行人横道间隔.docx
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行人横道间隔
公安部、建设部《畅通工程》专项基金项目
行人过街设施合理间隔研究
研究报告
《行人过街设施合理间隔研究》课题组
2001年10月28日
研究报告目录
1.1概述
1.1.1行人交通现状及主要问题
1.1.2国内外主要研究成果
1.1.3研究内容和意义
1.2行人出行特征和相关心理
1.2.1行人交通特征
（1）行人步行速度特性
（2）行人过街可穿越空档
（3）行人穿越道路等候时间
1.2.2行人空间需求
（1）行人静态空间需求
（2）行人动态空间需求
（3）行人心理缓冲空间
1.2.3行人违规的相关因素
（1）社会心理方面的原因
（2）基础设施方面的原因
（3）其他方面的原因
1.3行人过街需求分析
1.3.1步行流形成的原因
1.3.2步行出行分布特征
（1）步行出行的时间分布
（2）步行出行年龄分布特征
（3）步行出行目的分布特征
（4）步行出行职业分布特征
（5）步行出行时耗分布特征
（6）步行出行距离分布
（7）步行出行高峰小时特征
1.3.3步行出行在城市中的分布及影响因素
（1）步行主要分布地带
（2）步行出行的影响因素
（3）行人过街需求的产生和分布
1.4行人过街设施合理间隔分析
1.4.1行人过街设施有关介绍
（1）形式及简单分类
（2）行人过街设施设计通行能力
1.4.2行人过街设施合理间隔分析过程
（1）行人过街设施设置原则和基本假设
（2）从行人心理方面考虑行人过街设施间隔
（3）从司机心理及车辆行驶性能方面考虑行人过街设施间隔
（4）设施形式与设施间隔的调整
（5）从道路设计通行能力饱和程度方面考虑行人过街设施的间隔
（6）从行人过街效率方面考虑行人过街设施的间距。
1.4.3结论
1.5实例分析
1.5.1模拟环境
1.5.2实例分析过程
1.5.3实例分析的结果
1.1概述
1.1.1行人交通现状及主要问题
步行是人类最基本的交通方式，人们采用任何交通工具和任何目的的出行，其起终点总少不了步行，一般来说，人们步行都希望能自由自在，不受限制地到达目的地。
我国许多城市中心地区房屋密集、商店林立，市中心地区行人众多，川流不息。
已有的观测资料表明，我国城市步行交通在总出行量中约占40%。
而中等城市约占50%，小城市则多达60%以上。
街道上或过街行人流量都相当大，据统计，高峰小时的人流量，北京西单北大街为1.2万人；上海的延安东路、静安寺、四平路、徐家汇均在1.2—2.2万人；广州的中山路、北京路、起义路亦在0.5—1.7万人之间，武汉、重庆、南京中心地区的人流量高达0.5—2万人。
行人交通流量越来越大，但关于行人设施的规划却没有明显的改善。
行人交通成为城市交通的薄弱环节，与其他交通方式相互之间的干扰越来越大。
城市交通中对步行交通重视不够，导致出现了很多的问题，主要表现为缺乏认真的研究，缺乏系统的规划设计，车流密集、过街困难，管理不力，步行困难等方面。
1.1.2国内外主要研究成果
针对行人交通，国内外已有部分学者做了一定的研究，也得到一些成果。
比如：
美国的弗洛因在其博士论文《行人规划和设计》中，详细研究了人流的速度、流量、密度及行人占有空间等特征要素及其相互关系，提出了人行道服务水平划分建议值；以色列学者普鲁士等人对行人交通作了实地观察和理论分析，发现步行道行人的步行速度平均值在1.03—1.28m/s之间，男性的步行速度比女性要快，步行速度随人流密度增大而下降，在平均步行速度和平均行人密度之间建立了一元回归模型。
我国对行人交通的研究也有一定的成果，特别是在行人的交通特性，步行出行分布特性，行人交通流的基本原理和通行能力等方面都作了一定的总结归纳。
但是，如何把这些成果应用于实际之中，通过解决行人的需求来规划行人交通设施缺乏进一步的研究。
1.1.3研究内容和意义
城市交通中存在的一个普遍现象是行人违章穿越道路，其原因是多方面的，其中重要的一点是行人过街设施设置不合理，在有过街需求的地方没有设置过街设施或过街设施设置的间隔过大。
如何解决行人交通的实际问题，在城市交通中既满足行人的过街需求，不至于产生过大的绕行；同时，又不至于设置太多的过街设施，造成资源上的浪费，对车辆交通产生过大的干扰，实现协调行人和车辆对资源的利用，保障交通畅通的目的，具有现实的意义。
1.2行人出行特征和相关心理
行人作为交通的主要参与者，是行人过街设施的主要受益者，其行为直接影响着设施的设置。
1.2.1行人交通特征
行人交通特征表现在行人的速度，对个人空间的要求，步行时的注意力等方面，这些与行人的年龄、性别、出行目的、教养、心境、体质等因素相关，也与行人生活的区域、街景、交通状况等因素有关。
（1）行人步行速度特性
步行速度的分布范围较宽，从0.5m/s到2.16m/s，主要集中于1.0m/s到1.3m/s之间。
步行速度不仅与行人性别、年龄、出行目的有关，而且受到沿街建筑物使用性能的影响：
男性的步行速度比女性大，儿童的步行速度随机性大，老年人步行较慢；有目的出行比无目的的出行步行速度要高；结伴出行比单个行人的步行速度低。
①水平路段步行速度
各国的研究成果表明自由步行速度在0.5—1.5m/s间，平均为1.3m/s,我国规范采用1.0—1.2s/S。
②行人过街横道上的步行速度
根据国内外的大量观测研究，行人过街的步行速度较人行道上的步行速度高，原因是行人想尽快穿过车行道的危险区，表1-1列出了英、美、日三国的研究成果。
表1-1国外行人过街步行速度（m/s）
国家
类别
日本
英国
成年人
美国
交通工程学
青年（成）
儿童
十万行人调查
采用值
速度
1.2
1.52
1.22
1.4
1.6
0.9-1.0
1.2
东南大学徐吉谦教授曾对南京市新街口的行人过街速度进行观测，结果见表1-2。
表1-2南京市行人过街实测步行速度（m/s）
类别
老年人
中年人
青年人
男
女
男
女
男
女
速度
1.18-1.08
1.09-.99
1.34-1.22
1.23-1.11
1.40-1.26
1.29-1.24
从表1-2可看出，行人过街步行速度比人行道的步行速度高，但两者之间具有类似的特点：
男性比女性高，青年比老年高。
在穿过较宽的车行道时，行人的过街步行速度会发生变化，通常在前半幅怕来车时有疑虑，进入后半幅时，受赶快离开险地的心理支配，速度显然加快，表1-3对前、后半幅的步行速度作了比较。
表1-3通过人行横道前半幅与后半幅步速（m/s）
开始穿越时横道车辆情况
前半幅步速
后半幅步速
无车辆
1．44
1．58
车辆已过
1．44
1．67
车辆已停
1．60
1．70
③行人上下天桥、地道的步行速度
国外的观测研究表明，天桥、地道上行速度慢，而下行速度快，老年和妇女更加明显，我国观测出的步速和日本观测值相近，其平均值大致为0.55－0.94m/s，我国规范采用0.5－0.8m/s。
（2）行人过街可穿越空档
行人穿过无信号控制的人行横道时，需通过车辆的空档穿越。
由于道路机动车流为连续流，行人只有等到车流的车头时距超过某个值时才能过街。
车流中这个间隙时间就是行人可接受穿越空档（TPC），其中包括行人的观察及反应时间和穿过街道而不致与车辆发生冲突所需的时间，此穿越空档可按公式1-1计算：
TPC=W/Vp+Tb+Ta（1-1）
式中，TPC—行人可接受穿越空档（s）；
W—机动车道宽度（m）；
Vp—行人的步行过街速度（m/s）；
Tb—车辆通过后，行人穿行前的观察和反应时间，一般为1.5s；
Ta—行人过街后距下一辆车到达的安全间隔时间，一般为1.5s。
行人步行过街的速度是随机变化的。
不同类型的行人，不同的路面、气候条件都直接影响到过街速度的快慢。
为了研究的方便，统一取规范设计值1.2m/s。
（3）行人穿越道路等候时间
为等候机动车流中可穿越空档的出现，行人常需要有一个等待时间，行人对等待时间有个忍受的时间限度，这个时间限度称为可等待时间。
可等待时间分布范围广，平均男性为6s,女性为10s；女性的可等待时间比男性长。
不论男性或女性，随着年龄的增加，可等待时间也相应增加。
观测表明，可等待时间超过40s时，就有人冒险穿越，所以穿过人行横道的可等待时间容许限度取40s为宜。
1.2.2行人空间需求
人体下视的垂直投影面积决定着人行道的宽度等空间尺寸，也影响着人行道的实际容量。
行人空间可分为静态空间、动态空间和心理缓冲空间。
（1）行人静态空间需求
行人静态空间主要指行人的身体在静止状态下所占的空间范围，身体前后胸方向的厚度和两肩的宽度是人行道空间和有关设施设计中所必需的基本尺寸。
对我国身着棉衣的男性调查得出，95%的男性工人，肩宽小于57.9cm,肩厚小于33cm。
国外将成年男子身体所占面积模拟成一个短轴为45.7cm,长轴为61.0cm的身体椭圆，其面积大于等于0.21m2。
在拥挤状况下，行人占用空间的当量面积大多分为以下四级：
表1-4行人占用不同静态空间分级表
类别
接触区域
不接触区域
个人舒适区域
可行动区域
当量直径cm/面积m2
23.05/0.28
45.7/0.66
53.3/0.93
60.9/1.21
当行人携带有行李物品时，其所占用的空间相应增加。
（2）行人动态空间需求
行人动态空间需求可分为步幅区域，感应区域，行人视觉区域以及避让与反应区等。
男性步幅区域为66.6cm，女性为60.6cm，平均为63.7cm。
感应区域受行人知觉、心理和安全等因素影响。
通常情况下，对一个人进行观察约需2.1m的距离，在此距离下，视觉感到舒服，也适合正常速度下人的步行（后脚不易被人踩到）。
步行者以常速行走时，会在自己前面预留一个可见的区域，以保证有足够的反应时间，以便采取避让行为，这个区域可通过反应时间和正常速度相乘而得出，约为0.48—0.6m。
（3）行人心理缓冲空间
一般来说，人们对私人空间都比较重视，步行者所选择的个人空间，通常与他们的“领域”感、地位、文化、教育、民族习惯和自身形象有关。
除了在某些特殊或困难的场合，如在公共汽车上或进出口拥挤的电梯外，一般情况下，行人将会利用一切机会，争取个人空间，避免与他人身体接触。
心理学家所做的人类缓冲区域的测量实验，已经确定了个人空间的较低要求范围，约为0.22—0.26m2。
当强调舒适时，此缓冲区域变化幅度会更大，在实验中，男性与女性都选择与异性分开较大的距离，女性的身体缓冲区域面积范围在0.37—0.46m2，而男性则在0.74—0.84m2。
据国内的观测分析中，在拥挤的环境中，妇女趋向要求比男子有更大的缓冲区域，而男子对于难免的碰撞，似乎有更大的忍受力和耐心。
一般来说，成年人步行时个人空间要求为0.9—2.5m2/人，儿童个人空间要求比较小，老年人则要求比较大。
男性的空间要求比女性大；受教育程度高的人一般对个人空间要求高。
1.2.3行人违规的相关因素
行为是一种有目的、有意识的活动，人们在交通中的行为反应可概括为交通行为，即交通行为主体在交通活动中有目的、有意识的行为。
行人作为交通的主体之一，其行为主要表现为行人的出行方式及利用交通设备的情况，行人过街违反交通规则也是一种行为。
国内研究结果表明：
心理因素、基础设施、交通法规、管理力度和经济因素是造成行人违规的五大主要原因。
（1）社会心理方面的原因
社会心理是影响人们行为的一个重要因素，人们的行为往往受到社会、文化、心理等多种因素的影响和制约。
行人违章心理主要表现在下列两个方面：
①贪图便利的心理
人们的交通行为中，往往容易产生节约时间、抄近路的图便心理。
调查发现，有40.6％的行人过街时不走天桥、地道主要考虑的是“不方便”。
而调查对象在“闯红灯”、穿越栏杆时的考虑则有42.4％的人是因为“方便快捷”。
有四成以上的人违规穿行、闯红灯是为了贪图方便。
②从众心理
调查行人的统计显示，过街时不走人行天桥、地下通道和闯红灯穿越栏杆的行为随大众者则占有12.1％和5.2％。
“别人走，我也走”是他们中的大部分人的心态。
这典型反映了一种社会盲从心理，从而导致违规行为的大量发生。
这种从众心态严重的扭曲了人们的正常行为，从而使交通中的违规行为频繁发生。
（2）基础设施方面的原因
①基础设施不完善。
人行天桥等过街基础设施还不太完备，由于受人力、物力、财力等限制，基础设施建设严重滞后于交通和经济的发展。
②基础设施设置不合理。
有些路段的人行天桥、地下通道、人行横道存在着间距过大、位置偏远、设置不合理等问题，行人因此较少利用这些设施。
交通基础设施设置不规范、不合理、不完备是影响行人违章穿越的一个重要因素。
我国城市交通设施建设速度没有跟上迅速增长的交通需求，导致交通供给能力不足；同时由于一些设施建设存在着部门、地区条块分割的自我束缚，造成行人天桥、地下通道、人行横道等存在布局不合理、不完备的现象，从而使行人在使用时难以避免出现违规现象。
（3）其他方面的原因
行人违规还有其他方面的原因，主要表现为对交通法规的不理解或理解片面，社会控制力度较低，现行法规对行人违规一般不采取惩罚措施或者惩罚措施太微弱等。
总之，行人违规穿越道路的原因很多，但是最根本的一个原因是行人过街设施的不合理性。
因此，提出一套行人过街设施合理间隔的设置方法是非常必要的。
1.3行人过街需求分析
1.3.1步行流形成的原因
城市人流的形成取决于人们的出行方式，同时与城市的大小、用地布局、城市形态、人们工作及生活习惯与公共交通的方便程度有关。
在我国城市居民出行中，步行比重占有重要地位，这与我国城市的用地布局及居民工作、生活习惯有很大的关系。
步行流形成的主要原因有：
城市中，学校分布很广，学生一般都就近入学，以步行出行为主，而且出行频率高，步行比重大。
家务出行中以购物为主，我国城市商业布局历来分布范围广泛，商业服务点服务半径小，有利于步行购物，特别是我国传统生活方式中的一个特点是农贸市场都布置在居民住点附近，存在大量的短距家务步行出行。
工作人员就近午餐午休，步行出行多。
大学生大多在学校住宿，个体出行工具相对较少，存在一定的步行出行。
商业文化中心内的短距离出行以步行为主。
公交出行的客流在到站后都以步行到达目的地。
一般情况下，学校、生活服务设施、文化娱乐设施甚至就业岗位等在城市中的分布越广泛、普遍，居民越会采取步行方式出行，城市步行人流的比重就越高。
1.3.2步行出行分布特征
通过对各个城市的居民进行步行出行调查，掌握居民步行现状，并在此基础上通过对不同区域、不同时间、不同目的、不同职业和不同年龄的居民出行分析，找出居民出行的变化规律，得到居民步行出行分布特征，为步行出行预测和规划提供依据。
（1）步行出行的时间分布
城市居民出行在1天24小时中的分布，有单高峰（住宅区早上），双高峰（商业区，早，晚），三高峰（市中心商务区）及四高峰等形式。
大中城市步行出行一般有4个高峰，早上7-8点为早高峰，分布时间短，峰形陡峭，中午有两个高峰，11-12点较高，13-14点较低，晚高峰在16-18点，分布时间较长，但峰值不高，峰形平缓。
由此可以说，许多大中城市都有一个最大的高峰值在早晨，两个午高峰，一个晚高峰，这基本上构成当前大城市步行出行时间分布的特点。
（2）步行出行年龄分布特征
从我国的大部分城市的居民出行调查中，步行出行主要集中在儿童、青少年、和老年群体。
（3）步行出行目的分布特征
在各种出行目的中，上学、购物、文体采用步行方式的比例最大。
（4）步行出行职业分布特征
不同职业在步行中所占的比重较大的有小学生、中学生、家务。
（5）步行出行时耗分布特征
由于城市大小、结构布局、商业网点和学校的分布不同，居民步行出行的时耗不同，基本上都在半小时以内。
（6）步行出行距离分布
受到体力限制，步行出行距离一般都在2—3公里以内，天津小于2km的占90%，徐州小于2.5km的占98%，上海小于2.5km的占92%。
（7）步行出行高峰小时特征
所谓步行出行高峰小时特征系指高峰小时的出行时间、时长、高峰小时步行出行量占全天总的步行出行量比重。
高峰小时与峰期时长的分布，早高峰基本上在6：
30—9：
00，一般时长只有1个小时，上升快，下降快，峰形陡峭，南方城市峰期早，多在8点以前，北方较晚，多在8点以后；晚高峰多在16：
00—19：
00，时间长多为2小时，峰形较平缓；中午峰多在11：
00—14：
00，峰形平缓，有的明显有11：
00—12：
00和13：
00—14：
00两个高峰值，峰形不高。
1.3.3步行出行在城市中的分布及影响因素
（1）步行主要分布地带
现状中，城市中步行人流主要集散地点是学校、市中心、商店、购物中心、对外交通车站、公交换乘枢纽和居住区内。
学校、市中心、商店、购物中心地区步行者速度较慢，持续时间长，聚集的人流密度大，因此需设置较宽敞的人行道，较多的人行横道、人行天桥和地道。
（2）步行出行的影响因素
步行出行的直接原因与城市布局和出行目的相关，一方面是整个城市配套设施布局较为合理，另一方面人们的购物、游憩、锻炼和社交等不带有强制性的出行比例增大。
在合理的出行距离内人们都采用随意性的，不受时间约束的步行方式。
另外，由于人行天桥等设施对自行车出行造成了不便，一些居民的出行从自行车方式改为步行方式。
（3）行人过街需求的产生和分布
行人如果采用步行出行，免不了的是要穿越道路，所以步行出行的分布特征相应也为过街需求研究提供一定的依据。
现在城市道路网络四通八达，整个城市被路网切割成一个个格子，如果步行出行的起终点不在同一个格子内，行人过街需求就产生了。
过街需求到处都可能存在，但需求较大的地方还是比较有规律的，下列地点附近的道路往往就有较大的过街需求：
能吸引大量顾客的大型购物中心，超市；位于主要交通枢纽旁的市民休息广场（如南京的鼓楼广场）；各种影剧院、展览馆等文化设施场馆；公交站旁，大量由公交带来的步行客流需要穿行过街；商业步行街（如南京的湖南路）。
上述的五种地点中，前4种行人过街带有集中性，只分布在相应点的四周，最后1种是行人过街需求沿线均匀分布；行人流在时间的分布上，第4种情况相对来说时段性不太明显（深夜与凌晨除外），其他情况下带有明显的时段性。
1.4行人过街设施合理间隔分析
1.4.1行人过街设施有关介绍
（1）形式及简单分类
①人行横道
指定为行人过街的通道，有条纹式（斑马式）人行横道线和平行式人行横道线。
人行横道的宽度为人行道的1.5倍，我国城市道路设计规范为4m。
②人行信号灯
一般在信号控制交叉口及非支路路段中间和干道优先交叉口越过干道（相当于路段中间）的人行横道处都应设置人行信号灯。
信号控制交叉口人行信号灯一般按信号灯组的配时统一安排，采取固定配时；路段中间人行横道信号灯，国外多采用行人按钮式信号灯，它实际上是一种半感应信号；在某些特殊地方，如有大量小学生过街的地方，应设置人行信号灯。
③人行天桥与人行地道
人行过街天桥及地道是一种昂贵的行人立交过街设施，但是一种最彻底的人车分离设施，可消除大部分的人车冲突。
由于天桥及地道需要较大的投资，同时行人过街必须上下天桥或进出地道，增加不便。
因此，在确实需要设置的地方设置天桥和地道，才能使投资见到交通效益，不然，反而会引起行人在天桥或地道之前乱穿马路。
为了研究的需要，根据各种行人过街形式与地面机动车交通的相互关系，将这几种形式主要分为两大类：
一种是与地面车流形成干扰的平面形式，如人行横道和人行信号灯,称之为平面行人过街设施；一种是与地面车流相分离的立体形式，如人行天桥和人行地道，称之为立体行人过街设施。
（2）行人过街设施设计通行能力
行人过街设施设计通行能力的确定，一般是通过计算设施的理论通行能力，然后修正为设施的可能通行能力，最后得到设施的设计通行能力。
《交通工程手册》对行人过街设施的设计通行能力的确定介绍如下：
理想条件下，各种过街设施的基本通行能力，可按式1-2计算：
Nbw=3600Vp/Spbp（1-2）
式中，Nbw——1米宽行人过街设施基本通行能力（人/h•m）；
Vp——行人在过街设施处的步行速度（m/s）；
Sp——行人行走纵向间距（m）；
bp——行人横向间距（m）；
由于横向干扰不同，人行速度变化大，行人过街设施可能通行能力采用0.5—0.7的综合折减系数（车站码头的人行天桥、人行地道干扰较大，采用0.5，其余采用0.7）。
由于行人过街设施所处的地位和不同服务水平的要求，行人设施的设计通行能力可用折减系数修正如下：
全市性的车站、码头、商场、剧院、影院、体育场馆、公园、展览馆及市中心区行人集中的人行横道、人行天桥、人行地道等设计通行能力的折减系数为0.75。
商场、商店、公共文化中心及区中心等行人的人行横道、人行天桥、人行地道等设计通行能力的折减系数为0.80。
区域性文化商业中心地带行人多的人行横道、人行天桥、人行地道等设计通行能力的折减系数为0.85。
支路、住宅区周围道路的人行横道设计通行能力的折减系数为0.90。
具体结果见表1-5：
表1-5人行横道、人行天桥、人行地道设计通行能力
折减系数
0.75
0.8
0.85
0.9
人行横道
2000
2100
2300
2400
人行天桥、地道
1800
1900
2100
车站码头的人行天桥、地道
1400
1.4.2行人过街设施合理间隔分析过程
（1）行人过街设施设置原则和基本假设
①设置原则
行人是过街设施交通流中的主体。
行人过街设施是否能够发挥其预期的效能，关键在于它是否能够满足使用者的便捷心理，并对机动车交通造成的干扰不大。
因此，行人过街设施设置应满足以下原则：
A整体性原则
设置行人过街设施时，不能只考虑某一交叉口或者路段的人流，必须对行人源范围内的人流通盘考虑。
B适应性原则
必须从行人的使用心理出发，设置行人过街设施，真正发挥其作用。
C定量与定性分析相结合原则
定性指的是确定设置行人过街设施的必要性，并宏观确定行人源的范围；定量指的是利用确定的行人源范围，提出设施的形式与间距。
D时间最优原则
必须优先体现使用者的便捷心理，也就是时间观念。
E协调性原则
必须将行人和机动车一起考虑，协调两者的关系。
②基本假设
行人过街设施分为两大类：
平面过街设施和立体过街设施。
在平面过街设施中，行人与机动车互相干扰，关系复杂，而立体过街设施不存在相互干扰问题，着重分析行人平面过街设施间距的确定问题。
有关基本假设如下：
行人流沿道路两侧均匀分布；
行人流和机动车流到达符合泊松分布；
行人等候车辆可安全穿越间隙的时间超过一定值时，应考虑设置行人过街设施。
假设此时车辆的到达服从泊松分布，行人穿越车行道的宽度为W,车流量为Qv,设行人过街速度为Vp,行人横穿道路所需的最小时间（行人可接受安全穿越空档）为TPC，为了保证行人在TPC时间内安全穿越，道路上行驶车辆的车头时距必须大于TPC，而大于TPC的车头时距出现的概率按式1-3计算，则一个小时内行人能横穿的次数Nc,可按式1-3计算：
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