吳立新 王 旭 張寶南

(1:吉林建筑大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院,長春 130118; 2:吉林省高等級公路建設(shè)局,長春 130021)

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快和機(jī)動車數(shù)量的迅猛增長,行人穿越道路的需求量不斷增加,行人過街設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性顯得尤為重要.過街天橋、地下通道等將人車徹底分離的設(shè)施由于受到環(huán)境、造價(jià)等因素限制不能廣泛采用；人行信號燈由于不能隨人流量、車流量變化進(jìn)行時(shí)間間隔的調(diào)整,增加了機(jī)動車和行人的延誤時(shí)間,因此，我國目前大量存在著未設(shè)置信號控制的行人過街路段.在通過這種過街設(shè)施時(shí),駕駛員往往會以自我為中心,沒有考慮交通弱者的優(yōu)先通行,很少有機(jī)動車會主動停車甚至減速來避讓行人,行人和車輛往往各自尋覓可穿越空擋通過,行人過街的危險(xiǎn)性尤為突出.在機(jī)動車與行人可能發(fā)生的交通沖突過程中,駕駛員與過街行人的決策行為起到至關(guān)重要的作用.由于雙方行為具有競爭性,可以從博弈論角度分析其行為特性,研究駕駛員和過街行人在沖突對抗條件下，如何選擇策略使自己的延誤時(shí)間最少、事故風(fēng)險(xiǎn)最低.本文通過不同車速下的行車模擬試驗(yàn),從過街行人角度分析其與駕駛員博弈的決策行為,從而為我國交通管理部門制定既考慮機(jī)動車通行能力,又能保障行人安全過街的合理控制方案提供依據(jù).

1 無信號控制路段行人過街特征分析

行人交通的基本特征包括個(gè)體特征和行人流的群體特征.與機(jī)動車相比,行人個(gè)體的交通特征體現(xiàn)在個(gè)體之間的速度差異很大,加速和減速活動頻繁,較易發(fā)生迎面碰撞,有群體行走趨勢,在緊張或信息不明的情況下容易出現(xiàn)盲目的行為等方面[1].不同心理特征的行人選擇過街方式有所相同,有的行人耐心等待,采取保守方式安全過街；有的行人則不愿意長時(shí)間等待而采取危險(xiǎn)冒進(jìn)的過街方式.行人等待時(shí)間對其決策行為也會產(chǎn)生較大影響[2],參考日本經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)研究成果,如果等待時(shí)間超過行人的極限忍耐時(shí)間35s[3],行人就會試圖尋求可接受間隙,采取危險(xiǎn)方式強(qiáng)行穿越.道路交通流特性參數(shù)對過街行人的行為影響更為顯著,若無信號控制路段的機(jī)動車流量較低,前后車輛間距很大,行人穿越機(jī)會充足,則無需冒險(xiǎn)強(qiáng)行穿越與機(jī)動車發(fā)生沖突；而當(dāng)機(jī)動車流量較大,前后車間距較小時(shí),行人穿越機(jī)會很少,需要尋找合適的機(jī)會冒險(xiǎn)穿越車道,從而形成了與機(jī)動車的博弈.在行人與機(jī)動車的博弈過程中,每輛來車的初始速度不同,參與博弈的雙方選擇的策略也有所不同,理性的過街行人根據(jù)自己的判斷,評估決策風(fēng)險(xiǎn)的大小,采取最有利于自身的策略——等待或者穿越;駕駛員根據(jù)感知風(fēng)險(xiǎn)程度決策自己的行為,選擇加速、勻速或者減速三種策略.駕駛員與過街行人行為的交互作用是導(dǎo)致沖突發(fā)生的根本原因,由于過街行人對駕駛員的特征、策略空間及收益信息了解不準(zhǔn)確,而且都會追求各自利益的最大化,最后達(dá)到某種均衡狀態(tài),因此雙方交互作用的過程就是一個(gè)不完全信息條件下的非合作博弈過程[4].

2 行人過街決策行為分析試驗(yàn)方案

影響駕駛員與過街行人決策行為的因素很多,歸根結(jié)底還是人、車、路、環(huán)境四個(gè)方面[5].為了排除次要影響因素,試驗(yàn)過程中的駕駛員和行人均為身體健康、反應(yīng)敏捷的中青年“理性人”,在條件允許情況下會追求利益的最大化,也就是通過判斷自身具備穿越條件時(shí),駕駛員或行人會選擇穿越,而非避讓.通過實(shí)地行車試驗(yàn)結(jié)果分析過街行人在不同感知風(fēng)險(xiǎn)條件下采取的決策行為.

2.1 試驗(yàn)方案構(gòu)建

圖1 行人決策風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)區(qū)示意圖

為了降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)性,試驗(yàn)路段選擇長春市凈月開發(fā)區(qū)交通流量較小,道路平直、無交通信號控制,長度滿足車輛加減速要求的城市道路路段,在天氣良好的白天平峰期進(jìn)行觀測.根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù),85 %左右的行人認(rèn)為車輛行駛到距自身10 m～20 m的距離時(shí),車輛對其安全構(gòu)成威脅,無法自由穿越[6],因此,試驗(yàn)設(shè)定駕駛員需要采取決策的位置與過街行人位置相距15 m(如圖1所示).

考慮結(jié)果的可靠性和試驗(yàn)的高效性,在試驗(yàn)路段設(shè)置5個(gè)試驗(yàn)區(qū),每個(gè)試驗(yàn)區(qū)的末端安排1名過街行人,要求過街行人站在行車道標(biāo)線一側(cè),各個(gè)試驗(yàn)區(qū)相隔百米左右.駕駛員按照試驗(yàn)預(yù)定的初始速度駛?cè)氲?個(gè)試驗(yàn)區(qū)的起點(diǎn),并在駛離后通過調(diào)整車速,仍以速度進(jìn)入下一個(gè)試驗(yàn)區(qū).初始速度從20 km/h起始,按步長10 km/h遞增至70 km/h.試驗(yàn)完成后,行人報(bào)告其決策行為及對試驗(yàn)過程中決策行為的風(fēng)險(xiǎn)程度估計(jì).選擇8名駕駛員和5名行人進(jìn)行行車試驗(yàn),每位駕駛員與5名行人產(chǎn)生30個(gè)博弈數(shù)據(jù),獲取試驗(yàn)樣本量共計(jì)240個(gè).

2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

對獲取的240個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,得到行人感知風(fēng)險(xiǎn)與車輛初始速度、行人決策行為與初始速度和行人感知風(fēng)險(xiǎn)與決策行為的關(guān)系.

圖2 過街行人感知風(fēng)險(xiǎn)與初始速度關(guān)系

2.2.1 感知風(fēng)險(xiǎn)與初始速度

行人過街感知風(fēng)險(xiǎn)的判定采用“不危險(xiǎn)”、“不很危險(xiǎn)”、“一般”、“危險(xiǎn)”和“很危險(xiǎn)”五個(gè)等級,分別用1～5級表示,隨著風(fēng)險(xiǎn)等級升高,危險(xiǎn)程度增大.過街行人感知風(fēng)險(xiǎn)與初始速度關(guān)系如圖2所示.從圖2可以看出,當(dāng)機(jī)動車的初始速度在40 km/h以下時(shí),過街行人對風(fēng)險(xiǎn)評估較低,風(fēng)險(xiǎn)度均在3級及3級以下;當(dāng)初始車速在40 km/h～50 km/h時(shí),過街行人對風(fēng)險(xiǎn)判斷差異較大,包含了1級至5級五個(gè)變化區(qū)間;而當(dāng)初始車速在50km/h以上時(shí),92%以上的過街行人感到危險(xiǎn)或很危險(xiǎn).

2.2.2 決策行為與初始速度

圖3 過街行人決策行為與初始速度關(guān)系

過街行人的決策行為表現(xiàn)為穿越或等待兩種形式,不同初始速度條件下行人的決策行為如圖3所示.

從圖3看出,當(dāng)初始車速在40 km/h以下,絕大多數(shù)行人會選擇穿越.這是由于行人根據(jù)經(jīng)驗(yàn),雖然不知道駕駛員將采取何種策略,但可以通過穿越的方式迫使駕駛員采取減速措施而使自身優(yōu)先過街,即使穿越不能完成,行人也有充分時(shí)間進(jìn)行躲避;當(dāng)車速在40 km/h～50 km/h之間,選擇穿越與等待兩種行為的比例相差不大;當(dāng)車速超過60 km/h時(shí),只有不足15 %的行人敢于冒險(xiǎn)穿越,而達(dá)到70 km/h時(shí),幾乎全部選擇等待.

2.2.3 感知風(fēng)險(xiǎn)與決策行為

圖4 過街行人感知風(fēng)險(xiǎn)與決策行為關(guān)系

過街行人在同一風(fēng)險(xiǎn)度情況下采取的決策行為有所不同,感知風(fēng)險(xiǎn)與決策行為的關(guān)系如圖4所示.

過街行人感知的風(fēng)險(xiǎn)處于“不危險(xiǎn)”和“不很危險(xiǎn)”級別時(shí),75 %以上的行人會選擇穿越;處于“一般”等級時(shí),超過半數(shù)的行人仍會選擇穿越,但選擇等待并觀察駕駛員行動后采取決策的行人明顯增多.這是由于行人在與機(jī)動車博弈過程中處于劣勢地位,行人雖然可以通過突然加速的方式強(qiáng)行穿越,逼迫駕駛員采取避讓行為,但面臨的風(fēng)險(xiǎn)大大增加,因此很多行人采取等待觀察策略,確認(rèn)駕駛員會采取搶行還是避讓策略后再做決定,降低了所擔(dān)負(fù)的風(fēng)險(xiǎn)程度;當(dāng)行人認(rèn)為“危險(xiǎn)”時(shí),只有15 %行人敢于冒險(xiǎn)穿越,達(dá)到“很危險(xiǎn)”程度時(shí),等待比例達(dá)到96 %,只有極少數(shù)行人敢于冒險(xiǎn)穿越.

3 結(jié)語

通過實(shí)地行車模擬試驗(yàn),建立了車輛初始速度、過街行人的風(fēng)險(xiǎn)感知度和決策行為之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)路段上車輛的行駛速度對行人過街決策行為影響極大.當(dāng)來車速度低于30 km/h時(shí),過街行人多采取穿越策略;當(dāng)車速處于40 km/h左右時(shí),過街行人采取等待或穿越策略的比例相差不大;當(dāng)車速高于50 km/h時(shí),由于風(fēng)險(xiǎn)過高,行人一般不會選擇穿越策略.在制定城市道路路段行人過街策略時(shí),通過觀測得到的路段車速,綜合考慮機(jī)動車和過街行人的風(fēng)險(xiǎn)與延誤,當(dāng)路段車輛平均速度區(qū)間在35 km/h～45 km/h時(shí),考慮采取施劃彩色人行橫道線、立體人行橫道線等方法對駕駛員進(jìn)行心理限速;當(dāng)路段車輛平均速度在45 km/h以上時(shí),應(yīng)考慮在人行橫道前設(shè)置限速帶、行人過街感應(yīng)控制信號燈等安全措施,在保證行人能夠安全通過的情況下盡可能提高機(jī)動車的通行能力,使駕駛員和過街行人的博弈達(dá)到收益最大化,從根本上解決安全設(shè)施缺失或設(shè)置過多、控制措施不當(dāng)?shù)炔缓侠憩F(xiàn)象.

參 考 文 獻(xiàn)

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