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摘要：本文在原有信号配时基础上提出基于行人忍耐度的配时方案以及评价原则、修正方法，介绍了合理的步行系统设计方法。
关键词：行人忍耐度、信号配时方案、步行系统设计
Abstract: This paper on the foundation of the original signal timing design , proposes timing plan basing on pedestrian enduring degree and the evaluation principle and correction method, then introduces reasonable Pedestrian system design method.
Key word: Pedestrian enduring degree, Signal timing plan, Pedestrian system design
中图分类号： U491.5+12 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来，交通需求不断增加、交通系统日益复杂，单纯从车辆方面或道路方面考虑交通问题虽然取得一定的成效，但也出现了一些不尽人意的地方。当代中国城市交通立足于使汽车交通顺畅的思路，建立的是以汽车交通为主导的管理体系。设栏杆、封路口、建天桥、修地道，不遗余力地将影响小汽车交通在地面上顺畅通行的其它交通方式转移，以满足小汽车交通的速度指标要求。几乎所有城市都不同程度地表现出对步行交通环境的漠视，缺乏对残疾人、老年人、小学生等交通行为弱者的关注。实际上现代城市交通中，人应该作为最主要的考虑因素，这个正是“以人为本”的核心思想所在。长期以来，“市民交通素质差”的判断左右着交通管理者的思维。少数执法者与广大交通参与者之间形成“猫捉老鼠”的关系，抓一漏万，以罚代管，却很少认真考虑交通管理与设施的人性化问题。适应创建和谐交通环境的需要，在信号交叉口改造中构建以人为本的步行交通环境是十分必要的。
1.交通信号配时设计
要做到“以人为本、与民方便”，首先必须科学设置红绿灯。红绿灯设置是门大学问，需兼顾安全、舒适和效率。原有的红绿灯的设置时间是按照机动车的流量配时的，而不是考虑行人流量配时。下面探讨一种兼顾司机和行人利益的红绿灯配时方案。
1.1行人过街最短绿灯时间
一般人行信号灯大多只能分离行人与侧向直行车辆的冲突，仍不能避免同左、右转弯车辆的冲突，需要设置行人专用信号相位。
行人过街所需的最短时间根据人行横道长度及行人过街步行速度确定。
（式—1）
其中 为行人损失时间，其包括两个部分：①侧向车辆绿灯期间等待过街的行人对色灯变为红灯（即行人方向绿灯）的反应时间，据调查此原因所造成的损失时间很短，可以忽略。②灯色变为行人方向绿灯后，行人出于安全考虑，前面行人观察车辆停驻情况和共同过街行人流量所造成的损失。一般实测取得，通过对重庆市8个交叉口的实测结果，本文建议取2.5s。
在最短绿灯时间的应用中，当主要车流量较大，人行横道较宽时，为了保证城市交通畅通，在人行横道中间设置有安全岛的情况下，可以考虑行人二次过街，最短时间取式—1计算结果的一半。
1.2行人忍耐度
本文中定义行人忍耐度为：行人出于过街安全考虑对红灯（车行绿灯）时长的忍耐极限时间。现在的红绿灯设计普遍存在人行绿灯时间过短，是造成交叉口行人乱穿道路的主要因素，存在着极大的安全隐患。根据国外相关研究可以知道：
表1 国外行人忍耐度的研究成果
国家 行人忍耐度
英国 30s
澳大利亚 30s
美国 40s
德国 60s
我国基本上没有进行相关研究，笔者认为行人忍耐度影响因素众多，主要与出行者的年龄、职业、气质、出行者所在区域、出行目的、信号交叉口所处区域、行人流量、机动车流量、机动车驾驶员素质等因素有关，可通过对于相关影响因素调研，建立行人忍耐度模型：
PED={N,Z,Q,CQ,CM,XQ,XL,JL,JS}
式中：
PED——行人忍耐度
N——出行者年龄
Q——出行者职业
CQ——出行者气质
CM——出行者所在区域
XQ——出行者出行目的
XL——信号交叉口所处区域
JL——行人流量
JS——机动车驾驶员素质
如果没有时间或条件进行相关调查的情况，也可以根据CCTV调查公司所做的中国几个大城市的调查结果，其结果显示由于中国的人多、路少，行人的忍耐度也较国外偏长。因此本文建议在未进行相关调研时取忍耐度为（表—2中四个值的均值）80s（实际均值为78.75s，在研究中可做适当的放大）。
表 2 国内行人忍耐度调查结果
城市 行人忍耐度
北京 60s
天津 120s
上海 45s
广州 90s
1.3 人行横道的通行能力
①理论最大通行能力
假设过街行人均匀到达，按正常步速行走，不受机动车和行人干扰，每小时穿过行人横道终点断面处的最大行人通过量。
在行人绿灯期间的理论通行能力按式—2计算：
（式-2）
②实际通行能力
事实上行人过街期间受到左转车辆、行人达到具有不均匀性、行人之间相互干扰、步速的不稳定性的影响，使通行能力降低，因此实际通行能力要在理论通行能力的基础上加以折减后，按照式—3计算。
（式-3）
1.4 所需过街时间的确定
通过调查得到交叉口实际通行能力后，利用式—3和式—2，反算得到一定行人流量通过交叉口所需要的绿灯时间 。
1.5机动车交通信号配时设计
（式-4）
通过实际调查的饱和流率和固定的周期反算绿灯时间。
1.6信号配时的评价与修正
在实际的配时中要考虑前评价，其原则为：机动车绿灯时间要严格小于行人忍耐度；行人过街所需要绿灯时间大于最小绿灯时间。前评价中不考虑机动车排队的情况，可以先建立两个方案：一个以行人过街绿灯时间（若有安全岛可以取半），一个以机动车绿灯时间。本文中考虑定周期的情况。通过调整，两个方案的配时时间使之满足前评价原则。
在交叉口试运行一段时间后（通常取一个月，因为驾驶员和行人接受配时有一定的接受時间），后评价的基本思路：主观评价加客观评价。其中主观评价是对信号改造后附近经常过街的行人和驾驶员进行问卷调查，事先给定一个信号交叉口服务水平标准，利用模糊评价理论，得到交叉口配时的可接受程度。客观评价调查机动车和行人在交叉口的延误，利用线性优化技术，赋予上述两个方案不同权值，调整交叉口配时。通过此法不断调整出的方案可以兼顾行人和驾驶员的利益。
2.信号交叉口改造中的步行系统设计
步行系统是道路系统中的重要内容，现在道路系统规划重点还侧重于机动车这方面，往往忽视了人行道 。例如，给残疾人设计盲道，缺乏人性化的设计，实际上并不受残疾人的欢迎，从这方面可以了解到交通与人的关系，以人为本的设计理念并没有落到实处。城市步行系统设计主要包含以下两个方面：
①城市游息集会的广场
城市广场具有游息和集会的功能，规模不一定大，但每个广场都有一定的服务半径，供外来的参观者和居住在周围的居民使用。广场是城市的客厅，要求小、多、匀，不能单纯追求规模大，否则会造成浪费和使用效率低下。同时，游息广场也要考虑多功能性在市中心地区还应多设置一些步行广场和生活游憩的绿地，有水面条件时，要尽量争取留出较多的生活岸线，供市民享用。城市滨水地带的道路是城市一道亮丽的景观，属于休闲、散步的好去处，滨水带步行道的设计同样也要注重它的多功能性。交通集散广场包括车站、码头等，这些地方人群比较集中，如何快速、高效地将人群集中到广场和疏散到周围区域，是首先考虑的方面。对于这类区域，完成集散功能的首选交通方式是公共交通，有地铁线路的城市应在此设站，没有地铁线路的城市应设置大容量的公共汽车交通系统。同时，交通集散广场停车场的设计也很重要，车位数过多会造成该区域的拥堵，过少则不能满足需要。另外，交通集散广场的交通组织也是一个重要的方面，包括机动车交通组织，公共汽车站点位置、线路和换乘组织以及行人交通组织等。
②人行道与行人过街横道。
国内人行道设计的通常做法是人行道设置靠近交叉口（人行道不退后），当某个方向没有设置左转专用相位，绿灯时左转机动车受过街行人干扰不能顺畅通过交叉口，进而影响对向直行机动车的通行，降低了交叉口的通行能力，同时造成了人车冲突现象，行人被动闯红灯，事故责任不清。如东西向绿灯时，西向北左转机动车受到东西向过街行人的影响，这时对东向西直行的机动车会产生很大影响，大大降低了交叉口的通行能力。如果采用人行横道退后的设计方法，当东西向绿灯时，西向北左转机动车受到东西向过街行人的影响，受到阻隔的位置退后，左转机动车滞留点已经退出对向直行车行驶线路，对通行能力影响较小。
我国许多城市在马路非常宽的时候，人行横道中间也不设置安全岛，行人在过街当中还没有走完就遇到红灯，造成机动车和行人的冲突，非常危险。这种情况在国外做得就相当成熟，道路中间有一个站立区，形成一种保护，机动车不至于冲过来。我国现在交叉口上很少有对行人的保护，应将人行道位置退后，使左转机动车和行人的冲突点移至交叉口中心范围之外，避免影响对向直行车的通行，同时给行人留有二次过街的余地，也就是要在中央分隔带处增加安全岛。
③步行系统设计还要体现以人为本。步行系统和机动车系统相交处，采取了不同颜色的路面提醒，汽车行驶至此路面要先停驶，然后再通行，行人要优先通过。这就是步行系统，从城市道路直到居住区里面的道路，都要体现对人关怀和安全步行的理念。
3.结束语
本文提出了行人忍耐度的概念，建立基于行人忍耐度的信号配时方案修正方法，对步行系统合理化设计提出了相关建议，由于作者水平有限，基于行人忍耐度的信号配时方法还有待于进一步研究。
参考文献：
[1]杨佩昆，张树升.交通管理与控制.北京：人民交通出版社，1998
[2]王炜等.交通工程学.南京：东南大学出版社，2000
[3]施维克.城市步行空间的质量与改善.城市问题，2003，6
[4]史琴.信號交叉口通行能力分析与评价.物流工程与管理，2011，11
作者简介
郭兴隆（1975年12月出生），男，汉族，内蒙古四子王旗人，硕士，工程师，主要从事交通工程技术研究。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：行人忍耐度、信号配时方案、步行系统设计
Abstract: This paper on the foundation of the original signal timing design , proposes timing plan basing on pedestrian enduring degree and the evaluation principle and correction method, then introduces reasonable Pedestrian system design method.
Key word: Pedestrian enduring degree, Signal timing plan, Pedestrian system design
中图分类号： U491.5+12 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来，交通需求不断增加、交通系统日益复杂，单纯从车辆方面或道路方面考虑交通问题虽然取得一定的成效，但也出现了一些不尽人意的地方。当代中国城市交通立足于使汽车交通顺畅的思路，建立的是以汽车交通为主导的管理体系。设栏杆、封路口、建天桥、修地道，不遗余力地将影响小汽车交通在地面上顺畅通行的其它交通方式转移，以满足小汽车交通的速度指标要求。几乎所有城市都不同程度地表现出对步行交通环境的漠视，缺乏对残疾人、老年人、小学生等交通行为弱者的关注。实际上现代城市交通中，人应该作为最主要的考虑因素，这个正是“以人为本”的核心思想所在。长期以来，“市民交通素质差”的判断左右着交通管理者的思维。少数执法者与广大交通参与者之间形成“猫捉老鼠”的关系，抓一漏万，以罚代管，却很少认真考虑交通管理与设施的人性化问题。适应创建和谐交通环境的需要，在信号交叉口改造中构建以人为本的步行交通环境是十分必要的。
1.交通信号配时设计
要做到“以人为本、与民方便”，首先必须科学设置红绿灯。红绿灯设置是门大学问，需兼顾安全、舒适和效率。原有的红绿灯的设置时间是按照机动车的流量配时的，而不是考虑行人流量配时。下面探讨一种兼顾司机和行人利益的红绿灯配时方案。
1.1行人过街最短绿灯时间
一般人行信号灯大多只能分离行人与侧向直行车辆的冲突，仍不能避免同左、右转弯车辆的冲突，需要设置行人专用信号相位。
行人过街所需的最短时间根据人行横道长度及行人过街步行速度确定。
（式—1）
其中 为行人损失时间，其包括两个部分：①侧向车辆绿灯期间等待过街的行人对色灯变为红灯（即行人方向绿灯）的反应时间，据调查此原因所造成的损失时间很短，可以忽略。②灯色变为行人方向绿灯后，行人出于安全考虑，前面行人观察车辆停驻情况和共同过街行人流量所造成的损失。一般实测取得，通过对重庆市8个交叉口的实测结果，本文建议取2.5s。
在最短绿灯时间的应用中，当主要车流量较大，人行横道较宽时，为了保证城市交通畅通，在人行横道中间设置有安全岛的情况下，可以考虑行人二次过街，最短时间取式—1计算结果的一半。
1.2行人忍耐度
本文中定义行人忍耐度为：行人出于过街安全考虑对红灯（车行绿灯）时长的忍耐极限时间。现在的红绿灯设计普遍存在人行绿灯时间过短，是造成交叉口行人乱穿道路的主要因素，存在着极大的安全隐患。根据国外相关研究可以知道：
表1 国外行人忍耐度的研究成果
国家 行人忍耐度
英国 30s
澳大利亚 30s
美国 40s
德国 60s
我国基本上没有进行相关研究，笔者认为行人忍耐度影响因素众多，主要与出行者的年龄、职业、气质、出行者所在区域、出行目的、信号交叉口所处区域、行人流量、机动车流量、机动车驾驶员素质等因素有关，可通过对于相关影响因素调研，建立行人忍耐度模型：
PED={N,Z,Q,CQ,CM,XQ,XL,JL,JS}
式中：
PED——行人忍耐度
N——出行者年龄
Q——出行者职业
CQ——出行者气质
CM——出行者所在区域
XQ——出行者出行目的
XL——信号交叉口所处区域
JL——行人流量
JS——机动车驾驶员素质
如果没有时间或条件进行相关调查的情况，也可以根据CCTV调查公司所做的中国几个大城市的调查结果，其结果显示由于中国的人多、路少，行人的忍耐度也较国外偏长。因此本文建议在未进行相关调研时取忍耐度为（表—2中四个值的均值）80s（实际均值为78.75s，在研究中可做适当的放大）。
表 2 国内行人忍耐度调查结果
城市 行人忍耐度
北京 60s
天津 120s
上海 45s
广州 90s
1.3 人行横道的通行能力
①理论最大通行能力
假设过街行人均匀到达，按正常步速行走，不受机动车和行人干扰，每小时穿过行人横道终点断面处的最大行人通过量。
在行人绿灯期间的理论通行能力按式—2计算：
（式-2）
②实际通行能力
事实上行人过街期间受到左转车辆、行人达到具有不均匀性、行人之间相互干扰、步速的不稳定性的影响，使通行能力降低，因此实际通行能力要在理论通行能力的基础上加以折减后，按照式—3计算。
（式-3）
1.4 所需过街时间的确定
通过调查得到交叉口实际通行能力后，利用式—3和式—2，反算得到一定行人流量通过交叉口所需要的绿灯时间 。
1.5机动车交通信号配时设计
（式-4）
通过实际调查的饱和流率和固定的周期反算绿灯时间。
1.6信号配时的评价与修正
在实际的配时中要考虑前评价，其原则为：机动车绿灯时间要严格小于行人忍耐度；行人过街所需要绿灯时间大于最小绿灯时间。前评价中不考虑机动车排队的情况，可以先建立两个方案：一个以行人过街绿灯时间（若有安全岛可以取半），一个以机动车绿灯时间。本文中考虑定周期的情况。通过调整，两个方案的配时时间使之满足前评价原则。
在交叉口试运行一段时间后（通常取一个月，因为驾驶员和行人接受配时有一定的接受時间），后评价的基本思路：主观评价加客观评价。其中主观评价是对信号改造后附近经常过街的行人和驾驶员进行问卷调查，事先给定一个信号交叉口服务水平标准，利用模糊评价理论，得到交叉口配时的可接受程度。客观评价调查机动车和行人在交叉口的延误，利用线性优化技术，赋予上述两个方案不同权值，调整交叉口配时。通过此法不断调整出的方案可以兼顾行人和驾驶员的利益。
2.信号交叉口改造中的步行系统设计
步行系统是道路系统中的重要内容，现在道路系统规划重点还侧重于机动车这方面，往往忽视了人行道 。例如，给残疾人设计盲道，缺乏人性化的设计，实际上并不受残疾人的欢迎，从这方面可以了解到交通与人的关系，以人为本的设计理念并没有落到实处。城市步行系统设计主要包含以下两个方面：
①城市游息集会的广场
城市广场具有游息和集会的功能，规模不一定大，但每个广场都有一定的服务半径，供外来的参观者和居住在周围的居民使用。广场是城市的客厅，要求小、多、匀，不能单纯追求规模大，否则会造成浪费和使用效率低下。同时，游息广场也要考虑多功能性在市中心地区还应多设置一些步行广场和生活游憩的绿地，有水面条件时，要尽量争取留出较多的生活岸线，供市民享用。城市滨水地带的道路是城市一道亮丽的景观，属于休闲、散步的好去处，滨水带步行道的设计同样也要注重它的多功能性。交通集散广场包括车站、码头等，这些地方人群比较集中，如何快速、高效地将人群集中到广场和疏散到周围区域，是首先考虑的方面。对于这类区域，完成集散功能的首选交通方式是公共交通，有地铁线路的城市应在此设站，没有地铁线路的城市应设置大容量的公共汽车交通系统。同时，交通集散广场停车场的设计也很重要，车位数过多会造成该区域的拥堵，过少则不能满足需要。另外，交通集散广场的交通组织也是一个重要的方面，包括机动车交通组织，公共汽车站点位置、线路和换乘组织以及行人交通组织等。
②人行道与行人过街横道。
国内人行道设计的通常做法是人行道设置靠近交叉口（人行道不退后），当某个方向没有设置左转专用相位，绿灯时左转机动车受过街行人干扰不能顺畅通过交叉口，进而影响对向直行机动车的通行，降低了交叉口的通行能力，同时造成了人车冲突现象，行人被动闯红灯，事故责任不清。如东西向绿灯时，西向北左转机动车受到东西向过街行人的影响，这时对东向西直行的机动车会产生很大影响，大大降低了交叉口的通行能力。如果采用人行横道退后的设计方法，当东西向绿灯时，西向北左转机动车受到东西向过街行人的影响，受到阻隔的位置退后，左转机动车滞留点已经退出对向直行车行驶线路，对通行能力影响较小。
我国许多城市在马路非常宽的时候，人行横道中间也不设置安全岛，行人在过街当中还没有走完就遇到红灯，造成机动车和行人的冲突，非常危险。这种情况在国外做得就相当成熟，道路中间有一个站立区，形成一种保护，机动车不至于冲过来。我国现在交叉口上很少有对行人的保护，应将人行道位置退后，使左转机动车和行人的冲突点移至交叉口中心范围之外，避免影响对向直行车的通行，同时给行人留有二次过街的余地，也就是要在中央分隔带处增加安全岛。
③步行系统设计还要体现以人为本。步行系统和机动车系统相交处，采取了不同颜色的路面提醒，汽车行驶至此路面要先停驶，然后再通行，行人要优先通过。这就是步行系统，从城市道路直到居住区里面的道路，都要体现对人关怀和安全步行的理念。
3.结束语
本文提出了行人忍耐度的概念，建立基于行人忍耐度的信号配时方案修正方法，对步行系统合理化设计提出了相关建议，由于作者水平有限，基于行人忍耐度的信号配时方法还有待于进一步研究。
参考文献：
[1]杨佩昆，张树升.交通管理与控制.北京：人民交通出版社，1998
[2]王炜等.交通工程学.南京：东南大学出版社，2000
[3]施维克.城市步行空间的质量与改善.城市问题，2003，6
[4]史琴.信號交叉口通行能力分析与评价.物流工程与管理，2011，11
作者简介
郭兴隆（1975年12月出生），男，汉族，内蒙古四子王旗人，硕士，工程师，主要从事交通工程技术研究。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。