張清泉，萬江云

重慶交通大學(xué)

信號交叉口行人群體非理性過街行為研究

張清泉，萬江云

重慶交通大學(xué)

通常人類都是以個體形式存在，其行為模式也顯得雜亂無章、千差萬別，但是當(dāng)我們將某一區(qū)域內(nèi)的人組成的整體作為一個群集來看待，其行為往往具有某種規(guī)律。通過研究交通系統(tǒng)中的群集現(xiàn)象，揭示各種交通環(huán)境條件下行人的宏觀和微觀運(yùn)動規(guī)律，為人性化的行人交通系統(tǒng)構(gòu)建提供依據(jù)。

群集；非理性過街；人性化；行人交通

引言

法國社會學(xué)家Le Bon[1]對法國大革命時期的聚集人群進(jìn)行了研究，對從個體演變?yōu)槿巳汉笏a(chǎn)生的其他心理變化及行為變化進(jìn)行了研究，最早解釋了聚集行為。Dirk Helbing[2]研究發(fā)現(xiàn)行人個體雖然有偏好性，但行人的動態(tài)性表現(xiàn)出很多的群集性，因此行人群有較強(qiáng)的可預(yù)測性?？捎眯袨榱δＰ蛯π腥薍elbing現(xiàn)象進(jìn)行微觀模擬，并且行人群的群集特性可用自組織現(xiàn)象解釋。Reyn?olds[3]提出聚集、排斥、速度三規(guī)則后群集運(yùn)動建立了系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型。Heppner和Grenader[4]在群集模型中提出的一個具有15個參數(shù)的隨機(jī)微分方程。T.Vicsek[5]從統(tǒng)計(jì)力學(xué)的角度提出了Vic?sek模型。

1.信號交叉口人群非理性過街

信號交叉口人群非理性過街行為可以用一個網(wǎng)絡(luò)熱詞來描述“中國式過馬路”，指的是湊夠一小撮人就可以走了，和紅綠燈無關(guān)。行為產(chǎn)生的過程是行人感知信號交叉口交通信息、大腦分析處理信息、由外因和內(nèi)因聯(lián)動產(chǎn)生交通行為。

同時這也是一種從眾現(xiàn)象，“從眾”是一種社會性的傳播行為，在這種心理的作用下，會發(fā)生個性減弱或失去個性的現(xiàn)象[6]，具體有盲從、隨從、遵從或順從的行為特點(diǎn)。從眾人群有虛張聲勢的行為表現(xiàn)，而且人群基數(shù)越大，人群中的個體表現(xiàn)越勇敢。具體在中國式過馬路現(xiàn)象中體現(xiàn)明顯，當(dāng)過馬路的人群基數(shù)較少時，大多數(shù)人便會遵守交通規(guī)則，當(dāng)基數(shù)較大且出現(xiàn)少數(shù)“領(lǐng)導(dǎo)者”后，人群心理便會產(chǎn)生變化，即人群中的個體表現(xiàn)勇敢，不顧交通規(guī)則跟從“領(lǐng)導(dǎo)者”過馬路。

交叉口信號設(shè)置不合理也是城市行人不安全行為產(chǎn)生的重要原因，當(dāng)交叉口紅燈時間太長，超過行人極限等待時間時，即使有信號控制和專人管制，大多數(shù)行人也會不顧信號控制而強(qiáng)行穿越。

2.信號交叉口人群非理性過街行為需求討論

人群非理性過街行為之所以發(fā)生的根本原因是因?yàn)樵撊巳河羞^街的需求，非理性過街需求在道路交通環(huán)境和人群過街心理的共同作用下轉(zhuǎn)化為非理性過街行為。其中人群過街需求無法改變，下面討論道路交通環(huán)境和人群過街心理兩方面的因素對非理性過街行為產(chǎn)生的影響。

2.1 道路交通環(huán)境

人群非理性的穿越信號交叉口也是在一定的道路交通環(huán)境條件下才會發(fā)生的，交叉口信號設(shè)置不合理，當(dāng)交叉口紅燈時間太長，超過行人極限等待時間時，即使有信號控制和專人管制，大多數(shù)行人也會不顧信號控制而非理性強(qiáng)行穿越。

當(dāng)車輛較少，車輛與人群的可接受間隙符合人群心理預(yù)期也會產(chǎn)生非理性強(qiáng)行穿越。

2.2 行人過街心理

行人存在從眾心理，當(dāng)人群個體數(shù)量增大，一旦有“領(lǐng)導(dǎo)者”便會引起該群體強(qiáng)行穿越，很多理性穿越的行人的心理也會產(chǎn)生動搖，忍耐時間急劇下降，產(chǎn)生非理性的穿越行為。

3.行人群體過街時間

設(shè)人行橫道長為a寬為b，共有N個要有過街的個體，每個個體的運(yùn)動速度為vi，（i=1、2、3……N），θi（t+1）為第i個個體在t+1時刻的預(yù)期行進(jìn)方向，且每個個體都可以感知自己周圍其他個體的信息。每個個體與周圍其他個體間有三種區(qū)域關(guān)系。即排斥區(qū)域、一致區(qū)域和吸引區(qū)域。設(shè)N個個體中有M個單元，每個單元都有自己單元的leader。當(dāng)N個個體中出現(xiàn)了n（n 1）個leader，n個leader便會引導(dǎo)該群體的過街行為。由群集動力學(xué)相關(guān)模型可以得到以下結(jié)論：

所有個體具有一個共同的運(yùn)動方向，只是在運(yùn)動過程中會稍作調(diào)整，這是由于受其他個體運(yùn)動速度、方向影響和該個體心理可接受間隙的影響。群體中的每個個體會根據(jù)周圍個體的運(yùn)動情況調(diào)整自己下一時刻的速率和運(yùn)動方向，個體數(shù)越多，所需leader的個數(shù)越少，系統(tǒng)同步時間越短。最后可以看成一個系統(tǒng)來討論其過街行為。系統(tǒng)速度v可用下式表示。

其中l(wèi)—過街群體長度

4.人性化行人過街交通設(shè)計(jì)

人群非理性過街行為和機(jī)動車駕駛員有各自不同的交通需求，按照以人為本設(shè)計(jì)原則，要樹立行人優(yōu)先的理念，可以從以下三個方面來解決人群非理性過街。

首先建立人群過街效用與機(jī)動車穿越交叉口效用評價(jià)體系，對實(shí)時交叉口行人和交叉口的機(jī)動車數(shù)量進(jìn)行檢測，評價(jià)兩者效用的高低，給予效用高者優(yōu)先通過權(quán)。其次實(shí)時檢測機(jī)動車的到達(dá)，在機(jī)動車到達(dá)間隙，且間隙大于行人過街時間，給予行人優(yōu)先通過。最后根據(jù)行人群體過街時間設(shè)置行人過街專用相位，滿足行人過街需求。

[1]Le Bon,Gustave,The Crowd:A Study of the Popular Mind. NEW YORK：THE MACMILLAN CO.1896.

[2]HELBING D,P MOLNáR,FARKAS I J,et al.Self-organizing Pedestrian movement[J].Environment and Planning B：Planning and Design 2001,28:361-383.

[3]Reynolds,C.W.(1987)Flocks,herds,and schools:A distribut?ed behavioral model,in computer graphics.Proc.Of SIGGRAPH'87, 21(4):25-34.

張清泉（1989-），男，河南開封人，重慶交通大學(xué)，碩士，交通規(guī)劃；

萬江云（1988-），男，重慶人，重慶交通大學(xué)，碩士，交通規(guī)劃。