郭建紅，張 喜，韓 雨

（北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

為了保障行人過街安全，避免行人和機(jī)動車交叉干擾，提高道路通行能力[1],大多數(shù)城市道路交叉口人行橫道都采用信號控制。然而在部分信號交叉口處，行人過街時(shí)不遵守信號指示，交叉口交通秩序混亂，行人安全得不到保障，交通運(yùn)行效率低。因此，研究在信號紅燈情況下行人過街行為的影響因素及其敏感程度，提出保障過街行人安全的合理性建議，對于制定管理政策、整頓交通秩序具有重要意義。

1 行人過街行為研究

國外學(xué)者在行人過街交通方面取得了許多研究成果，特別是對行人過街的行為模式、設(shè)施服務(wù)水平評價(jià)等方面的內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究。

Yagil[2]基于交通心理學(xué)[3]角度分析了環(huán)境及個(gè)人狀態(tài)對行人意識，過街個(gè)體行為的心理因素及其對交通安全的影響，并提出建議。

Tanaboriboon[4]基于過街服務(wù)設(shè)施[5]角度分析了行人的過街行為，發(fā)現(xiàn)在無信號控制時(shí)行人安全感最低，守法率最高，得到行人違法的原因是等待過街時(shí)間超過最大承受度和缺乏有效的執(zhí)法手段，行人并不偏好某一過街設(shè)施。因此合理的交通信號[6]控制能鼓勵行人秩序過街。

國內(nèi)部分學(xué)者對行人過街行為的研究主要偏重于行人過街交通仿真。林思能運(yùn)用計(jì)算機(jī)建立行人步行穿越車流過街的交通模型以及仿真模型[7]，為我國通過交通仿真研究有關(guān)行人的交通特性開了先例。

錢宇彬[8]得出行人等待時(shí)間在90 s之內(nèi)，違法率隨時(shí)間的延長而下降；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間超過90 s，行人違法率沒有一定規(guī)律。這為信號燈的合理設(shè)置提供了依據(jù)。

本文以北京市3個(gè)較為規(guī)范的十字交叉口為調(diào)查點(diǎn)，通過對反映過街行人行為影響因素的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行建模和參數(shù)標(biāo)定，分析了主要影響因素對過街行為的作用，并對模型的可行性進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 行人過街行為分析及模型建立

2.1 行人在信號交叉口過街過程

研究行人在信號交叉口過街行為，主要是指行人是否按照信號燈指示過街，在人行橫道綠燈情況下，過街方案一般為直接通過；在人行橫道紅燈情況下，過街方案有違章和等待2種，即行人會選擇違章闖紅燈或等待信號變綠燈，本文重點(diǎn)研究人行道信號紅燈情況下行人的過街行為。

由于行人到達(dá)交叉口前無法預(yù)知所處的環(huán)境，如信號燈的狀態(tài)，交叉口交通狀況等，因此行人過街行為屬于不確定型行為。行人過街主要依賴于到達(dá)交叉口時(shí)獲取的信息以及自身的性格特點(diǎn)，遇到綠燈時(shí)可直接通過，但是在遇到紅燈時(shí)，一方面希望能夠通過交叉口，但又面臨一定的危險(xiǎn)，如與車輛的沖突，行人處于等待還是違章闖紅燈的矛盾中，在權(quán)衡利弊之后做出決定。

典型的信號交叉口行人過街過程包括行人到達(dá)、獲取交通信息、確定等待還是通過、分析實(shí)施過街幾個(gè)階段。行人做出決定時(shí)，首先到達(dá)人行橫道交叉區(qū)域內(nèi)，然后對周圍的交通環(huán)境進(jìn)行觀察，在信號燈為綠燈時(shí)實(shí)施過街過程，在信號燈為紅燈時(shí)，則考慮是等待還是違章闖紅燈通過，確定方案后實(shí)施過街過程。當(dāng)行人等待過街的時(shí)間超越等待時(shí)間閥值時(shí)，較多數(shù)的行人會出于省能心理，在主觀判斷能夠安全通過街道的情況下，就會做出違章闖紅燈過街的決策。

2.2 行人過街行為影響因素分析

行人在確定過街方案的過程中，會感知到周圍的各類交通信息，如信號燈狀態(tài)、人行道寬度、過街設(shè)施合理性等，這些信息是行人進(jìn)行決策的基礎(chǔ)。行人的自身特點(diǎn)，如年齡、性別、教育程度等，以及焦急心理、從眾心理[9]等心理因素也會影響決策，對行為產(chǎn)生較大的影響。此外，法律、管理、道德、設(shè)施等約束因素也會左右行人決定，例如是否有交警、協(xié)管、行人違章后是否會受到懲罰等。因此可以將行人過街行為的影響因素分為4部分：交通信息因素、個(gè)體因素、心理因素和約束因素，具體影響因素分類見圖1。

圖1 行人過街行為的影響因素

2.3 模型的建立

Logit模型結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便，適用性較強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于各類決策問題。為了對影響信號交叉口處行人過街行為的各種因素及其敏感程度進(jìn)行檢驗(yàn)，本文采用二元Logit回歸模型進(jìn)行建模, 用 “極大似然估計(jì)法” 進(jìn)行參數(shù)估計(jì), 有效地檢驗(yàn)這類二值響應(yīng)的因變量與一組影響因素（自變量）之間的相關(guān)性。文中行人的選擇情況有2種：違章和等待。

設(shè)Y為行人決策的隨機(jī)變量，{x1,x2,…,xn}是與Y相關(guān)的自變量，Y的取值為0或1，可通過Logit回歸得到公式如下：

其中p(Y=0)表示行人選擇違章闖紅燈的概率；p(Y=1)是行人選擇等待的概率；{x1,x2,…,xn}是影響行人行為的第i個(gè)因素；a,{b1,b2,…,bn}是待估計(jì)參數(shù)。

則行人選擇等待的概率為：

行人選擇違章闖紅燈的概率為：

由于調(diào)查數(shù)據(jù)的有限，交通信息因素、個(gè)體因素、心理因素、約束因素即用以下變量反映。假設(shè)行人的過街行為取決于交通信息因素（信號是否合理，過街設(shè)施是否合理），個(gè)體因素（行人的年齡、受教育程度、有無駕照），心理因素（可忍受的最長等待時(shí)間），約束因素（違章后是否應(yīng)該受到處罰）。上述諸多因素的協(xié)同作用，最終決定了行人的過街行為。選取以上因素為變量，變量釋義見表1。

表1 變量釋義表

3 行人過街行為調(diào)查及分析

3.1 問卷調(diào)查

本文選擇了北京市3個(gè)較為規(guī)范的十字交叉路口進(jìn)行調(diào)查。此交叉口有足夠大的行人流量，人行橫道保證具有15 m以上的長度，存在自由流、飽和流、過飽和流的狀態(tài)人群，交叉口信號指示燈處于正常工作狀態(tài)，綠燈時(shí)間基本在38 s左右，這樣才能得到有效合理的調(diào)查數(shù)據(jù)，研究才會具有普遍的意義和適用性。此類交叉口現(xiàn)狀如圖2。

本問卷調(diào)查采用RP（Revealed Preference）調(diào)查與SP（Stated Preference）調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方法。RP調(diào)查主要獲得過街行人的個(gè)人屬性，在此基礎(chǔ)上，設(shè)定幾種假定情況，對于行人在信號交叉口過街行為的偏好采取SP調(diào)查，這種調(diào)查方法可以較容易地獲得足夠建立模型所需的樣本，直觀了解影響行人在信號交叉口過街行為的因素。

3.2 數(shù)據(jù)處理

在北京市3個(gè)較為規(guī)范的十字交叉路口分別隨機(jī)分發(fā)并收回100份有效問卷，其中男性50份，女性50份。據(jù)歸納統(tǒng)計(jì)，在信號燈為紅燈情況下，有違章闖紅燈行為的占51%，選擇等待的占49%。

將調(diào)查數(shù)據(jù)分為2組，分別用于模型檢驗(yàn)和模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證。將第1組數(shù)據(jù)隨機(jī)抽樣，采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS進(jìn)行模型參數(shù)估計(jì)。本文采用Logit回歸中的Backward LR方法進(jìn)行分析。首先讓所有變量都進(jìn)入回歸方程中，然后根據(jù)極大似然估計(jì)的統(tǒng)計(jì)量的概率值，刪除對因變量影響不顯著的自變量。采用對數(shù)似然比來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼w擬合效果，在給定的0.05的顯著性水平下，若統(tǒng)計(jì)量所對應(yīng)的對數(shù)似然比檢驗(yàn)的顯著性指標(biāo)P值小于0.05，則表明自變量對因變量有顯著性影響。經(jīng)過4輪的優(yōu)化檢驗(yàn)和篩選，剔除了對因變量影響不顯著的自變量x3，得到對因變量有顯著性作用的自變量x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7，最終檢驗(yàn)結(jié)果見表2 。其中S.E：標(biāo)準(zhǔn)差；Wald：回歸系數(shù)的統(tǒng)計(jì)量值；Sig：變量的顯著性概率。

圖2 交叉口現(xiàn)狀圖

表2 模型檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)SPSS輸出結(jié)果，可以得到行人選擇違章闖紅燈的概率為：

利用第2組數(shù)據(jù)將模型應(yīng)用于調(diào)查數(shù)據(jù)評估模型的準(zhǔn)確率。計(jì)算結(jié)果中，以概率0.5進(jìn)行分類，如果概率大于0.5，則表明行人進(jìn)行了該類決定，如果行人的決定結(jié)果與實(shí)際結(jié)果一致，則表明準(zhǔn)確地預(yù)測了數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

從表3中可以看出，預(yù)測準(zhǔn)確率為72.5%，模型能夠大致判斷行人的過街行為。模型選定的因素對行人的決定產(chǎn)生了影響。考慮到模型選取因素時(shí)，行人的心理因素不能量化，如從眾心理等，若能結(jié)合心理分析，則可以更好地預(yù)測行人的過街行為。

表3 模型準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)

3.3 結(jié)果分析

模型結(jié)果可以看出：行人過街行為與交通信息因素、個(gè)體因素、心理因素和約束因素有密切關(guān)系，與行人的年齡關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。

由檢驗(yàn)的Sig值中可以分析得出：

（1）“有無駕照”對于行人過街行為的敏感性最強(qiáng)，為0.000。因?yàn)樾腥巳〉民{照時(shí)經(jīng)過了交通法規(guī)等培訓(xùn)，其安全意識和遵規(guī)守法意識也較強(qiáng)。

（2）“行人的受教育程度”對于行人過街行為的敏感性較強(qiáng)，為0.001。一般而言，學(xué)歷越高，其安全意識也會越強(qiáng)。

（3）“可忍受等待時(shí)間”是行人進(jìn)行決定的重要因素之一，為0.008。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間超過行人可忍受時(shí)間時(shí)，行人會存在省事、僥幸、從眾心理等，導(dǎo)致行人違章率顯著上升。

（4）“違章后是否應(yīng)受到處罰”的影響也顯著，為0.011。這一法律約束使得人們相對自覺遵守交通秩序，減少違章行為。

（5）設(shè)置合理的交通信號燈和過街設(shè)施使等待的概率較高。

由檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，年齡沒有通過檢驗(yàn)，可能的原因是調(diào)查的行人中年齡多在18～50歲之間，兒童、老年人較少，由于身體條件等限制，其選擇冒險(xiǎn)行為的概率比中青年低，兒童、中青年、老年的決策行為不同。

4 結(jié)束語

本文通過建立Logit回歸模型對行人在交叉口紅燈情況下過街行為進(jìn)行了一些探討，通過對其影響因素的分析得到以下減少行人違章的建議：

（1）加強(qiáng)行人的安全教育和交通安全知識的宣傳，這是預(yù)防行人違章的首要因素。

（2）管理并規(guī)范行人交通，提高交通環(huán)境水平。文獻(xiàn)[10]研究表明，縮短行人等待時(shí)間及信號配時(shí)設(shè)計(jì)可明顯減少行人違章，如采取感應(yīng)信號控制、設(shè)置行人過街按鈕，信號燈倒計(jì)時(shí)等。

（3）健全的法律與執(zhí)法體系是行人安全出行的可靠保障，也是降低行人違章率與事故率的重要保障。

（4）重視和改善行人交通設(shè)施，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)行人過街設(shè)施，從道路和行人的角度考慮適宜的方案。

此模型具有較好的適用性，對于我國城市交通規(guī)劃與管理、創(chuàng)造安全暢通和諧的城市步行環(huán)境具有重要意義。

[1]戢曉峰．基于粗糙集的路網(wǎng)瓶頸路段識別方法[J]．公路交通科技，2009，26（9）：120-124．

[2]Yagil, D. Beliefs, motives and situational factors related to pedestrians’self-reported behavior at signal-controlled crossings[J].Transportation Research Part F. 2000(3): 1-13.

[3]劉光新，李克平，倪 穎.等交叉口行人過街心理及交通行為分析[J]. 交通科技與經(jīng)濟(jì)，2008，10（5）：58-61.

[4]V.P.Sisiopiku, D. Akin. Pedestrian behaviors at and perceptions towards various pedestrian facilitie: an examination ha sedon observation and survey data [Z]. Transportation ResearchPart,2003.

[5]郭宏偉，熊 輝. 行人過街設(shè)施選擇偏好研究[C]. 第八屆（2006）交通運(yùn)輸領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)會議論文集，2006.

[6]Forsythe,M. J. and Berger,W. G. Urban Pedestrian Accident Countermeasures Experimental Evaluation. Vol 1, Appendix C: Behavioral Evaluation Summary Data. Biotechnology, Inc.Falls Church,VA[Z]. US Department of Transportation, 1973.

[7]呂永波.系統(tǒng)工程 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[8]錢寧彬，劉浩學(xué). 二次過街路口行人違反交通法規(guī)規(guī)律的研究[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，（6）：119-122.

[9]趙雪娟. 行人與非機(jī)動車違章現(xiàn)象分析[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2005．

[10]劉光新，李克平，孫 劍. 信號控制交叉口行人過街等待時(shí)間研究[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，19（9）：159-166.