编者按：如果将每个交叉口的信号配时比喻成一盘菜，每个通过交叉口的参与者都来品尝，但众口难调，现在的原则基本上是以满足机动车通行为主，并非考虑“大多数人”的要求。但是，什么是“大多数”？交通信号优化如何评价？对于交叉路口的人车冲突，究竟是机动车礼让行人还是法的要求？什么情况下应该让？车让人还是人让车？如何解决人车冲突问题？
近日，同济大学交通运输工程学院的李克平教授，对各种交通流对道路交叉口的时间和空间资源的相互争夺，平衡交通流利益的宏观和微观分析以及适用模型等内容进行了分享，本篇集中分析了西安交警提出的6个问题中关于道路交叉口处交通流的利益冲突，以及道路交叉口人车冲突这两个问题。
以下为演讲内容，有删减：
01|道路交叉口现状
城市道路交叉口不仅集中有机动车、小汽车，还包括卡车、公交车和非机动车等等。日常，我们可以看到在车辆行驶过程中，对向车流、直行车辆行驶的时候，左转车辆需要让行对向行驶的车辆。从下面这两张照片可以看到，在繁华的城市，交叉口行人众多，这就造成行人会跟各种车辆形成冲突，或者说是争夺这个通行的空间和时间资源。
如果一个交叉口的设计空间布局不合理，那么就会导致非常多不规则的冲突点，一个设计良好的交叉口，可以使人车各行其道，会减少很多空间上的冲突，让后面的信号控制管理有一个非常好的基础。
我们把这样一个交叉口的空间，用一个控制模型来表现。对这样一个比较经典的道路十字交叉口，我们可以看到机动车和非机动车之间的冲突非常多，在去掉非机动车冲突的假设下，可以看到机动车的冲突点还是相对来说比较有限的，但加入非机动车通过交叉口后，冲突点会增加非常多，所以一个道路交叉口的冲突会随着交通流复杂性的提高而大量增加。
从宏观上考虑，通过交叉口有各种交通方式，机动车（大小车）、非机动车（包括电动车）、行人（老年人、行动不便者、儿童）、公交车等等；也有各种流向，东西南北，左直右，（行人）上下行；还要考虑各种需要优先的交通方式，比如说公交、特种车辆、行人的保护等；如何处理机动车拥堵和其他交通方式的需求矛盾？确定每个交叉口在网络中的作用，如单点运行还是干线协调？或是网络控制？
在微观层面上，主要是从时间上和空间上这两个方面来进行分析。
时间方面：下图是一个交叉口的平面图，平面图表现的是各种不同的通行方式在空间上的布局，空间上的布局只表现了一个二维空间平面的问题，但是交通流具有动态性，从右边仿真的动画可以看到，交通随时间流动后，在不同时间段，交通参与者对交叉口的时间和空间都会产生一定的需求，或者说是互相之间有利益的冲突和时空争夺。
关于时空资源：我们提出了一个由运动轨迹线构成的三维模型，通俗来说就是当道路交叉口中间的车流通过路口时，它会在一个交叉口的二维平面和时间轴共同组成的三维空间中留下自身的行驶轨迹。
左图可以明显的看到一个平面交叉口的直行车辆和左转车辆，虚线表达的是它在空间上留下的轨迹线，加上了时间轴后，它变成一个三维的轨迹线，我们认为三维轨迹线能更充分地表现，通过交叉口的交通参与者对时空资源的利用。右边这张图表现了一个通过交叉口的车辆，它不仅是一条线，还是一个空间的三维体，它包括时间因素，空间因素，车身长度，安全间距等等，这是我们正在研究的模型的一种形式。所谓交叉口的空间资源其实就是把左边这个图上加上立方体后所表达的多个空间，这个模型把交叉口交通流运行的时变问题，转换成了一个三维立体几何问题，我们认为可以更好地用来分析交通参与者通过道路交叉口所需要给予的或者是需要分配的时空资源，以及用于各种关于安全和效率的分析。
假如先从平面的角度来分析交叉口的空间，在空间上我们做规划设计的时候，要给各种不同的交通方式划分明晰足够的通行空间，比如公交专用道，自行车专用道等。
但是空间上的有序还不够，前篇讲了交叉口的通行还有时间因素，时间因素就是在空间分配的基础上，对各种交通方式分配信号的相位控制。非机动车之间，非机动车和机动车之间都存在冲突，分开这种冲突就需要用相位的设计，我们通过经典的对称四相位或采用右转跟左转分别控制的四相位模式来分析。
从利益分配的角度或者从交叉口各交通流服务水平的角度，把分析指标分为安全性、通行能力和舒适性三个方面。
本文主要从通行能力的角度来分析交叉口的利益分配问题。交叉口的通行能力指给某一个交通流足够的通行时间，在不考虑出口拥堵问题的前提下，该交通流饱和度不宜太高，那么通行能力怎么来进行计算？以下是一个可以进行简单计算的公式。
▪ 进口道通行能力 =（有效绿灯时间/饱和绿灯车头时距）×（3600/周期时长）× 车道数
▪ 饱和度 = 流量/通行能力
从另外一个角度来分析通行能力（下式），我们可以说通行能力Cp 等于3600秒除以周期时间c 乘以括号周期时间c 减去损失时间之和∑I ，然后除以饱和绿灯的车头时距tb 。经过代数的转换，通行能力Cp 等于3600秒除以饱和绿灯的车头时距tb ，再减去3600秒乘以损失时间之和∑I 除以周期时间乘以饱和绿灯的车头时距tb 。
所以交叉口的通行能力就是3600秒除以饱和绿灯的车头时距，比如说这个时距是两秒，这仅仅表示在每小时1800辆中减去某一个因为相位之间的损失时间所造成的通行能力的损失。该算法表达的交叉口的通行能力是有限的，它还要除去在转换过程中的绿灯损失时间，所以提高通行能力的途径，其一是尽量减小饱和绿灯的车头时距，其二是增加小时有效绿灯时间，其三是增加车道数。
通过这个模型分析交叉口的信号配置，比如说我们用四个相位来进行交叉口车流和人流的控制与管理。相位之间是此消彼长的关系，一个相位的绿灯时间长了，其他相位的绿灯时间就会相应减少，这说明交通服务或者相位绿灯时间是各个相位都要争取的交叉口的通行资源。
前篇的一些分析都是关于某一个方向交叉口通行能力的计算，那么有没有一个比较完整的模型来进行一个全面的分析呢?有兴趣的同仁可以在我们后续组织培训班的时候来报名参加，到时会仔细讲综合平衡交叉口各交通流通行能力的模型。
02|五点造成人车冲突的原因
机动车和人之间产生的冲突是非常严重的，由于机动车交通量的逐年增加，社会活动日益频繁，即使有人行信号控制，我国各类城市的部分市区道路交叉口的人车冲突也越来越严重，其原因主要有五点：
1) 第一个原因是中国的法规不严谨（甚至法与规有矛盾）。道路交通安全法对人行过街做了相应的规定，例如：道路交通安全法第47条规定，机动车经过人行横道时应该减速，遇到人正在通过人行横道的时候，应当停车让行。机动车经过没有信号灯控制的道路，遇到人行过街应当避让。从这个角度来说，法规已经明确了，在交叉口机动车必须避让行人，行人应当按照交通信号灯的指示通过人行横道，若通过没有信号灯的交叉路口时，应当确认安全后再通过。
但是在信号灯的规定中，道路交通安全法实施细则第38条，绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行；在未设置非机动车信号灯和人行横道信号灯的路口，非机动车和行人应当按照机动车信号灯的表示通行。红灯亮时，右转弯的车辆在不妨碍被放行的车辆、行人通行的情况下，可以通行。这给道路交通的实践留下了模糊的空间，甚至可以说造成了人车冲突。
道路交通安全法实施细则第39条，绿灯亮时，准许行人通过人行横道；红灯亮时，禁止行人进入人行横道，但是已经进入人行横道的，可以继续通过或者在道路中心线处停留等候（这显然就是行人清空的定义）。但由于若干技术规范定义绿色分为持续绿色显示和闪烁绿色，人行横道信号灯绿闪表示绿灯即将结束，而绿闪时长视具体情况确定。这使得绿灯时间长度的计算被模糊，给信号设计控制的人员留下了一个不确定的空间。
究竟绿闪表达什么含义？绿闪应该有多长？关于这个问题我有写过专门的报告和论文，因为道交法规定的行人清空应该是红色，而且我们的实地观测显示行人绿闪清空并不奏效，所以在15年给安徽省编的地方标准中， 我们提出：在人行过街的过渡信号设置中，用红闪代替绿闪。
2) 第二个原因是机动车右转（包括部分交叉口的机动车左转）一般不受灯控。关于右转机动车跟行人冲突，也就是行人过斑马线的时候，会受到本方向的右转和左转机动车的冲突。在四相位控制的时候，会同时受到右转车辆和本方向右转车辆的冲突，在过人行街道的时候，即使是绿灯，也还是会碰到各种机动车的冲突，所以冲突不可避免。
3) 第三个原因是交叉口行人过街空间设计不友好、不合理、不合规。如：人行横道过长，会导致过街不方便，年纪大的人会产生恐惧和疑惑；有些路口还存在画得不全，以及完全不合规的现象，这使得交通控制和管理缺乏良好的基础。
通过这些图片可以看到，有些人行横道在路中间转弯，中间缺少人行过街的安全岛。对于最近常见的那些用各式辅助信号灯来强调人行过街的情况，不仅不必要，而且还会引起困惑，是于事无补的，甚至是适得其反的。并且立体的斑马线，也是不合规的存在形式，有很大的副作用。再比如：有些路中间有有轨电车通过，有轨电车作为一种非常重要的交通工具，会引起交通安全隐患，即使在这样的环境里面，人行过街横道中间都缺少安全岛，这是非常大的缺陷。
同济大学主编的2011年颁布的道路交叉口规划规范有强制性条文提出，人行过街长度超过16米时，应在人行过街横道中规划设置人行过街安全岛，但公布至今已有10年，仍有很多地方并没有按照规范去做，所以在这里我们呼吁大家按照规范的要求去做。一个交叉口经过完善的空间设计，才可以把空间布置的井井有条，机动车、行人、非机动车等的空间都被标识，并留有足够的空间，为后面的控制和管理提供很好的条件。
4) 第四个原因是关于行人信号不合理（不合法）。前文已经提到，人行过街的绿闪信号表示绿灯即将结束，这一点是借用机动车绿灯信号，行人信号过程当中的绿闪还包含清空的含义，但近几年对这个问题的理解越来越模糊，所以法规上对行人过街清空信号没有明确的界定，是导致行人过街问题非常重要的源头。
假如普遍采用标准的四相位去控制道路交叉口，行人信号普遍跟随的是机动车的信号，这种情况下就会碰到行人过街的时候，右转机动车跟行人产生重要的冲突。所以我们建议在四相位控制下侧向左转的时候，南北方向的右转在东西方向左转相位的时候，开放右转的信号相位（前提条件是大型交叉口中间必须有一个道路交通安全岛），这样就可以把行人和机动车的冲突从时间上完全分开，但是它存在一个问题，就是右转机动车的信号相位时间受左转机动车相位时间的限制，它的通行能力可能会较有限。
第二种方式已有一部分城市开始采用，这种在执行方向信号绿灯的时候，对右转机动车进行红灯的禁止控制，可以使右转机动车跟人行的冲突得到缓解。
现实中存在开始执行相位时，行人和非机动车可以不受右转机动车的冲突安全通过斑马线，比如：行人不受干扰地通过人行横道时，右转的机动车处于等待状态，在大部分行人过街后，右转车辆才启动。
这种控制模式可以缓解很多右转机动车和过街行人的冲突，对右转机动车进行红灯控制以后，本方向的行人过街得到更多安全时间，比如：直行是红灯，按照道路交通法规，右转机动车是可以右转的，但是会产生很大的冲突，在对右转的机动车进行红灯控制后，就可以避开这方向的右转机动车和行人的冲突，这是两个比较有效的控制右转机动车和行人冲突的措施
5) 第五个原因是行人过街行为失当。下表是对德国在不同行人过街绿灯设置的条件下，闯红灯或违章过街行人比例的统计，可以看出在有绿闪甚至有黄灯的情况下，闯红灯的行人比例最高，所以行人过街绿闪和黄灯的设置存在极大的副作用。并且在瑞士、新加坡也都存在很多行人闯红灯过街的情况。
新加坡采用跟我国相同的绿灯设置，绿灯结束后是绿闪，行人对绿闪几乎熟视无睹，甚至在绿灯已经闪烁了一段时间即将结束的时候，还有人贸然过街，这使得行人过街的清空得不到保证。
澳大利亚采用红闪来表达行人清空的过程，在绿灯时候，行人安全过街，在信号灯开始转红以后，行人一般就会比较容易接受清空的信号，选择等待，而不是贸然闯红色过街，这样的信号控制就给行人过街的良好秩序提供了扎实的基础条件。
北京交叉口的人行过街，行人基本上不关注信号的红灯，红灯期间也有很多人行过街，到绿灯时，尽管行人是绿灯，很多机动车还是会通过交叉口，行人绿灯时间也并不安全的。
因此我认为对人行过街违章违法的情况，应该一分为二，一方面要加强教育，另外一方面也应该改善城市道路规划设计和信号控制。
李克平 | 赛文交通网