基于交通仿真技術(shù)的路段人行橫道間距研究

1、 基于交通仿真技術(shù)的路段人行橫道間距研究 1 概述隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市交通問題越來越受到人們的重視。目前我國城市道路網(wǎng)中的交通流主要是混合交通流，行人和機動車的沖突是混合交通問題最顯著的表現(xiàn)，居民出行需求的增加和出行活動的頻繁加劇了以機動車輛為代表的快速交通和以行人為代表的慢行交通之間的沖突。路段上缺失人行橫道或者人行橫道設(shè)置不當(dāng)時，大量行人橫穿馬路，通行效率下降，這種情況在目前中國的道路上屢見不鮮，而當(dāng)機動車交通流過大時還易發(fā)生交通事故。因此，如何有效的設(shè)置路段人行橫道，減少行人和機動車的沖突是緩解交通問題的重要方面。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于人行橫道的研究取得了一定的成果。陸健1在行人交通特性

2、分析基礎(chǔ)上，提出了平面行人過街設(shè)施和李健據(jù)的分析計算方法。勞云騰2建立了簡練且有廣泛應(yīng)用性的無信號控制路段行人過街延誤模型。曹曉奎等人3采用數(shù)學(xué)運算的方法提出了路段行人過街設(shè)施的合理間隔。河海大學(xué)的鄭長江等人4基于ahp方法確定了人行橫道的合理間距為250m。schroeder5建立了單個人行橫道與機動車流相互作用的評價框架。kaseko6運用vissim軟件模擬干道上行人過街狀況來反映單個人行橫道對交通流的影響。研究者對人行橫道間距研究基本都是從理論和經(jīng)驗角度確定其合理間距，缺少交通流量比值的相關(guān)研究。2 人行橫道間距步行作為一種重要的城市交通出行方式，不可取代，而人行橫道作為平面過街設(shè)施，

3、目的是保護行人過街時的安全及平等的道路使用權(quán)。城市道路會在人流量匯集和消散區(qū)域的路段上設(shè)置兩個或多個人行橫道，滿足過多的行人過街需求。相鄰人行橫道間距過短，行人過街方便，繞行距離少，但頻繁過街會對沖突相位的機動車造成干擾，減慢車速，車輛為了躲避行人或讓行而在行進過程中頻繁加減速和剎車，影響駕駛員情緒，無形之中增加了安全隱患。但是人行橫道間距過大，行人繞行距離增大，可能誘發(fā)行人強勢橫穿馬路，干擾機動車的通行。因此需要從整體的道路系統(tǒng)出發(fā)，優(yōu)化人行橫道間距。確定路段人行橫道合理間距需滿足兩個約束條件：考慮行人過街需求，盡量減少繞行距離；考慮道路設(shè)施的使用效率，避免造成資源浪費和對機動車相位產(chǎn)生過大

4、的干擾，盡可能減少相位沖突。目前國內(nèi)根據(jù)工程經(jīng)驗將人行橫道間距的設(shè)置范圍取為200-500m。3 交通仿真3.1 仿真工具vissim軟件是德國ptv公司的產(chǎn)品，它是一種微觀的、基于時間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，用以城市交通運行的交通建模。文章利用軟件模擬路段上不同人行橫道間距的人車運行狀況，得到很多交通流參數(shù)（行人過街時間、機動車停車時間、機動車行程時間、機動車延誤等）。文章設(shè)定路段無信號控制且機動車讓行行人的情景，不存在行人延誤數(shù)據(jù)，只分析機動車車均延誤這一直觀指標(biāo)來確定合理的人行橫道間距。3.2 參數(shù)設(shè)置為了簡化研究，本次仿真路段設(shè)置為雙向四車道，車道寬度為3.5m/ln，機動車相位

5、和行人相位都無信號控制，在足夠長路段中部設(shè)置兩處人行橫道，實驗中采用5種人行橫道間距（200m-300m，步長為25m），機動車量為1400-2000（步長為200），速度為60km/h，機動車流采用小型車與大型車的比例為8：1，行人量為200-1000（步長為200），速度為5km/h。在vissim軟件中建立適當(dāng)?shù)牡缆纺Ｐ停缓笸ㄟ^改變不同人行橫道間距情況下模型的機動車和行人交通量，仿真3600s后得到車均延誤時間。3.3 數(shù)據(jù)輸出本次模擬實驗中，影響車均延誤時間的因素主要有機動車流量、行人流量和人行橫道間距等，對于不同人行橫道間距下不同機動車交通量和行人交通量的交通模型進行仿真，輸出車均

6、延誤時間（延誤數(shù)據(jù)取小數(shù)點后三位，確保精度）作為評價指標(biāo)。3.4 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)處理分析可知，車均延誤變化并不是線性的，有一定波動；人行橫道間距為225m-250m間的車均延誤變化不大；超過275m時，延誤幾乎為0，因此275m為最佳人行橫道間距。得到以上初步結(jié)論后，提出猜想：機動車車均延誤是否與機動車和行人交通量的比值有關(guān)？進一步處理數(shù)據(jù)，觀察流量比的影響發(fā)現(xiàn)固定間距的人行橫道，車均延誤隨機動車與行人交通量比值的增大而減小，比值低于6：1時減小速度較快，超過6：1時趨于穩(wěn)定，變化幅度不大，比值約為6：1時，車均延誤最小。本研究采用模擬仿真方法，可能存在一定誤差，利用多次仿真模擬減少偶然誤差。4 結(jié)束語綜上所述，對于交通量較小的道路，相鄰人行橫道間距可取225m或250m；在道路周邊環(huán)境允許的條件下，對于交通量較大的道路，相鄰人行橫道間距取275m最佳，確保道路利用效更高效。人行橫道間距固定，應(yīng)合理引導(dǎo)行人和機動車流，使流量比近似為6：1，提高道路利用效率。文章雖對確定最佳人行橫道間距提供更多依據(jù)，但是仍存在一些問題，需要進一步研究和討論。首先未考慮在信號控制下的人行橫道合理間距的情況，信號控制會導(dǎo)致很多影響因素