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步行是人们最基本的出行方式,与人们的生活密切相关。步行交通的通达性强,步行者的行动不受交通工具的限制,行动较为自由。不管交通方式如何发展变化,步行仍然是人们主要的出行方式之一。居民在一定范围内的短距离出行,会选择步行;乘坐公交或地铁出行时,也需要通过步行衔接,可以说步行交通时时刻刻存在着。城市交通路网将城市分成各个小区,各个小区之间通过行人步行设施连接,行人过街交通是步行交通的重要组成部分。 现有关于行人服务水平的研究集中在交叉口人行横道和人行道上,而针对路段人行横道服务水平的研究非常少。虽然路段的交通环境远没有交叉口复杂,但是路段交通与交叉口的交通特性存在明显的差异。比如,相对于交叉口,路段的机动车行驶速度更快;路段的行人过街需求较分散,因此相对于交叉口难引起机动车驾驶员的注意;但是路段行人过街没有左转车辆和右转车辆的干扰。因此,交叉口行人过街服务水平评价方法和标准,无法直接应用于路段行人过街服务水平评价中,必须有针对性地开展路段行人过街设施服务水平评价研究,分析行人对于使用路段过街设施时的真实感受,为今后的规划、设计、改造和运营提供参考和依据。 为此,论文在全面回顾与讨论国内外有关行人服务水平评价和行人过街特性研究的基础上,分别确定影响不同行人过街设施服务水平的主要影响因素,然后将行人等待时间与行人体力消耗等效换算为步行距离;利用二阶聚类方法结合行人感受数据划分服务水平各等级;对无信号控制人行横道和信号控制人行横道、立体过街设施、路段行人过街设施服务水平进行评价;最终提出整体路段服务水平评价方法。主要工作和研究结论如下: 建立平面过街设施行人过街阻力模型和提出基于行人平均等待时间的临界间隙计算方法。在分析无信号控制人行横道处行人与机动车冲突特性基础上,将交通流间隙划分为控制间隙与随机间隙,利用间隙接受理论,建立行人过街阻力模型,计算得到过街阻力系数为15%时的行人等待时间;然后针对现有临界时距计算方法中存在的缺点,通过建立行人等待时间与临界时距理论关系模型,提出以行人平均等待时间为基础的计算方法,再利用观测数据拟合得到行人临界时距;通过临界时距影响因素分析,确定了影响行人临界时距的主要影响因素,并分析了众影响因素对不同人群的影响机理,最终建立了基于不同影响因素的行人穿越机动车流临界时距计算模型,并利用现场调查数据,验证了模型的有效性与准确性。与以往相比,行人过街阻力模型是从更加微观的角度分析行人与机动车的冲突特性,细致阐释冲突对过街行人等待时间的影响。另外,基于行人等待时间的临界时距计算方法,可以有效解决分析数据采集困难,且受观测误差影响较大的缺点。 利用等效换算方法,将行人体力消耗和行人等待时间转化为等效步行距离。针对行人的体力消耗量化问题,收集到行人在登降楼梯和步行等不同运动状态下的体力消耗量化方法,依据行人呼吸量的等值原理,将行人登降楼梯运动等效换算为行人步行距离,实现评价指标转换。通过等效换算得出,行人登降人行天桥和地道楼梯时的体力消耗对行人的感受,分别与步行50m和35m对行人的感受等效。另外,考虑到对整体路段进行服务水平评价时,会因为体力消耗、步行距离和行人等待时间之间的指标不同,没有统一的量化标准,进而无法实现服务水平评价。因此,论文设计了两种问卷调查方案,并采集得到行人对设施选择的概率数据,然后分别拟合出等效步行距离和等待时间、步行距离和等待时间之间的关系模型,再通过模型计算得到指标间的等效系数。通过以上调查和分析得到,行人等待1min和步行47m对行人感受的影响等效。另外,等效步行距离和等待时间、步行距离和等待时间之间的等效比λd分别为0.823和0.789相差不超过5%,说明按照立体消耗的等值计算的行人上下楼梯等效距离比较符合实际,偏差在可接受范围内,进一步说明了体力消耗等效计算的合理性。通过等效换算方法,将体力消耗、步行距离、等待时间等完全不同的指标,统一为等效步行距离,为整体路段行人过街服务水平评价提供了科学合理的评价指标。 利用二阶聚类分析方法划分服务水平等级。针对以往服务水平等级划分中,行人感受等级划分是以行人感受影响因素在各等级的分布是相同为假设前提,将会导致各等级阈值确定的偏差,不能真正体现行人感受各等级的变化情况的特点,提出采用二阶聚类分析方法,利用二阶聚类分析方法在处理分类变量和连续性变量时的优势,以及自动选择聚类数的特点,以行人感受为分类变量,以行人等效步行距离、等待时间、行人流量为连续性变量,进行服务水平等级划分。与传统方法相比,利用二阶聚类分析方法可以避免研究人员主观因素对最终等级划分结果的影响,同时能够真实反映,各等级的评价指标区间分布的非线性特征。 提出整体路段行人过街设施服务水平评价方法。由于城市规划中,地块布局是沿道路沿线布置,因此决定行人过街需求同样是沿道路沿线布局。而路段过街设施布置不可能,完全与行人过街需求相吻合。大多数行人需要通过一定距离的绕行,才能使用过街设施过街。行人绕行距离与过街设施设置特性,共同影响路段行人过街服务水平。为诠释路段行人过街设施的类型与设施布局特性对行人过街服务水平的影响机理,结合前文建立的过街阻力模型和等效换算模型,以及单独设施服务水平各等级阈值确定的基础上,提出整体路段行人过街服务水平评价方法以及评价流程。整体路段最终服务水平等级评价可总结为:(1)界定评价路段;(2)评价单独过街设施服务水平;(3)计算单独过街设施综合服务水平等级;(4)评价基于等效步行距离的路段过街服务水平;(5)判断和选取更低服务水平等级为整体路段最终服务水平等级。整体路段行人过街设施服务水平评价方法,不仅包含了单独过街设施服务水平评价结果,而且还包括行人的过街需求分布情况和基于等效步行距离的路段过街设施服务水平,使最终评价结果更加全面和合理,并且弥补了缺少针对整体路段行人过街设施服务水平评价方法的现状。