基于熵值法的行人过街设施分析评价及优选

２０１４年８月第８期　城市道桥与防洪　道路交通６１　基于熵值法的行人过街设施分析评价及优选　曹冠军　（无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡２１４０７２）　

摘要：步行交通是城市交通系统中的重要组成部分。该文分析了行人过街设施的三种类型，人行横道线、人行天桥及人行地　道，在此基础上，分析了过街设施的现状问题。最后选取了等待时间、绕行距离、安全性、对交通流的影响等１３项指标，应用熵值　法对这三类过街设施进行综合评价，并应用于实例，结果表明该方法具有一定的实用性。　关键词：过街设施；熵值法；人行横道；人行天桥；地下通道　中图分类号：Ｕ４９１．２＋３５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—７７１６（２０１４）０８—００６１—０３　

０　引言　２００９年统计数据表明，步行和自行车交通方　式仍是居民出行的主要方式，占总出行方式的　６０％ｔ”。尽管近些年随着轨道交通的发展和私家车　保有量的提升，步行交通方式的比例有所降低，　但仍是城市交通系统中重要的一部分。统计数据　表明，在我国发生的交通事故中，由行人违章造　成的事故约占１５％ｔ２￣，在行人交通事故中，行人　过街事故是最主要的事故形态，行人过街设施的　重要性不言而喻。行人过街设施分人行横道（斑　马线）、人行天桥和地道三种主要形式，根据国　内外交通专家的研究结论，和立体过街形式相比　较，灯控平面形式的过街更受市民欢迎。　现代交通理念提出，在城市道路设计及建设　中，要更多地考虑舒适、便捷的人性化，在城市　的中心地区，不宜过多关注道路通行能力，片面　强调小汽车的通行效率，应把“过街行人免遭伤　害”作为主次干路过街设施规划设计的重要目标　与依据。因此，笔者分析了现有的三种过街设　施，并选取指标进行评价以合理地确定过街设施　型式。　１　行人过街设施类型　行人过街设施主要分为三大类，即从时间上　对车辆和行人进行隔离的灯控交叉口人行横道线　及从空间上对人、车进行隔离的人行天桥和地下　通道。　１．１人行横道线　人行横道指的是在车行道上用斑马线等标线　或其他方法标示的规定行人横穿车道的步行范　收稿日期：２０ｔ４—０２—２７　作者简介：曹冠军（１９８１一），男，河北保定人，工程师，从事市　政道路工程设计工作。　围，是防止车辆快速行驶时伤及行人而在车行道　上标线指定需减速让行人过街的地方。对于人行　横道线，行人过街是一个“刺激一反应”的过程，　当信号相位显示行人可通行时，外部刺激传输至　大脑，大脑作出过街的反应。　

一般情况下，只要行人和车辆都能够遵守交　通规则过街是安全的。但有些路段车辆通行信号　与行人通行信号存在重叠的情况，即行人和车辆　可同时通行，存在交通冲突点和交通事故发生的　可能性，因此，交通参与者应顾及其他参与者的　行为。此外，当人行横道超过１５　ｍ时，一般应　设置安全岛，供不能一次通过马路的行人暂时停　留使用【　。　１．２人行天桥　人行天桥又称人行立交桥。一般建造在车流　量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁　路上面。人行天桥只允许行人通过，用于避免车　流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿　越，提高车速，减少交通事故。天桥一般直接裸　露在外，当气候恶劣时，行人想尽快到达街对面　而不愿绕行，对它的利用率会比较低。　１．３地下通道　地下通道设置在交通比较拥堵复杂的交通体　系中，行人能大量、快速、安全地通过，解决了　大城市内的行人交通拥挤和安全问题，同时起到　了美化城市的景观作用。但地下通道的通风设　备，以及照明状况对行人是否愿意有效地利用起　着很大作用。当通风设备较差的时候，通道内往　往空气污浊，令人感到很不舒服，或者照明昏　暗，使人心理上产生不安全感。这都直接影响行　人对地下通道的利用ｆ３】。　行人过街设施在设计及使用中均存在一些不　足。设施的不足降低了它们的使用率，增加了行　６２　道路交通　城市道桥与防洪　２０１４年８月第８期　人过街事故率，同时造成资金的浪费。　２行人过街设施问题分析　在城市交通规划设计时，设计人员往往更多　地照顾车辆交通，考虑如何减少行车延误，提升　路网服务水平和汽车运行效率，从而忽视了步行　交通的重要性，导致行人过街事故频发，具有较　大的负面影响。行人过街设施在设置上有很多不　合理现象，笔者将从以下几个方面分析行人过街　设施所存在的问题。　（１）路段过街设施位置设置不合理。路段行人　过街设施在选址时要在调查的基础上进行分析，　过街设施应设置在行人过街次数频繁且行人、机　动车流量大的路段。对于位置设置不合理的过街　设施，行人过街较多地选择直接横穿道路，不仅　影响交通流正常通行，且由于设施利用率低造成　资金浪费。　（２）人行横道未施画或磨损严重。人行横道　线一方面能引导行人安全穿越道路，另一方面警　示驾驶员低速行驶，给行人过街提供安全保障。　而横道线作为一种涂料，在车辆日常的行驶磨耗　下导致标线磨损严重，从而对驾驶员的警示作用　下降，存在较大危险。　（３）信号设计更偏向于车辆交通，导致行人　过长的等待。Ａｓａｂａ．Ｍ［４Ｊ的研究表明，行人过街等　待的不耐烦峰值大约为４０～４５　Ｓ，而不耐烦感在　２１～２８　ｓ时即已开始产生。当行人感到不耐烦　时，倾向于寻找车流空档过街，由此带来了较多　的危险。对于信号控制交叉口，信号相位设计应　同时考虑行人和车辆交通，保证通行畅通的情况　下，尽可能缩短信号周期。　（４）立体过街设施日常维护少。立体过街设　施是行人穿越道路的通道，因此有许多小摊小　贩，并带来了较多垃圾，这在一定程度上降低了　通道通行能力，降低了吸引力。此外，对于地下　通道，若夜间的照明度暗，也会在一定程度上降　低行人的选择概率。　（５）缺少行人过街安全岛。对于行人流量大　的路段通常设置有行人二次过街信号灯，但过街　的设施不完善，如缺失防护栏、安全岛等。这将　造成行人二次过街等待时暴露于机动车流之间，　对行人的安全性产生很大威胁，同时干扰机动车　的行驶，影响路段交通秩序【　。　３过街设施评价指标的选取　对行人过街设施的类型进行比较评价并选择　较合理的设施型式，首先选取影响型式选择的指　标，笔者根据过街设施设置的影响因素，选取了　等待时间、绕行距离、安全性、对交通流的影　响、舒适性、设施维护难度、经济性、行人的喜　好度、综合过街时间、通行能力、夜间照明、对　城市景观的影响、是否具备建设梯道条件这ｌ３个　指标。　上文提出Ａｓａｂａ．Ｍ［４］在日本的研究成果表明，　行人等待过街的不耐烦时间峰值为４０～４５　Ｓ。宇　宙野［６１在日本的交通调查结论表明，行人可接受　的绕行距离仅为２０　ｍ左右，因而当人行横道间　距为４０　ｍ左右时，行人更乐于使用人行横道。　郭宏伟，熊辉【，】在北京的问卷调查中表明，３７．６％　的行人可接受绕行距离不大于５０　ｍ，６０．９％的行　人可接受５０—２００　ｍ，只有１．５％的行人愿意绕行　２００　ｍ以上。此外，保障行人过街的安全及减少　行人过街对交通流的影响是过街设施设置的首要　条件。因此，过街设施的选型应首先考虑行人的　等待时间、绕行距离、安全性、对交通流的影响　这些指标。　此外，舒适性、设施维护难度、经济性、行　人的喜好度、综合过街时间、通行能力、夜间照　明等指标也在一定程度上影响着行人对过街设施　的选择，对设施的选型存在一定影响，因此，　笔者将这些指标也作为过街设施型式优选的评价　指标。　

４过街设施类型评价及优选　４．１熵值法概述【删　’在信息论中，熵是对不确定性的一种度量。　信息量越大，不确定性就越小，熵也就越小；信　息量越小，不确定性越大，熵也越大。根据熵的　特性，可以通过计算熵值来判断一个事件的随机　性及无序程度，也可以用熵值来判断某个指标的　离散程度，指标的离散程度越大，该指标对综合　评价的影响越大。　设有ｍ个待评方案，ｎ项评价指标，形成原始　指标数据矩阵　＝（‰）　，其中　≥Ｏ，０≤ｉ≤ｍ，　０≤　≤ｎ。对于某项指标，不同方案的指标值　差距越大，则该指标在综合评价中所起的作用越　大；如果某项指标在不同方案里的指标值全部相　等，则该指标在综合评价中不起作用。　用熵值法进行综合评价的步骤为：　（１）将各指标归一化，计算第．／项指标下第ｉ个　方案指标值的比重Ｐ　：　２０１４年８月第８期　城市道桥与防洪　道路交通６３　ｐ　＝｝　∑　

（２）计算第　项指标的熵值　：　ｅｉ＝－ｋ　ｐ　ｌ印　、ｎ　

其中，ｋ＞０，　定的　全部相等，　即：　ｅｊ￣＞０，ｐｏ＝　。若　对于给　∑　

那么ｐ　＝　，此时　取极大值，　

∑ｉ＝１　ｍ　ｌ嗉＝ｋｌ啪　（３）　

若设：　＝ｌｎ　，于是有０≤ｅ　≤１。　ｍ　（３）计算第　项指标的差异性系数　：　

定义差异性系数苟＝１一ｅｊ，则当　越大时，指　标越重要。　（４）定义权数　：　

ｍ＝—＆一　（４）　∑苟　ｊ＝ｌ　（５）计算综合评价分值：　

∑　ｐ　（５）　ｊ＝ｌ　４．２实例分析　

重庆市某交叉口未设置过街设施，行人随意　横穿道路现象频繁，诱发了大量行人交通事故，　因此，拟在此路段规划建设行人过街设施。由于　该交叉口车流量、行人流量均较大，且交叉口辐　射７０　ｍ范围以内建筑物较多，不具备建设梯道　条件。　在选定过街设施型式前，邀请了五位交通方　面的专家对设施的选址地进行调研，获取车流　量、行人流量等数据，进行分析后获得各指标对　设施的评价分值，得到平均值见表１所列（以１　为分值评判基础，根据方案相对各指标的优劣在　ｌ的上下取值，取值区间为［０．５，１．５】）。　按照公式（１）～（５），对以上的数据进行分析，　得到各行人过街设施的综合评价分值为．ｓ横道　＝０．２９９，Ｓ天桥＝０．３６７，Ｓ地道＝Ｏ．３３３。根据以上的　计算结果可知，该交叉口区域行人过街设施型式　应设置人行天桥。　

表１各指标对过街设施的取值一览表　５结论　行人交通是我国城市交通的重要组成部分，　同样行人过街设施也是城市交通设施的重要组成　部分。当前行人过街设施在设置上存在不少问　题，这在一定程度上降低了过街设施的使用率，　造成建设资金的浪费。本文在分析现存问题的基　础上，选取指标应用熵值法对三种类型的过街设　施进行综合评价，最后优选出最合适的型式，这　能避免过街设施在设置上的一些问题，使用意义　大。　

参考文献　【１】ｈｎｐ：／／ｗｗｗ．ｇｏｖ．ｅｎ／ｊｒｚｇ／２ＯＯ９－Ｏ９／Ｏ２／ｅｏｎｔｅｎｔ＿１４０７５５４．ｈｔｍ　【２］谢才振．中国尴尬的世界第－－ＩＮ］．北京晨报，２００５—１１－０４．　【３】钟涛．对行人过街设施及事故的研究［Ｊ】＿交通标准化，２００５，（６）：　１０１－１０４．　【４］Ａｓａｂａ　Ｍ，Ｓａｉｔｏ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｈａｓｅｌｎｄｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　【Ａ］．Ｎｉｎｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ　Ｒｏａｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｂａｋｅｒ＆Ｔａｙｌｏｒ　Ｂｏｏｋｓ．１９９８．１８２－１８５．　【５】杨亦慧，朱艳茹，李晓蔚．路段行人过街设施问题实证研究［Ｊ］．　交通运输系统工程与信息，２０１１，１１（１）：２１５—２２０．　【６】易汉文．浅议城市道路人行过街横道的合理布设『Ｊ］．华中科技　大学学报（城市科学版），１９８９，６（１）：２９—３３．　［７】郭宏伟，熊辉．行人过街设施选择偏好研究［Ａ］．赵胜川，王生　武，胡祥培．交通与物流・第六届（２００６１交通运输领域国际学术　会议论文集［Ｃ］．大连：大连理工大学出版社，２００６：６００—６０５．　【８】游达明，许斐．熵值法在区域旅游业经济效益评价中的应用［Ｊ］．　中南大学学报（社会科学版），２００３，９（５）：６４１—６４３．　【９】冯端，冯步云．熵［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９２．