Transportation Research Part F 31 (2015) 124–132
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Transportation Research Part F
j o u r n a l h o m e p a g e : w w w . e l s ev i e r . c o m / l o c a t e / t r f
Illegal crossing behavior of pedestrians at signalized intersections: Factors affecting the gap acceptance
Pelin Onelcin , Yalcin Alver
Ege University, Department of Civil Engineering, Izmir, Turkey
a r t i c l e i n f o
Article history:
Received 11 April 2014
Received in revised form 17 March 2015 Accepted 20 April 2015
Available online 16 May 2015
Keywords:
Illegal crossing
Distance gap
Safety margin
Crossing time
Signalized intersection
a b s t r a c t
Purpose of designing crosswalks is to allow pedestrians to cross the roads safely avoiding conflicts between pedestrians and motorized vehicles. However, pedestrians do not always comply with the crossing rules, whether it is timing (signalization) and/or location (cross-ing facility). An observation survey of illegal crossings was conducted at six intersections in Izmir, Turkey to determine the distance and time gap perception of the pedestrians for safe road-crossing within the 25 m of the crosswalk. Each intersection was observed on week-days during afternoon (12.30–13.30) and evening peak hours (17.00–18.00). Totally, 444 illegal crossings were observed at all intersections. Data were analyzed playing the video recordings in office. All roads were consisted of two lanes. In this study pedestriansrsquo; illegal crossing behavior at signalized intersections depending on the position of the oncoming vehicle is of interest. Safety margins and crossing times of the pedestrians were also reported. Position of the vehicle was determined for the first lane at the instant the pedestrian stepped the lane. Pedestriansrsquo; distance gap perception was categorized into five groups depending on the position of the oncoming vehicle which are; vehicle is within the 25 m of the crosswalk, vehicle is within the 25–50 m of the crosswalk, vehicle is within the 50–75 m of the crosswalk, vehicle is just beyond 75 m, and vehicle is out of field of view. Factors affecting the distance gaps, safety margins and crossing times were analyzed by ANOVA. The most significant effect was the vehicle speed in all analysis. Pedestrians based their decision of crossing on distance rather than time gap.
2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
1. Introduction
Pedestrians constitute the vulnerable part of the road users worldwide. About 1.24 million road traffic deaths occur each year around the world which makes road traffic injuries the eighth leading cause of death globally. More than 270,000 pedes-trians die annually in road traffic crashes, that is, 22% of all road deaths (World Health Organization, 2013). The death rate of pedestrians is by itself shows the importance of pedestrian safety. However, especially in developing countries pedestrians have long been treated as a second degree component of traffic. What is pleasing is this understanding has started to change.
Pedestrians experience several processes when crossing a road. However the fundamental point is their ability of determining the available time and relating it to the time needed to cross (Lobjois amp; Cavallo, 2007). Each pedestrian has his/her own critical gap to accept or reject crossing. Crossing starts when the pedestrian chooses the most appropriate gap s/he per-ceives. This choice can be affected from several factors such as age, size of pedestrian group, vehicle speed, and vehicle type.
Corresponding author. Tel.: 90 232 311 50 44. E-mail address: pelin.onelcin@ege.edu.tr (P. Onelcin).
http://dx.doi.org/10.1016/j.trf.2015.04.007 1369-8478/ 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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P. Onelcin, Y. Alver / Transportation Research Part F 31 (2015) 124–132 |
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Intersections are dangerous due to the high risk of pedestrian–vehicle interactions. Though signalized intersections reduce the risk of pedestrian–vehicle conflicts yet the risk still exists. Unfortunately, assuming all pedestrians comply with traffic rules would only be in an imaginary world. Observation surveys showed that pedestrians prefer making illegal cross-ings instead of waiting for the green light (Keegan amp; Orsquo;Mahony, 2003) or they prefer crossing outside the crossing facility in order to minimize their walking distance (Eliou amp; Galanis, 2012). Pedestrians making illegal crossings either cross against the lights or away from the lights (Lange, Haiduk, Schwarze, amp; Eggert, 2011).
The present study was conducted to examine the effects of age, gender, crossing individually or as a group of pedestrians, carrying stuff and the speed of oncoming vehicle on gap selection. Gap can be defined in terms of distance and time. This study aimed to find the time and distance gap perception of pedestrians using real-world observations at six signalized inter-sections in Izmir, Turkey. Each intersection was observed on weekdays during afternoon (12.30–13.30) and evening peak hours (17.00–18.00) using six video cameras. Safe distance gap perception was determined for each lane at crossing facility belonged one of the five groups; vehicle is within the 25 m of the crosswalk, vehicle is within the 25–50 m of the crosswalk, vehicle is within the 50–75 m of the crosswalk, vehicle is just beyond 75 m, and vehicle is out of f
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行人在信号交叉口的违章穿越行为：影响行人违章的因素
摘要：设计人行横道的目的是为保证行人穿越道路时的安全避免，行人和机动车之间的冲突。然而,行人穿越并不总是遵守规则,包括信号计时的规则和过街设施的位置等规则。观察和调查行人违章过街的交叉口是在土耳其伊兹密尔选取的过街时间和过街距离有一定的差距的人行横道长度在25米之内的交叉口。每个交叉口的观察在工作日下午(12：30 --13：30)和晚上高峰时间(17：00 --18：00)。在调查中共444个违章过街的行人信息被采集，并对采集的违章过街行人的视频数据进行了分析，所有调查的交叉口的道路都是由两个车道组成。在这项研究中信号交叉路口的行人的违章过街行为取决于迎面而来的车辆的位置。笔者调查了行人会采取违章过街的穿越人行横道需要的时间和迎面来的车辆的位置，行人会违章过街的迎面来的车辆的位置是在当时行人所处车道前的第一个车道的车辆的位置。根据迎面来的车辆的位置的不同，行人的距离的感知可以分为五类：车辆在行人的25米内的人行道,车辆在行人的25 - 50米内的人行横道,车辆在行人的50 - 75米的人行道,车辆是在行人的75米之外的人行横道和车辆是在行人的视野视野之外的人行横道。对距离差距、安全边距和穿越时间等影响行人违章过街的因素用单因素方差分析做了分析研究，分析结果表示，最显著影响行人采取过街决定的是迎面来车的车速。行人做出是否违章穿越的决定主要基于穿越距离的差距，而不是穿越时间。
1.前言
行人是道路使用者中比较弱势的一个群体，每年在世界各地大约有124万人死于道路交通事故,使道路交通伤害成为全球第八大死因；每年超过27万行人死于道路交通事故,是交通事故死亡人数的22%(世界卫生组织,2013年)。行人的死亡率很明显的揭示了行人安全的重要性，然而,在发展中国家一直把行人交通作为后于车辆交通考虑的第二个层次的组成部分，值得庆幸的是这种理解已经开始改变。行人穿越道路时要经历几个过程，然而基本的观点是他们的能力决定他们穿越道路所需要的时间（Lobjois amp; Cavallo, 2007）。每个行人都有自己认为的合适的可以开始过街的距离，当行人与车辆间的距离为行人自己认为的最适当的差距时，行人开始穿越人行横道。而行人选择的开始穿越人行横道的距离又受以下几个因素的影响,比如行人的年龄大小,车辆速度和车辆类型。
十字路口是危险的，由于十字路口存在高风险的车辆与行人的交互。尽管信号交叉口的信号控制减少行人与车辆冲突的风险,但风险依然存在。不幸的是,假设所有行人遵守交通规则只会在一个虚构的世界，也就是说，很大的一部分行人会违反交通规则过街。观察调查表明,行人更喜欢违章过街而不是等待绿灯(Keegan amp; Orsquo;Mahony, 2003)，或他们为了减少步行距离，喜欢穿越十字路口设施之外的地方过街(Eliou amp; Galanis,2012)。行人违章过街分为行人在交叉口不按信号灯指示过街和不按照交通设施指示过街在不能过街的地方过街(Lange, Haiduk, Schwarze, amp; Eggert, 2011)。
目前的研究中进行研究的主要有年龄,性别,穿越行人的单独或作为一个群体,背着东西与否以及迎面而来的车辆的速度差距对行人违章过街的影响。差距可以定义为距离和时间。本研究旨在用真实世界的伊兹密尔,土耳其作为观察对象分析在六路交叉口过街所需时间和来车与自身的距离对行人违章的影响。每个路口在工作日下午（12：30 - 13：30）和傍晚高峰时段（17 ：00- 18:00）使用六个摄像机进行拍摄。根据安全距离感知差距和将交叉口的人行横道分为五组;车辆在25米内的人行横道,车辆在25 - 50米内的人行横道,车辆在50 - 75米的人行道,汽车是在75米之外的人行横道河在车辆的视野之外的人行横道。由Rauml;sauml;nen, Lajunen, Alticafarbay, 和Aydin在2007年做的一个研究中观察了迎面而来的汽车在25米内的状况下的行人过街情况，初步研究中观察到的主要部分是非法过境点25米内的人行横道行人的违章过街情况支持Rasanen等的研究。
感知的差距的研究通常是在虚拟环境中进行(Liu amp; Tung, 2014; Lobjois amp; Cavallo, 2007; Oxley, Ihsen, Fildes, Charlton, amp; Day, 2005),一些研究现实世界的数据只用于计算安全边际(Koh amp; Wong, 2014; Zhuang amp; Wu, 2012)。
本研究的目的是找到行人是否接受交叉口的交通规则的距离或时间差距,并揭示因素(年龄、性别、车辆速度,等等)对行人在交叉口的违章与否的选择的影响。非法过境点(穿越远离灯光)在25米的人行道被检查,安全的通过率,距离差距,迎面而来的车辆类型和车辆的速度从录像中提取。获得的数据被用作变量方差分析(方差分析)来研究哪些因素是影响行人选择是否穿越人行道的和穿越所需时间的。
- 文献综述
什么时候选择穿越人行横道涉及临界间隙的问题。公路通行能力手册2010（HCM，2010）定义了临界间隙“在几秒钟内，行人不会试图开始过马路。如果能用间隙大于临界间隙，则假定行人会交叉，但如果可用的间隙小于临界间隙，则假定该行人不会交叉。”楚和Baltes（2001）定义了临界间隙和跨越时间的安全边际。穿越时间是行人穿越一条特定的街道所需要的时间，安全边际是一个行人穿越交叉口的时间和下一个车辆到达交叉点的时间的一个时间差，三个部分即供应的差距、穿越时间和安全边际限制着行人的穿越行为。
Brewer, Fitzpatrick, Whitacre和Lord进行了一项在七个州的42个地点观察和调查行人的行为的研究，并且他们试图评估不同的行人在过街时的可接受间隙，适当的间隙的选择取决于行人判断的车辆的速度和避免与车辆交叉的穿越交叉口的可用的时间。一个显着的发现是，行人一次只专注于一个车道，而不像一般的假设，行人过马路前要等待所有车道的有一个足够的差距的优势。相反地，Brewer、Yannis等人发现，从迎面而来的车辆的距离是一个更好的决定间隙接受的因素，而不是车辆的速度。其他影响行人的可接受间隙和与接受间隙相关的被发现的因素有非法停放车辆和迎面而来的车辆的大小。
有限的以往的对认知的差距的研究主要集中在年龄的影响(Connelly, Conaglen, Parsonson, amp; Isler, 1998; Dommes, Cavallo, Vienne, amp; Aillerie, 2012; Liu amp; Tung, 2014; Lobjois, Benguigui, amp; Cavallo, 2013; Lobjois amp; Cavallo, 2007, 2009; Oxley, Fildes, Ihsen, Charlton, amp; Day, 1997; Oxley et al., 2005). Oxley(1997)等人研究了年龄因素在穿越单向道路和双向道路两种情况的不同影响。他们录制了录像，并分析了80名年轻人和80名老人在道路交叉口过马路的差别，结果表明，在双向分割的道路上，年轻的行人的间隙（51.3米）明显低于老年行人可接受间隙（69.1米)；尽管老的行人比年轻人的可接受间隙长，但因为老的行人低估了他们的穿越时间，老的行人的安全选择却少了些。在单向道路上，青年和老年行人的穿越行为与双向道路相似，老年行人的平均接受间隙为134.1米，而年轻人的平均接受间隙为119.2米。 作者做了第一项研究，调查的道路复杂度和现实世界中的接受差距之间的关系。Connelly（1998）等人的研究对5到12岁的48名学龄儿童做了关于过马路时距离的临界差距的调查。孩子们表示,他们对跨越街道说“不”的动机是要跨越的距离,尽管大约三分之一的儿童考虑距离和迎面而来的车辆的速度。Liu 和Tung （2014）做了以一个模拟为基础的研究调查，针对的是年龄、时间差距、调查时间在一天中所选的时段以及接近车辆的速度对行人过马路的决定的影响。他们使用预先录制的视频，并显示他们十六个年轻的行人（24岁）和十六名老年人的行人（61至79岁），其中一辆车正从左边靠近他们并要求参与者指出，他们认为他们将安全地穿越马路的最后时刻。为使交叉决策的特殊形式的主要决定因素是距离的差距，作者采用Oxley（2005）等人的安全边际是行人穿过交叉口所需要的时间和实际情况可供参与者通过交叉道路的准确的时间的一个差值的定义，年轻行人的安全边际和老年人的安全边际分别是0.40和0.49。一个积极的迹象表明，穿越这交叉的道路是安全的，而一个负面的迹象表明，低估了穿越道路所需的时间，车辆速度的增加造成了安全过街率减小。
Oxley（2005）进行了2个实验，探讨在模拟道路交叉作业时，年龄对选择安全的过街时间差距的影响，参与者被分为三个年龄组:30-45岁（年轻人），60-69岁（青年人），75岁及以上（老年人），结果表明，穿越道路的决定主要依赖于距离的差距，而不是时间差距。老年组（10%～40%）只根据距离间隙做了不安全的决定，他们甚至不能连续第穿越道路。对于所有年龄段的行人，距离是决定是否此时穿越的主要因素，青年人的安全边际在0s和2s之间，老年人的安全边际则高达10秒。
Lobjois和Cavallo（2007）的研究集中在年龄、车辆行驶速度和可用时间的限制间隙接受的决策方面的影响。在实验中，时间约束与图像的显示时间有关。如果参与实验的行人被要求看到一个场景后立即反应，这意味着时间约束对参与人是强加的，他们的实验类似于Oxley等人在2005年的实验。迎面来的车辆速度的增加会导致更不安全的决定，速度对时间差距有着显著的影响，随着速度的增加，迎面来的车辆从远处行驶到行人所在位置的时间间隔减少，在更高的车速的情况下，老年的行人接受了较低的时间差距。作者决定扩展他们的研究，以确定与年龄相关的差异的来源是否与测试特性相关。他们用一个步行穿越马路的任务，观察行人如何校准他们的感知与他们的行为，并调查他们如何根据可用于穿越马路的时间的不同来调整他们的穿越马路的行为。本研究所用的仿真设备与2007年其他人的研究中所用的设备是相同的。一个可接受性较高的时间差距出现在70岁和80岁之间的年龄组的行人中，这样的可接受的时间间隙换算为可接受的车速如下，4.09秒的时间间隙换算为迎面来的行车速度为40公里/小时，3.68秒为50公里/小时和3.5秒60公里/小时。安全边际也随速度的增加而下降。青年组间相似的平均时间间隔的选择是根据作者以前的研究结果（Lobjois和卡瓦略，2009）。安全边际也随速度的增加而下降。青年组间相似的平均时间间隔的选择是根据作者以前的研究结果（Lobjois和Cavallo，2009）。
Lobjois（2013）等人在交互式的街道交叉口调查行人行为。他们的目标是确定在迎面来的车辆在平均时间间隔内行驶到行人面前时，位置间隙对行人选择进入的交通流以及决定自己的穿越道路的行为的影响。行人参与者会决定穿过一条路，当他们认为它安全的时候，这个安全的范围大概是安全余量为1.81秒当行车速度是60公里/小时，安全余量是2.29秒当行车速度是40公里/小时时。随着行人等待时间的增加，所接受的时间差距逐渐减小。在间隙尺寸的减少并没有导致风险增加的情况下，参与者会选择更好的穿越的间隙；结果表明，交通流允许参与者对差距进行比较，并选择一个合适穿越的差距。
在Dommes（2012）等人的研究中发现老年的行人发生致命的事故的比例很大，故此他们研究了是否有任何训练能改变老行人的知觉，以让老年行人选择足够的间隙供安全跨越。他们使用模拟器为基础的培训，一组为年龄范围从65岁到83岁的20个行人。训练的结果表明，老年学员采用较高的安全边际，可以做出更安全的决定，并训练后能比训练前少做不安过街决定。
Zhuang 和 Wu（2012）在他们的研究中旨在探讨在无人盯防的道路上安全的相关因素以及这些因素的相关关系，更大的群体在安全性方面有积极的作用，而较高的运行频率有消极的影响。这条路有六条车道，因此有六条安全边际。作者采用了六个安全边际中最小的值，当穿越道路的行为在车辆类型的基础上分析时，研究发现，行人认为小汽车车比公交车更安全。Das, Manski, 和Manuszak (2003)在三个交叉口进行了研究，研究显示，面对较大的车辆时，行人表现得更为谨慎。Kadali和Vedagiri（2013）研究了在孟买，印度的城市中，城市六车道道路的行人过路处，分为未控制的中挡位置。作者定义了间隙的类型，作为近和远的差距取决于是否该间隙是否接近路边或中线。当他们从中线开始穿越时，行人更多的是集中在了近的位置。滚动间隙定义了一个小的车辆间隙，车辆、行人是流动的，滚动间隙被发现是影响行人过街行为一个重要的因素。当行人采用滚动间隙时，一些司机降低速度或改变了他们的路径，因此行人接受较小的间隙的大小取决于司机的屈服行为。性别和年龄对差距接受行为的影响并没有明确的结论，行人以一群人等集体形式穿越缩短了可接受的间隙。
Koh和Wong(2014)研究了间隙接受不一致的行人在新加坡晚上七点的红灯的十字路口的过街行为。视频录制在晚上高峰时间，188个拒绝的差距和104个接受的差距是从录像中提取。这意味着滚动间隙可接受间隙为8.4秒，据观察，较近的路口跨越的可接受差距为6.3秒，而较远的路口穿越的可接受差距为5.2 s,低于较近的路口
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