王濤，覃國峰,楊岸磊，裴星朋，楊德勝

(1.桂林電子科技大學建筑與交通工程學院，廣西桂林　541004；2.東南大學交通學院，江蘇南京　210096)

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信控交叉口非機動車待行特性

王濤1，2，覃國峰1,楊岸磊1，裴星朋1，楊德勝1

(1.桂林電子科技大學建筑與交通工程學院，廣西桂林541004；2.東南大學交通學院，江蘇南京210096)

基于實地觀測，分析信控交叉口非機動車待行行為特性和影響因素，建立停車線提前和BOX(在人行道前方設置非機動車待行區(qū)域,設置非機動車和機動車雙停車線的形式)2種交叉口待行方式下非機動車待行位置的預測模型。結果顯示：BOX待行方式下非機動車騎行者的趨前性更加明顯、更容易出現(xiàn)待行違章行為，停車線提前方式下非機動車更容易發(fā)生信號違章；先放左轉再放直行的信號相位順序使非機動車更容易出現(xiàn)違章行為，過街寬度對待行位置分布有顯著影響，不同待行位置的非機動車違章率差異明顯；在停車線提前待行方式下，左側直行的機動車流量與等待區(qū)內停車數(shù)量負相關，對向直行的機動車流量與等待區(qū)內停車數(shù)量正相關；在BOX待行方式下，對向左轉的機動車流量與等待區(qū)內側停車數(shù)量正相關。

信號交叉口；非機動車；待行位置；停車線提前；BOX

非機動車是城市交通的重要組成部分，在我國城市交通系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。自行車靈活方便、占道面積小、無污染、節(jié)省能源，給交通出行帶來了極大方便。電動自行車比自行車省力、快捷、比機動車方便、經濟，越來越受到人們的歡迎[2]。但非機動車數(shù)量龐大且難于管理的特點成為引起城市交通秩序混亂的重要原因，同時在道路設計和建設時對非機動車考慮不充分，造成非機動車待行空間不足、待行混亂，進一步加劇了城市道路交叉口秩序的混亂，降低了交叉口的通行效率。

文獻[3]對BOX交叉口設置自行車待行區(qū)域的實用性進行分析。文獻[4]對BOX交叉口設置自行車待行區(qū)域前后的自行車待行行為特性進行對比，表明設置BOX待行區(qū)域后自行車的待行位置更加規(guī)范。近幾年針對信號交叉口非機動車待行位置不規(guī)范的問題，桂林市對大量的交叉口非機動車待行區(qū)域進行了優(yōu)化設計[5]，其中最主要的待行方式為停車線提前[6]和BOX 2種交叉口待行方式。本文基于對桂林市區(qū)5個信控交叉口非機動車待行行為的觀測，對停車線提前和BOX 2種交叉口待行方式下非機動車的待行特性以及影響因素進行研究。

1　交叉口待行方式

1)BOX

BOX交叉口待行方式如圖1所示。BOX待行方式是在人行道前方設置非機動車待行區(qū)域，設置非機動車和機動車雙停車線的形式。這種待行方式是為了達到讓非機動車優(yōu)先于機動車先行的目的。非機動車待行區(qū)域位于交叉口人行橫道前，主要適用于左轉機動車流量比較小的平面交叉口。

2)停車線提前

停車線提前交叉口待行方式如圖2所示，在信號交叉口，由于非機動車的起動比機動車快，短時間能越過交叉口，故將非機動車停車線劃在機動車停車線之前。這種待行方式下，在信號燈由紅燈變?yōu)榫G燈時，非機動車提前于機動車優(yōu)先駛入交叉口，避免綠燈初期因非機動車駛出停車線而引起的非機動車與機動車之間的沖突與干擾。非機動車停車線提前為非機動車騎行者提供了更加良好的視距，同時避免了非機動車在機動車尾氣環(huán)境下停車待行。

圖1　BOX的待行方式示意圖

圖2　停車線提前的待行方式示意圖

本文針對BOX和停車線提前2種交叉口待行方式，以桂林市部分典型交叉口為例，進行實地交通調查、觀測，分析非機動車待行方式特性及其待行位置的影響因素。

2　典型交叉口實地觀測

選取桂林市具有代表性的交叉口，交叉口基本情況如表1所示。采用人工調查法和視頻調查法[7-8]，在8：00—8：30、10：00—10：30、15：00—15：30、17：00—17：30 4個高峰、平峰時段，對選取的交叉口道路條件、交通環(huán)境、非機動車待行行為等內容進行了調查、觀測，交叉口如表2所示。

表1　交叉口基本情況

根據(jù)視頻觀察的交叉路口，每15 min統(tǒng)計1次，共獲取48組待行行為數(shù)據(jù)、8 188個非機動車個體行為樣本，其中有466個非機動車違章樣本。

3　非機動車待行行為特性

1)非機動車待行位置分布特性

表3為調查得到的2種待行方式下非機動車待行位置分布率差異性的獨立樣本t檢驗結果(t為檢驗統(tǒng)計量，P為抽樣誤差概率)。由表3可知，兩種待行方式下非機動車待行位置分布率有顯著差異(P<0.05則表示在95%置信度下樣本有顯著差異)。停車線提前待行方式下非機動車在等待區(qū)內的分布率比例為70.4%，顯著高于BOX方式下的待行區(qū)的分布率38.4%。而在BOX待行方式下，非機動車在等待區(qū)前的待行分布率為40.9%，高于停車線提前方式下的待行分布率10.0%，表明在停車線提前的待行方式下，非機動車在等待區(qū)前待行的分布率較低，即停車線提前的待行方式對阻止騎行者不合理停車的約束作用強[9]，而BOX待行方式下非機動車騎行者的趨前性更加明顯。

表2　觀測內容匯總

表3　非機動車待行位置分布概率差異性檢驗

2)非機動車待行位置違章特性

非機動車在2種待行方式的待行位置違章率差異性的獨立樣本t檢驗結果如表4所示。由表4可知，在停車線提前待行方式下，非機動車待行位置的違章率為29.6%，而在BOX待行方式下非機動車待行位置違章率為61.6%，2種待行方式下的待行位置違章率存在顯著的差異(t=31.732，P<0.001)，說明非機動車在BOX待行方式下更容易出現(xiàn)待行違章行為[10]。

表4　2種待行方式的非機動車待行位置違章率差異性檢驗

3)非機動車待行方式信號違章特性

非機動車在2種待行方式的信號違章率差異性的獨立樣本t檢驗結果如表5所示。由表5可知，在停車線提前的待行方式下，非機動車平均信號違章率為14.84%，在BOX待行方式下非機動車平均信號違章率為10.05%，停車線提前方式下非機動車信號違章率是BOX待行方式下的1.5倍，說明在停車線提前方式下非機動車更容易發(fā)生信號違章[11]。

表5　2種待行方式的非機動車信號違章率差異性檢驗

以停車線提前的待行方式為例，對非機動車在不同待行位置時其信號違章率數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(F為檢驗統(tǒng)計量)[12]，檢驗結果如表6所示。由表6可知，待行位置位于待行區(qū)前和待行區(qū)左側的非機動車更容易違章；不同待行位置非機動車違章率差異明顯。

表6　停車線提前待行方式下不同待行位置非機動車信號違章率單因素方差分析

4　非機動車待行行為影響因素分析

1)信號相位順序對非機動車待行違章的影響

對不同信號相位順序的非機動車待行違章數(shù)據(jù)進行相關性分析[13-15]，結果如表7所示。由表7可知,檢驗的F值為3.510，對應的P值為0.046<0.05，信控方式對非機動車待行違章率的影響是顯著的，且先放左轉再直行的信號相位順序更容易使非機動車出現(xiàn)違章行為。

表7　信號相位順序與待行違章率的相關性分析

2)過街寬度對非機動車待行位置的影響

對非機動車待行位置與過街寬度的相關性進行分析，直接對統(tǒng)計樣本進行分析得到t、p如表8所示。由表8可知：過街寬度對待行位置有顯著影響。過街寬度越大，騎行者急于穿越交叉口的心理越強烈，因此更有可能在待行區(qū)前及左側聚集；過街寬度越小，騎行者有可能在待行區(qū)內及右側聚集。研究發(fā)現(xiàn)，非機動車在待行區(qū)后的概率與過街寬度的相關性不顯著[16](P>0.05)。

3)交通量對待行位置分布的影響

利用線性回歸模型，分析非機動車待行位置與交叉口機動車和非機動車流量的關系。線性回歸模型側重于考察變量間的數(shù)量變化規(guī)律，并通過線性表達式，即線性回歸方程，來描述其關系，進一步確定一個或幾個變量的變化對另一個變量的影響程度。m個自變量的多元線性回歸方程可表示為

式中：y為因變量；xi為自變量；a、b為回歸系數(shù)[17]。

表8　過街寬度與待行位置的相關性分析

針對停車線提前和BOX 2種待行方式，分別建立其待行位置分布的數(shù)學模型。定義變量:y1～y5分別為非機動車等待區(qū)內、等待區(qū)右側、等待區(qū)左側、等待區(qū)前及等待區(qū)后停車數(shù)量，x0～x9分別為待行非機動車總數(shù)、本向直行機動車流量、本向左轉機動車流量、本向右轉機動車流量、對向直行機動車流量、對向左轉機動車流量、右側直行機動車流量、右側左轉機動車流量、左側直行機動車流量及左側左轉機動車流量。

利用最小二乘法，采用逐步回歸對2種待行方式下非機動車待行位置分布回歸模型進行參數(shù)標定，并對模型進行整體擬合度檢驗(R2)、整體顯著性檢驗(P)。經運算預測模型結果如表9、10所示(表10中因BOX待行方式待行區(qū)域后方即為機動車，所以數(shù)據(jù)統(tǒng)計無待行區(qū)后)。由表9、10可知：在停車線提前的待行方式下，左側直行的機動車流量x8與非機動車等待區(qū)內停車數(shù)量y1負相關，對向直行的機動車流量x4與等待區(qū)內停車數(shù)x8正相關，即成正比關系；在BOX待行方式下，左側左轉的機動車流量x9與等待區(qū)內側停車數(shù)y2正相關。

表9　停車線提前待行方式待行位置分布回歸模型

表10　BOX待行方式待行位置分布回歸模型

5　結語

1)分析非機動車待行位置分布特性、待行位置違章特性、待行方式信號違章特性，并對信號相位順序、過街寬度、交叉口機動車和非機動車流量等因素對非機動車待行行為的影響進行研究，研究結果可以為提高交叉口通行效率、改善交通安全環(huán)境提供理論參考。

2)本文對非機動車的調查，沒有考慮騎行的舒適度、騎行者感知的危險來源、待行區(qū)域是否具有合理性等。針對待行位置分布特性的改進建議和措施，缺乏改進的可行性效果評估和仿真。這些都是在后續(xù)研究中值得考慮和完善的問題。

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(責任編輯：楊秀紅)

The Characteristics of Non-Motorized Vehicle in the Signal Intersection

WANGTao1，2,QINGuofeng1,YANGAnlei1,PEIXingpeng1,YANGDesheng

(1.SchoolofArchitectureandTranspertationEngineering,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China; 2.SchoolofTransportation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

The characteristics and influential factors of the waiting behaviors of the non-motorized vehicle in the signalized intersection based on the real observations is analyzed. Then the prediction model of the waiting area of the non-motorized vehicle in the two waiting modes of the intersection, the advanced stop line and BOX (that is, setting up the waiting area of the non-motorized vehicle in front of the sideroad, the double stop lines of the non-motorized vehicle and the vehicle) is established. The results show that in the BOX waiting mode, the non-motorized riders are more obvious and easier to go ahead and violate the waiting rules while in the advanced waiting mode,and the non-motorized vehicles are easier to be against the signal rules; the phase sequence of left-turn first and going straight makes the non-motorized vehicles easily violating the traffic rules; the distribution of the street width also has the obvious influence on the waiting area that there are the clear differences of breaking the traffic rules in the different waiting areas; in the advanced stop line mode the flow of vehicles going straight on the left is negatively correlated with the number of vehicles stopping in the waiting area, and the opposite flow of vehicles going straight is positively correlated with the number of vehicles stopping in the waiting area; and finally in the BOX waiting mode, the flow of overcoming vehicles turing left is positively correlated with the number of inward vehicles stopping in the waiting area.

signal intersection; non-motorized vehicle; waiting areas; advanced stop line；BOX

2016-04-12

國家自然科學基金項目(51408145)；廣西省自然科學基金項目(2014GXNSFBA118255)；國家級大學生創(chuàng)新訓練項目(20140595037)

王濤(1985—)，男，江蘇徐州人，桂林電子科技大學講師，東南大學博士研究生，主要研究方向為交通安全、城市交通規(guī)劃，E-mail：117564480@qq.com.

10.3969/j.issn.1672-0032.2016.03.線西直門站站臺客流仿真007

U491

A

1672-0032(2016)03-0036-07