王洪明,譚 亮,王劍波,熊 丹
(四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 公路交通安全四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 611130)
目前,我國(guó)中小城鎮(zhèn)道路和公路的路段人行橫道普遍無(wú)信號(hào)燈控制,隨著道路寬度和交通量增大,行人過(guò)街安全成為交通建設(shè)與管理需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。雖然法律規(guī)定車(chē)輛在無(wú)燈控人行橫道應(yīng)主動(dòng)避讓行人,并且管理部門(mén)在近年也加強(qiáng)了執(zhí)法管理和宣傳教育,但在無(wú)管控時(shí)仍難達(dá)到安全有序通行。尤其在擁有4條以上車(chē)道的雙向路段,由于行人過(guò)街用時(shí)較長(zhǎng),不僅車(chē)輛普遍利用速度優(yōu)勢(shì)搶先通過(guò)人行橫道,行人也往往不待車(chē)輛讓行即開(kāi)始穿越,存在很大安全隱患,如何從讓行模式上消減這種人車(chē)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象是值得研究的問(wèn)題。
目前對(duì)多車(chē)道路段無(wú)燈控人行橫道的讓行問(wèn)題研究較少,并且都側(cè)重于行人方面。楊曉光等[1]將行人在雙向車(chē)流道路上的過(guò)街方式分為1次過(guò)街和2次過(guò)街2種,通過(guò)對(duì)不同交通量和路幅寬度條件下的行人延誤進(jìn)行對(duì)比,提出了2種過(guò)街方式在雙向2車(chē)道和4車(chē)道路段的適用范圍;楊曉芳等[2]分析了不同道路寬度、不同行人流量下適合設(shè)置2次過(guò)街的機(jī)動(dòng)車(chē)流量范圍,分別就有無(wú)燈控的雙向6車(chē)道和4車(chē)道路段提出了行人1次過(guò)街和2次過(guò)街的選取標(biāo)準(zhǔn);向紅艷等[3]將行人過(guò)街的實(shí)際等待時(shí)間小于等于理想等待時(shí)間的概率定義為行人過(guò)街安全度,認(rèn)為在有中途停駐設(shè)施時(shí),行人2次過(guò)街可以增加安全過(guò)街間隙,提高過(guò)街安全度。上述研究都以行人延誤(即等待時(shí)間)為基礎(chǔ)討論行人過(guò)街方式問(wèn)題,很少考慮車(chē)輛讓行因素,實(shí)質(zhì)上是單純的行人讓行,與我國(guó)《道路交通安全法》第47條的規(guī)定相悖,且不符合人行橫道的實(shí)際通行狀況。無(wú)燈控人行橫道的通行過(guò)程應(yīng)是人車(chē)雙方視情相互讓行過(guò)程,本文實(shí)際觀測(cè)多車(chē)道路段無(wú)燈控人行橫道,并分析不同行人過(guò)街方式的交通安全與延誤,研究兼顧行人優(yōu)先與道路通行效率的分車(chē)道讓行模式,VISSIM仿真表明該讓行模式可在不過(guò)分增加行人延誤的同時(shí)顯著降低車(chē)輛延誤。
選擇四川省瀘州市城區(qū)5處多車(chē)道路段的無(wú)燈控人行橫道,在高峰時(shí)段(7:15~8:15)內(nèi),錄像調(diào)查行人過(guò)街及來(lái)車(chē)讓行情況。實(shí)地觀測(cè)共獲得274組有效行人樣本,涉及1 092輛機(jī)動(dòng)車(chē)(見(jiàn)表1)。
表1 觀測(cè)地點(diǎn)基本情況Table 1 Basic situation of the observation site
圖1為觀測(cè)標(biāo)識(shí)與車(chē)道命名情況,如圖1所示,為便于測(cè)算車(chē)輛及行人速度,事先分別沿車(chē)行方向在路面每5 m處設(shè)一標(biāo)識(shí),沿人行方向量取人行橫道各相鄰標(biāo)線的間距,并從道路中心往兩側(cè)將各車(chē)道分別依次命為A1,A2…和B1,B2…。
圖1 觀測(cè)標(biāo)識(shí)與車(chē)道命名Fig.1 Observational signs and lane naming
1)行人通過(guò)各車(chē)道的用時(shí)
圖2為行人穿越各車(chē)道的平均用時(shí)情況,如圖2所示,行人通過(guò)人行橫道各車(chē)道的平均用時(shí)在3.02~5.79 s之間,沿道路橫斷面大致呈中間長(zhǎng)、兩側(cè)短分布,用時(shí)較長(zhǎng)的為靠近中心的A1,B1車(chē)道。行人通過(guò)各車(chē)道的平均速度為0.60~1.19 m/s,比董艷濤等[4]調(diào)查的行人逐條車(chē)道過(guò)街速度稍低。
圖2 行人穿越各車(chē)道的平均用時(shí)Fig.2 The average times of pedestrians crossing the lanes
2)行人的中途停頓
在5處橫道上,共觀察到483人次的較明顯的行人中途停頓,停頓人數(shù)占總過(guò)街人數(shù)的77%,156人有2次以上停頓。圖3為行人進(jìn)入各車(chē)道前的停頓情況,如圖3所示,停頓主要出現(xiàn)在進(jìn)入B1,A1,B2車(chē)道時(shí),停駐點(diǎn)集中于道路中心線和車(chē)道分界線位置。停頓時(shí)長(zhǎng)主要受車(chē)道來(lái)車(chē)影響,但多人停頓時(shí),常出現(xiàn)人群逐漸擠入車(chē)道而明顯縮短停頓時(shí)間的現(xiàn)象。此外,有中心護(hù)欄會(huì)增加在道路中心的停頓。
圖3 行人進(jìn)入各車(chē)道前的停頓情況Fig.3 The pause before pedestrians enter each lane
3)來(lái)車(chē)讓行情況
在行人開(kāi)始進(jìn)入人行橫道時(shí)的路段上,對(duì)來(lái)車(chē)方向30 m范圍進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)僅有17.3%的車(chē)輛有減速和停車(chē)反應(yīng),且集中于行人所在和將要進(jìn)入的車(chē)道,與艾冠韜等[5]的調(diào)查結(jié)論相似。另有約2%的車(chē)輛在有或?qū)⒂行腥诉M(jìn)入時(shí)變道繞行通過(guò),加速?gòu)男腥饲胺嚼@行者居多。此外,有9.1%的來(lái)車(chē)?guó)Q笛或閃爍前照燈催促行人避讓,而此時(shí)位于B2車(chē)道之前的行人多在車(chē)道分界線或道路中心線駐足讓行,位于B3車(chē)道以后的則以加速穿越為主。
4)行人過(guò)街時(shí)的來(lái)車(chē)速度與來(lái)車(chē)時(shí)距
在有讓行表現(xiàn)的來(lái)車(chē)中,采取減速讓行的車(chē)輛占77.9%。表2為過(guò)街行人穿越各車(chē)道時(shí)來(lái)車(chē)情況,如表2所示,各車(chē)道來(lái)車(chē)到達(dá)人行橫道的速度大致呈道路中部高、兩側(cè)低分布,與道路限速的比值為:8車(chē)道路段為29.7%~76.9%、6車(chē)道路段為39.1%~74.5%,行人進(jìn)入各車(chē)道時(shí)與該車(chē)道來(lái)車(chē)的平均時(shí)距為3.37~4.59 s,過(guò)街中途較大,臨結(jié)束時(shí)最小。來(lái)車(chē)時(shí)距與來(lái)車(chē)速度之間無(wú)明顯相關(guān)性,與段堅(jiān)堤等[6]的調(diào)查結(jié)果基本一致。
表2 過(guò)街行人穿越各車(chē)道時(shí)來(lái)車(chē)情況Table 2 The traffic volume of each lane when pedestrians across the crosswalks
綜合來(lái)看,車(chē)輛在多車(chē)道路段對(duì)過(guò)街行人以分車(chē)道減速讓行為主,較少停車(chē)讓行,更難有路幅整體讓行,行人多數(shù)傾向于逐條車(chē)道利用來(lái)車(chē)間隙過(guò)街,與楊曉芳等[2,4,7-9]的調(diào)查情況基本相同。行人對(duì)過(guò)街時(shí)機(jī)的選擇主要受車(chē)道位置及來(lái)車(chē)影響,總體表現(xiàn)為穿越靠近道路中部的車(chē)道時(shí)警惕性較高,此時(shí)由于來(lái)車(chē)速度相對(duì)較快,行人穿越車(chē)道的耗時(shí)及停頓都顯著增加,當(dāng)越過(guò)道路中心后,隨著車(chē)道來(lái)車(chē)速度降低,行人盡快完成過(guò)街的愿望趨強(qiáng),與車(chē)輛搶行者增多。
目前,對(duì)無(wú)燈控人行橫道一般參照燈控的路幅交替通行模式,根據(jù)道路有無(wú)中心隔離帶或安全島的不同,要求全路幅或半路幅的車(chē)輛對(duì)過(guò)街行人進(jìn)行整體讓行。與之相應(yīng),行人應(yīng)按路幅以1次或2次方式過(guò)街,在確認(rèn)路幅內(nèi)車(chē)輛已讓行后才能進(jìn)入人行橫道,因此,在人車(chē)雙方均嚴(yán)格守法通行的情況下沒(méi)有發(fā)生相互沖突的可能,能夠有效確保通行安全。
而在通行延誤方面,當(dāng)行人到達(dá)路幅邊沿時(shí),如果路內(nèi)車(chē)流沒(méi)有現(xiàn)成的安全穿越間隙,行人需要等待車(chē)流讓行。由于實(shí)際上多車(chē)道路段的不同車(chē)道行車(chē)速度存在較大差異,在各車(chē)道車(chē)輛均及時(shí)發(fā)現(xiàn)行人并采取讓行措施,行人延誤Tp1等于其中速度最高的車(chē)輛從發(fā)現(xiàn)行人到制動(dòng)停車(chē)所消耗的時(shí)間。
(1)
讓行車(chē)輛的延誤Tc1,等于車(chē)輛減速停車(chē)讓行人通過(guò)后重新行駛,而相比連續(xù)行駛所增加的通行時(shí)間。
(2)
t2=(nd+l)/vp
(3)
t3=vc/3.6a′
(4)
(5)
(6)
式中:t1為汽車(chē)減速停車(chē)時(shí)間,s;t2為行人通過(guò)時(shí)間,s;t3為汽車(chē)重新起步行駛時(shí)間,s;t為汽車(chē)連續(xù)行駛時(shí)間,s;n為行人穿越的車(chē)道數(shù);d為車(chē)道寬度,m;l為多名行人組團(tuán)過(guò)街的首尾長(zhǎng)度,m;vp為行人過(guò)街速度,m/s,可取1.2[4];a′為起步加速度,m/s2,可參照制動(dòng)減速度取值不超過(guò)2.0。隨著行人增多且分布離散時(shí),車(chē)輛延誤將相應(yīng)增大,并可能形成持續(xù)阻斷。
行人逐車(chē)道過(guò)街時(shí),車(chē)輛延誤Tc2僅與本車(chē)道行人有關(guān),相當(dāng)于n=1時(shí)的Tc1;行人延誤Tp2則等于行人在各車(chē)道的延誤之和,并隨路段來(lái)車(chē)率增大而提高,其中,行人在各車(chē)道的延誤可參照式(1)計(jì)算。
可見(jiàn),雖然實(shí)踐中行人逐車(chē)道過(guò)街主要是車(chē)輛缺乏禮讓的結(jié)果,使行人過(guò)街便利受到損失,但與行人逐路幅過(guò)街相比,卻可以縮小人車(chē)雙方的讓行范圍,有利于大幅減少車(chē)輛延誤和提高道路通行效率。楊曉芳等[2]認(rèn)為這容易引起交通混亂,難以保障行人安全,然而,通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在前述5處橫道上,2014—2016年發(fā)生的11起行人事故中,5起發(fā)生于行人從路邊進(jìn)入橫道,6起發(fā)生于行人過(guò)街中途,事故形態(tài)均為汽車(chē)正面碰撞行人,碰撞時(shí)行人處于行走或突然停止?fàn)顟B(tài),雖然事故碰撞點(diǎn)都位于人行橫道內(nèi),但其成因主要是車(chē)輛不及時(shí)讓行和行人未選擇安全通行時(shí)機(jī),究其根源都在于缺乏與行人逐車(chē)道過(guò)街相匹配的通行規(guī)范指引和安全保障措施,使雙方的行為缺乏可預(yù)見(jiàn)性,容易導(dǎo)致相互誤判。如果順應(yīng)人車(chē)雙方的通行意愿,采取以車(chē)道為單元的分車(chē)道讓行模式,將有助于增強(qiáng)雙方規(guī)范讓行的自覺(jué)性,消除行人過(guò)街風(fēng)險(xiǎn)。
按照交通沖突原理,車(chē)輛的沖突過(guò)程包括駕駛?cè)朔磻?yīng)和車(chē)輛反應(yīng)2個(gè)階段,受行駛速度和制動(dòng)過(guò)程制約,其沖突距離和沖突時(shí)間通常都遠(yuǎn)大于行人。因此,就路段的單位車(chē)道與人行橫道交織而言(如圖4所示),在及時(shí)觀察到對(duì)方的情況下,車(chē)輛的可能沖突對(duì)象是正處于交織區(qū)內(nèi)和即將進(jìn)入交織區(qū)的行人,而行人的可能沖突對(duì)象則是將要進(jìn)入交織區(qū)且沖突距離不足的車(chē)輛,雙方需視情采取相互讓行措施。
圖4 分車(chē)道讓行示意Fig.4 The sketch of yielding model of different lanes
按照制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間最短的車(chē)輛估算,在常規(guī)道路限速(30~80 km/h)范圍,從駕駛?cè)碎_(kāi)始采取制動(dòng)措施到車(chē)輛停止期間,行人相應(yīng)的步行距離約為5.3~13.6 m,意味著車(chē)輛的1次停車(chē)過(guò)程,至少可以讓其本車(chē)道內(nèi)的行人走出車(chē)道和相臨車(chē)道的行人到達(dá)本車(chē)道邊沿。將人行橫道內(nèi)的本車(chē)道及其左右相鄰車(chē)道區(qū)域作為一次分車(chē)道讓行的行人范圍,不僅能夠充分限制讓行過(guò)程的人車(chē)延誤,提高道路通行效率,而且車(chē)輛在限速較高路段還可以適當(dāng)降低制動(dòng)強(qiáng)度,僅以減速方式即能達(dá)到安全讓行目的。據(jù)此,從回避交通沖突角度出發(fā),道路來(lái)車(chē)與過(guò)街行人之間的分車(chē)道讓行關(guān)系分為如下2種情形:
1)車(chē)輛讓行
當(dāng)人車(chē)雙方相互發(fā)現(xiàn)時(shí),如果車(chē)輛與人行橫道的距離足夠其正常制動(dòng)停車(chē),車(chē)輛應(yīng)當(dāng)至遲從安全制動(dòng)距離sc1開(kāi)始減速乃至停車(chē),讓行人先行通過(guò)本車(chē)道。
(7)
2)行人讓行
當(dāng)人車(chē)雙方相互發(fā)現(xiàn)時(shí),如果車(chē)輛即便采取制動(dòng)措施也不足以使讓行范圍的行人通過(guò)本車(chē)道時(shí),則在車(chē)輛到達(dá)人行橫道之前不能通過(guò)本車(chē)道的行人應(yīng)當(dāng)在車(chē)道外駐足,讓車(chē)輛先行通過(guò)人行橫道。根據(jù)本車(chē)道的行人清空時(shí)間,此時(shí)車(chē)輛與人行橫道停止線之間的最小安全距離sc2應(yīng)滿足以下公式:
(8)
由于人的視距遠(yuǎn)大于sc1和sc2,人車(chē)雙方實(shí)際上能更早發(fā)現(xiàn)對(duì)方并從容采取讓行措施,例如前述5處橫道的讓行車(chē)輛中,超過(guò)78%的只采取了減速讓行。
按照車(chē)輛最長(zhǎng)制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間(0.8 s)[11]和最大車(chē)道寬度(3.75 m)[13]估算,當(dāng)車(chē)速大于或等于30 km時(shí),sc1>sc2。為此,可以將路段上游距人行橫道停止線sc1和sc2的位置分別作為車(chē)輛讓行標(biāo)示線和行人讓行標(biāo)示線,根據(jù)行人優(yōu)先與通行效率兼顧的原則,由人車(chē)雙方按如下規(guī)則通行:
1)當(dāng)車(chē)輛到達(dá)讓行標(biāo)示線時(shí)應(yīng)當(dāng)減速行駛,遇人行橫道內(nèi)有行人正在通過(guò)本車(chē)道或者即將從相鄰車(chē)道進(jìn)入本車(chē)道的,應(yīng)當(dāng)停車(chē)讓行。
2)當(dāng)車(chē)輛到達(dá)行人讓行標(biāo)示線時(shí),人行橫道的本車(chē)道內(nèi)行人應(yīng)當(dāng)快速通過(guò),還未進(jìn)入本車(chē)道的行人應(yīng)當(dāng)在車(chē)道外等待車(chē)輛通過(guò)。
分車(chē)道讓行的人行橫道結(jié)構(gòu)如圖5所示,為了確保人車(chē)分車(chē)道讓行的安全有序,需要配套采取如下安全保障措施:
1)設(shè)立易于觀察的人行橫道讓行標(biāo)識(shí)。實(shí)現(xiàn)分車(chē)道讓行的關(guān)鍵在于人車(chē)雙方能夠根據(jù)彼此的位置關(guān)系準(zhǔn)確作出讓行判斷,并向?qū)Ψ絺鬟_(dá)自己的通行意圖。然而,由于人的深度知覺(jué)和運(yùn)動(dòng)知覺(jué)易受情境影響,并且人車(chē)之間缺乏直接可靠的信息傳遞途徑,需要通過(guò)必要的外部措施來(lái)輔助雙方的觀察與判斷,確保其行為的安全可靠性?,F(xiàn)有的人行橫道預(yù)告標(biāo)識(shí)與道路限速之間無(wú)明確對(duì)應(yīng)關(guān)系[14],并且在實(shí)際交通環(huán)境中的視認(rèn)性較差,不能滿足分車(chē)道讓行車(chē)輛和行人的觀察需要。為此,可以將車(chē)輛讓行標(biāo)示線和行人讓行標(biāo)示線之間的路面鋪設(shè)成較為醒目顏色(如暗紅色),以整體作為人行橫道的讓行識(shí)別區(qū)。
2)在人行橫道內(nèi)設(shè)置車(chē)道間駐足帶。為確保行人讓行時(shí)有安全的駐足空間,除了在人行橫道的道路中心位置設(shè)置安全島,還應(yīng)在對(duì)應(yīng)各車(chē)道分界線位置設(shè)置寬度不小于500 mm的車(chē)道間駐足帶。為了與橫道標(biāo)線相區(qū)別,駐足帶宜采用黃色實(shí)線。條件允許的,還可在駐足帶兩端的邊角處設(shè)置反光路鈕。
3)限定車(chē)輛的通行軌跡。實(shí)踐中有少數(shù)車(chē)輛在遇行人過(guò)街時(shí)采取變道繞行方式通過(guò)人行橫道,容易使行人誤判車(chē)輛動(dòng)態(tài)而引發(fā)危險(xiǎn),為此,應(yīng)將車(chē)輛讓行標(biāo)示線至人行橫道下游不少于5 m范圍的車(chē)道分界線設(shè)置為實(shí)線,必要時(shí)還可采用震蕩標(biāo)線,禁止車(chē)輛變道和跨線、壓線行駛。
4)限制車(chē)輛的通行速度。車(chē)輛的側(cè)向安全凈空與其行駛車(chē)速有關(guān),為確保行人在車(chē)道間讓行時(shí)的安全,應(yīng)當(dāng)在行人讓行標(biāo)示線位置設(shè)置區(qū)域限速標(biāo)志。參考本文調(diào)查的車(chē)輛通過(guò)人行橫道平均速度以及聶進(jìn)等[15]對(duì)行人碰撞速度的傷亡風(fēng)險(xiǎn)研究,宜將車(chē)輛通過(guò)人行橫道的速度限定在30 km/h以內(nèi)。
圖5 分車(chē)道讓行的人行橫道結(jié)構(gòu)Fig.5 The crosswalk structure diagrams of yielding model of different lanes
1)實(shí)行人行橫道分車(chē)道讓行的路段應(yīng)當(dāng)有良好的空間視距,以保證人車(chē)雙方至少在車(chē)輛到達(dá)人行橫道讓行識(shí)別區(qū)之前,彼此都能夠充分觀察到對(duì)方。
2)為保證行人在車(chē)道間駐足讓行時(shí)的安全,要求路段的各車(chē)道在滿足最大允許車(chē)型通過(guò)時(shí)仍有足夠的側(cè)向凈空。根據(jù)我國(guó)的道路車(chē)輛寬度和間接視野裝置外伸量最大限值[16],對(duì)于全部通行小型車(chē)輛的路段,車(chē)道寬度應(yīng)不小于3.50 m;對(duì)于允許通行大型車(chē)輛的路段,車(chē)道寬度應(yīng)不小于3.75 m。
3)為避免轉(zhuǎn)彎車(chē)輛的內(nèi)輪差危及行人安全,位于彎道的人行橫道不適宜采用分車(chē)道讓行。
3車(chē)道路段人行橫道仿真模型如圖6所示,建立半幅3車(chē)道路段人行橫道模型,對(duì)傳統(tǒng)車(chē)讓人和分車(chē)道讓行的車(chē)輛及行人延誤進(jìn)行仿真對(duì)比。模型參數(shù)標(biāo)定為:車(chē)道寬3.75 m,人行橫道寬6 m,小型車(chē)組成比0.9,車(chē)流量按200 pcu/h梯度增加。為保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定性,仿真時(shí)間為600~7 200 s,隨機(jī)數(shù)取42。
圖6 三車(chē)道路段人行橫道仿真模型Fig.6 Simulation model of pedestrian crosswalk in three vehicle road section
圖7 仿真結(jié)果Fig.7 Simulation results
分別以路段限速40和50 km/h、過(guò)街人流量400人/h為例進(jìn)行仿真,結(jié)果如圖7所示。可見(jiàn),兩種讓行方式在不同路段限速下的人車(chē)延誤隨車(chē)流量變化特征總體相似,均在車(chē)流量小于1 800 pcu/h時(shí)呈較緩慢增長(zhǎng),在車(chē)流量大于1 800 pcu/h后增速加快,并且各項(xiàng)延誤值均隨限速提高而有所增大。其中,相對(duì)于40和50 km/h的路段限速,分車(chē)道讓行的行人延誤分別較傳統(tǒng)車(chē)讓人的長(zhǎng)0.02~3.19 s和0.02~3.20 s,而分車(chē)道讓行的車(chē)輛延誤則分別較傳統(tǒng)車(chē)讓人的短0.92~7.19 s和1.01~7.87 s。分車(chē)道讓行能在不過(guò)分增加行人延誤的同時(shí)顯著降低路段車(chē)輛延誤。
1)傳統(tǒng)逐路幅過(guò)街讓行模式對(duì)多車(chē)道路段人行橫道缺乏針對(duì)性,并且單純強(qiáng)調(diào)車(chē)輛讓行義務(wù),容易形成嚴(yán)重的車(chē)輛延誤,促使車(chē)輛在無(wú)執(zhí)法監(jiān)管時(shí)放棄讓行和競(jìng)爭(zhēng)通行。
2)行人逐車(chē)道過(guò)街有助于提高道路通行能力,但為了降低行人過(guò)街阻力和防止發(fā)生事故,應(yīng)當(dāng)按照行人優(yōu)先與通行效率兼顧的原則建立人車(chē)協(xié)同的分車(chē)道讓行模式,并相應(yīng)完善人行橫道讓行識(shí)別區(qū)、行人駐足帶和區(qū)域限速等安全保障措施。VISSIM仿真表明,在多車(chē)道路段人行橫道采取分車(chē)道讓行,可在小幅增加行人延誤的同時(shí)顯著降低車(chē)輛延誤。
3)本文僅針對(duì)多車(chē)道路段人行橫道的分車(chē)道讓行模式作了探討,除此外,設(shè)置讓行識(shí)別區(qū)對(duì)于其他無(wú)燈控人行橫道也具有參考價(jià)值。
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