距離；L距離為安全距離，近似為一個(gè)自行車的長(zhǎng)度；L人為制動(dòng)為緊急情況下駕駛員采用腳剎車所產(chǎn)生的距離。
3.2 跟馳模型
根據(jù)機(jī)動(dòng)車的跟馳模型建立非機(jī)動(dòng)車的跟馳模型
圖2
Xn+1(t+T)=λ[Xn(t)-Xn+1(t)]+λL-L1
(2)
式中：Xn(t)為在t時(shí)刻，第n號(hào)車的位置；Xn+1(t)在t+1時(shí)刻，第n號(hào)車的位置；λ為反映靈敏度系數(shù)(1/s)；L為在阻塞情況下的車頭間距；L1為騎行人員采用腳剎所產(chǎn)生的距離，與自行車的速度有關(guān)。
對(duì)于自行車騎行人的反應(yīng)，一般通過(guò)加速、減速來(lái)判斷，對(duì)上述公式進(jìn)行微分得到下述公式
Xn+1(t+T)=λ[Xn(t)-Xn+1(t+T)]-L1
(3)
式中：Xn+1(t+T)為在延遲T事件后，第n+1號(hào)車的加速度；Xn(t)為在t時(shí)刻，第n號(hào)車的速度；Xn+1(t)為在t時(shí)刻，第n+1號(hào)車的速度；L1為騎行人腳落地速度，與騎行人年齡、性別、心理特性等因素有關(guān)。
從上式可以看出，后車的加速度與兩車之間的速度和騎行人的特性有關(guān)。
4 實(shí)例分析
為了研究路段非機(jī)動(dòng)車騎行人的駕駛特性，選取了育才路部分路段作為研究對(duì)象。
4.1 現(xiàn)狀分析
某市育才路采用單向通行，機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道采用護(hù)欄式分離，減少了機(jī)動(dòng)車對(duì)非機(jī)動(dòng)車的干擾；非機(jī)動(dòng)車道與人行道采用分離式隔離，減少了行人對(duì)非機(jī)動(dòng)車的干擾。育才路與翠華路交叉口為T型交叉口，采用信號(hào)控制。本文選取距離交叉口50～200 m的路段作為觀測(cè)路段。
4.2 調(diào)查研究
在觀測(cè)路段內(nèi)選取了由西向東行駛的20輛自行車作為研究對(duì)象，分別觀測(cè)了駕駛?cè)说男詣e、年齡、自行車的行駛速度等，并對(duì)自行車駕駛員出現(xiàn)緊急情況所作出的剎車反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行研究，調(diào)查數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表1。
表1 不同人群騎行速度、反應(yīng)時(shí)間與制動(dòng)時(shí)間調(diào)查
從上表中可以看出，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間與性別、年齡、和自行車的速度有關(guān)，當(dāng)速度較高時(shí)，駕駛員一方面會(huì)采用手剎車另一方面也會(huì)將腳放在地上采用腳殺，以便較快的將自行車剎住。
5 結(jié) 論
非機(jī)動(dòng)車是我國(guó)城市交通中的重要組成部分，為了更好的發(fā)揮非機(jī)動(dòng)車在城市交通中的地位，需要對(duì)自行車駕駛員的特性進(jìn)行綜合研究，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)自行車騎行人在騎行過(guò)程中不僅滿足跟馳特性而且在剎車過(guò)程中還有其腳剎的特性。本文的不足之處在于，在實(shí)例研究中選取對(duì)象較少，可能不夠全面等。
[1] 張貴，陸振波.友好型非機(jī)動(dòng)車交通評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2010，38(1).
[2] 繆明月，尚華燕.非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)说缆方煌ㄊ鹿曙L(fēng)險(xiǎn)行為量化分級(jí)研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，14(4).
[3] 繆明月，栗繼紅，蔡娜.非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)伺宕靼踩^盔相關(guān)問(wèn)題[J].道路交通與安全，2007，27(1).
2016-02-11
趙學(xué)新(1978-)，男，寧夏吳忠人，高級(jí)工程師，主要從事公路與城市道路的方案設(shè)計(jì)研究。
U492
C
1008-3383(2016)11-0149-02
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