（道路与铁道工程专业论文）城镇化公路合理限速方法及措施研究.pdf

s t u d y o na p p r o p r i a t em e t h o da n dm e a s u r e so f s p e e dl i m i ti nu r b a n i z a t i o nr o a d ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：z h a ol i p i n g s u p e r v i s o r ：p r o f x uj i n l i a n g c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 敝作者签名：鸯剥专 游月卢日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：噻刘牟 。导师签名： 游月和曰 研年f 月，日 前亟待解决的问题。 论文针对城镇化公路沿线环境变化大的特点，提出了全线统一和特殊路段 ( 主要指穿越城镇、村庄或学校的路段) 局部限速相结合的限速方法；根据公路 线形、周围环境和驾驶员的心理要求，确定了限速区及过渡段的长度。根据国内 外限速的研究结果，将观测得到的v 8 5 作为一般路段的初始限速值；穿越城镇路 段的限速值，在其相邻的一般路段限速值的基础上再进行修正，修正值根据路段 受到的路侧干扰程度而定，一般为1 0 2 0 k m h 。通过总结国内外速度控制措施的 现状，分析了视觉、听觉、错觉、交通宁静等各种措施的原理、使用条件及使用 效果；并根据城镇化公路的实际情况，针对典型路段( 事故多发段、交通量混杂 的交叉口、穿越城镇、村庄和学校的路段) 提出了综合措施。 关键词：城镇化公路限速标准限速方法运行速度限速措施 a b s t r a c t w i t ht h ep r o c e s so fu r b a n i z a t i o ni nc h i n a , t h ef u n c t i o no fh i g h w a yh a sb e e n m o r ea n dm o r eh i g h l i g h t e d t h ed e v e l o p m e n to fh i g h w a ym a yf a c i l i t a t e t h e c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt o w n s ，a n dh a se s s e n t i a le f f e c to nl o c a le c o n o m i c h i g h w a y a l o n gt o w n so rv i l l a g e sh a sb e e no n eo f t h em o s ti m p o r t a n tr o a d sa n de c o n o m i cz o n e s t r a f f i ca c c i d e n t st o o kp l a c ei nt h ef l o u r i s h i n gh i g h w a y sb e s i d e se c o n o m i c a lb e n e f i t s s p e e d i n gi so n eo ft h em a i nr e a s o n sw h i c hc a u s er o a da c c i d e n t s h o wt od e t e r m i n e t h es t a n d a r da n dm e t h o do fs p e e dl i m i ti nu r b a n i z a t i o nr o a di sap r o b l e mt os o l v e t h i sp a p e r t a r g e t st h ef e a t u r e sw h o s ee n v i r o n m e n ta l o n gh i g h w a yv a r yal o t ，p u t s f o r w a r da ni n t e g r a t e ds p e e dl i m i tm e t h o dw h i c hi si n t e g r a t e do f “o n e s i z e f i t s a l l a n d a p p r o p r i a t es p e e dl i m i tf o rs p e c i f i cl o c a t i o n s s p e c i f i c l o c a t i o n sa r er o a d sa c r o s s u r b a na r e a s ，v i l l a g e sa n ds c h o o l s a c c o r d i n gt oh i g h w a ya l i g n m e n t ，e n v i r o n m e n ta n d p s y c h o l o g i c a lr e a c t i o no fd r i v e r s ，t h em i n i m u ml e n g t h so fs p e e d z o n ea n dt r a n s i t i o n p o r t i o na r ep r e s e n t e d i nt h el i g h to fd o m e s t i c a n do v e r s e a sr e s e a r c h , t h e8 5 t h p e r c e n t i l es p e e di st r e a t e da st h ei n i t i a ls p e e dl i m i t ；t h es p e e dl i m i to fr o a ds e c t i o n a c r o s su r b a na r e a si sm o d i f i e da c c o r d i n gt ot h eo n eo fi t sa d j a c e n tr o a ds e c t i o n t h e m o d i f i c a t i o nv a l u ei slo - 2 0 k m hw h i c hi sd e p e n d e n to nt h ed e g r e eo fr o a d s i d e d i s t u r b a n c e b ys u m m a r i z i n gt h es t a t u so fs p e e dc o n t r o lm e a s u r e sa th o m ea n da b r o a d ， t h i st h e s i sa n a l y z e st h ep r i n c i p l e ，c o n d i t i o n sa n df u n c t i o no fv i s u a l ，a u d i t o r y , w r o n g a n dt r a f f i cc a l m i n gm e a s u r e s i na c c o r d a n c ew i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o no fu r b a n i z a t i o n r o a d ，i n t e g r a t e dm e a s u r e sa r eo f f e r e df o rt y p i c a ls e c t i o n s ( a c c i d e n t s 。p r o n es e c t i o n s ， i n t e r s e c t i o n so fm i x e dt r a f f i ca n dr o a ds e c t i o n st h a ta c r o s su r b a na r e a s ，v i l l a g e sa n d s c h o o l s ) k e yw o r d s ：u r b a n i z a t i o nr o a d ，s p e e d l i m i t s t a n d a r d ，s p e e d l i m i tm e t h o d ， o p e r a t i n gs p e e d ，s p e e dl i m i tm e a s u r e s i i 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 国内外研究现状2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状6 1 2 3 现状评价8 1 3 研究内容和技术路线8 1 3 1 研究内容8 1 3 2 技术路线9 第二章运行速度与限速标准的关系研究1 1 2 1 概j 苤1 1 2 1 1 基本概念。1 1 2 1 2 设计速度、运行速度与限制速度的关系1 2 2 2 运行速度与限速指标的关系15 2 2 1 运行速度调查1 5 2 2 2 运行速度与限速指标的关系17 2 3 本章小结1 9 第三章限速的合理方法和标准研究2 l 3 1 限速方法2 1 3 1 1 全线统一限速2 1 3 1 2 特殊点局部限速2 l 3 1 3 分车道限速2 2 3 1 4 分车型限速2 3 3 1 5 其他限速方法2 4 3 1 6 推荐限速方法2 5 3 2 限速区及其过渡段的最小长度2 5 3 2 1 限速区最小长度2 6 i i i 3 2 2 过渡段长度2 7 3 3 速度限制标准2 8 3 3 1 一般路段的限速标准3 0 3 3 2 特殊点局部限速标准。31 3 4 本章小结3 4 第四章限速措施研究。3 5 4 1 视觉措施3 5 4 1 1 限速标志。3 5 4 1 2 薄层铺装3 6 4 1 3 彩色路面3 7 4 2 错觉措施3 7 4 2 1 平面错觉标线一3 8 4 2 2 立体视错觉标线。3 9 4 2 3 仿真警察4 1 4 3 听觉措施4 2 4 3 1 减速振动标线。4 2 4 3 2 道钉减速带一4 3 4 3 3 驼峰式减速带4 3 4 4 交通静化措施4 4 4 4 1 曲折行车道。4 4 4 4 2 减速丘4 5 4 4 3 减速台。4 5 4 5 管理措施4 6 4 5 1 监控设施4 6 4 5 2 宣传、教育4 7 4 5 3 法规建设4 8 4 6 其它限速措施4 8 4 7 推荐限速措施4 9 4 7 1 城镇化公路的特点4 9 i v 4 7 2 推荐措施。4 9 4 8 本章小结5 0 结论与建议5 1 l 主要研究结论51 2 有待进一步解决的问题5 1 参考文献 致谢 v 长安大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论帚一旱三百y 匕 目前，我国已进入城镇化阶段，城镇化是农民和农村的生活方式和生产方式 文明程度不断提高、不断现代化的过程，也是衡量一个国家或地区发展水平的重 要标志。公路作为社会生产发展的必要条件，是保证国民经济正常发展的主要环 节，在生产布局和经济发展中历来受到人们的重视，随着现代城镇的发展，它的 作用更加突出。公路的发展可以加强城镇之间的往来和信息交流，而且对区域城 镇发展和区域城镇经济结构升级及城镇形态产生重大影响。公路交通网络作为具 有迅速、机动灵活和门到门运输等特点的交通方式，在支撑、引导着城镇空间的 发展过程中有着其独特的作用和特点。它是城镇生存和发展的必要条件，也是城 镇居民须臾不可缺乏的基本条件，是城镇发挥集聚作用的物质技术条件。 公路在城镇段不仅承担了过境的交通压力，通常也承担了所经城市和乡镇的 一部分的内部交通，能满足城镇内部的客、货、慢车以及行人的出行要求，甚至 许多公路成为城镇的主要道路和经济发展地带。 公路在为当地经济发展做出重要贡献的同时，也因交通事故影响了其健康发 展。建国初，我国公路交通事故较少，随着公路的发展，交通事故也快速增长， 2 0 0 2 年达到最高峰，全国共发生7 7 3 1 3 7 起道路交通事故，造成1 0 9 3 8 1 人死亡、 5 6 2 0 7 4 人受伤。道路交通事故的严重性引起了社会各界专家学者的关注和重视， 道路交通事故原因分析的研究也开展了很多，2 0 0 2 年以后，我国道路交通事故逐 渐减少，出现了事故数、受伤人数、死亡人数、直接经济损失、万车死亡率及1 0 万人口死亡率“六下降”的可喜局面。近年来，专家开始采用系统思想研究道路 交通事故影响因素，得到结论：道路交通事故的发生是人、车、路综合作用的结 果，人是事故发生的主因。解决交通事故问题，仅仅分析道路交通事故影响的单 个因素是不够的，必须引入系统观念，分析道路交通系统的组成要素及其相互作 用，在此基础上，研究道路交通事故的发生机理，这样可以更好地指导我国的交 通安全工作。 人作为事故发生的主因，主要表现为疲劳驾驶、酒后驾驶和超速驾驶造成的 事故。在影响交通安全的诸多因素中，行车速度与之关系最密切，超速行驶是引 第一章绪论 发交通事故的最主要原因。高速驾驶时注视点前移，视野较狭窄，清晰度不良， 对事物辨认度降低。在急转弯路段、长下坡路段、交叉口超速行驶时，驾驶员无 法获取足够的道路信息，容易对路面情况做出错误判断；而且超速行驶时，驾驶 员对紧急情况的处理时间缩短，接近或者超过生理反应时间的极限，往往来不及 做出正确的应对措施，容易造成恶性事故。 对于公路限速，我国目前还没有一套全面、翔实的针对各等级公路实施的标 准、指南或规范。而且每个交通管理部门的责任不明确，使得限速出现了很多问 题。我国很多道路交通管理存在不合理因素，比如限速标志设置位置不合理；标 志的限速值过低；限速及解除限速标志不明显；流动监控设施藏在暗处等。因此 研究合理确定限速值和设置措施的方法是必要的。 表1 1 我国近十年交通事故统计( 2 0 0 0 年- 2 0 0 9 年) 交通事故 死亡人数受伤人数经济损失 年份递增递增递增 递增 起 人人亿元 ( )( ) ( )( ) 2 0 0 06 1 6 9 7 14 9 4 49 3 8 5 31 2 3 64 1 8 7 2 14 6 3 72 6 6 9 2 5 6 6 2 0 0 l7 5 4 9 1 92 2 2 41 0 5 9 3 0 1 2 8 75 4 6 4 8 53 0 5 l3 0 8 81 5 7 0 2 0 0 27 7 3 1 3 72 4 11 0 9 3 8 13 2 65 6 2 0 7 4 2 8 53 3 2 47 6 4 2 0 0 36 6 7 5 0 7 1 3 71 0 4 3 7 2_ 4 64 9 4 1 7 41 2 13 3 71 4 2 0 0 45 6 7 7 5 31 4 99 9 2 1 74 9 4 5 1 8 1 08 62 7 71 7 6 2 0 0 54 5 0 2 5 4 1 3 19 8 7 3 87 84 6 9 9 1 12 3 1 8 82 1 2 2 0 0 63 7 8 7 8 11 5 9 8 9 4 5 59 44 3 1 1 3 98 31 4 92 0 9 2 0 0 73 2 7 2 0 91 3 68 1 6 4 98 7 3 8 0 4 4 21 1 81 21 9 5 2 0 0 82 6 5 2 0 4 1 97 3 4 8 41 03 0 4 9 1 92 01 0 11 5 8 2 0 0 92 3 8 3 5 11 0 16 7 7 5 97 8 2 7 5 1 2 59 89 19 9 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 国外对车速的研究很重视，很早就有研究表明速度与事故数和伤亡程度不是 简单的线性关系。 1 9 6 4 年，s o l o m o n 做过两项研究【1 1 。第一项是行车速度与事故发生几率关系 研究，在6 0 0 m i l e s ( 9 7 0 k m ) 长的乡村公路上观测1 0 0 0 0 个驾驶员的车速与事故 的情况。发现车辆行驶速度和碰撞事故之间存在一个u 形曲线关系( 如图1 1 所 示) ，且当车速达到1 0 5 k m h 时事故率反而降低，当车速更高时事故率就随之增 加了。而低速行驶的司机比相对来说高速行驶的司机更有可能发生事故。也就是 2 长安大学硕士学位论文 随着速度偏差值的增大，车辆发生事故的几率在增加。其中，速度偏差值是指车 辆实际运行速度与自由交通流情况下车辆行驶速度的平均值的差值。第二项是行 车速度与事故造成的伤害程度关系研究，对1 万起交通事故进行分析，得到结论： 交通事故造成的伤害程度会随行车速度的增加而更严重。速度超过6 0 m i l e s h ( 9 6 k m h ) ，事故的严重程度随速度增加而增加，当速度超过7 0m i l e s h ( 1 1 2 k m h ) ，事故造成的死亡率会急剧上升。 l o - 4 0一，口一j 口一1 9口1 02 03 0 4 0 遮室蠢囊t 耋娃刊 图1 1 速度离散性与事故曲线图 1 9 6 8 年，c i r i l l o 也对行车速度与事故发生几率的关系展开了研究，他对某一 条州际高速公路上的2 0 0 0 辆车辆在白天发生的事故进行统计分析，结论与 s o l o m o n 的研究结论一致【2 1 。 1 9 9 1 年，澳大利亚的f i l d e s 、r u m b o l d 和l e e n i n g 等研究人员分析了那些不 知被测到行车速度的驾驶员的交通事故数据，同样证实了s o l o m o n 的研究结论。 结论并没显示车辆低速行驶与交通事故发生率之间存在显著关系。 1 9 9 4 年，b o w i e 和w a l t 研究发现，事故造成的人员伤亡情况取决于车辆运 行速度的变化值( a v ) ，a v 小于1 6 k m h 时，造成人员中度或严重伤亡的可能 性小于5 ，当v 超过4 8 k m h 时，人员中度或严重伤亡的可能性超过5 0 t 3 1 。 综合近年来的研究可知，事故数与速度的关系不明显，主要和速度的离散性 有关。速度变化越大，越容易发生事故。也就是说道路上行驶的车辆，不仅仅是 超过一般平均车速的那些车容易发生事故，那些车速比一般平均车速低的车辆也 霉一谤毯c，鼍一謦嚣粤繇冬静疑口_ 第一章绪论 很容易发生事故。 限速管理最早出现在美国，是其控制交通安全和车辆速度的最重要的策略。 早在1 9 0 1 年，康涅狄格州首次实施限速措施，在部分城市设置8 m p h ( 1 3 k i n h ) 的最高限速值。1 9 7 4 年美国国会法定了全国最高限速n m s l ，规定在美国的公 路上最高限速为5 5 m p h ( 8 8 k i n h ) ，此决定最初是为了解决当时石油短缺的问题， 但随后发现限速能有效地降低事故率，规范驾驶行为，所以此后限速得到了广泛 的应用和发展。美国地大物博，幅员辽阔，各地的地形条件、气候、人文特点、 设计标准等不同，因此各地的交通状况也存在较大的差异。随着人们公路运输和 安全的日益关注，统一设置的n m s l 已不能适应发展要求。1 9 8 7 年美国国会允 许各州将乡村州际公路行车条件较好路段的限速由5 5m p h ( 9 0 k i n h ) 提高到6 5 m p h ( 1 0 5 k m h ) 。1 9 9 5 年美国废除n m s l ( 国家最高限速法案) 后，各州分别 根据各地实际情况制定了新的限速值。2 0 0 4 年美国国家公路与运输协会 ( a m e r i c a na s s o c i a t i o no fs t a t eh i g h w a ya n dt r a n s p o r t a t i o no f f i c i a l s ，a a s h t o ) 颁布的公路与城市道路设计指南中，将道路划分为3 种功能( 干路、集散道 路、县乡道路或支路) 、7 种类型( 乡村地区的州际道路、城市地区的州际道路、 快速路、主干路、次干路、集散道路、县乡道路) 【5 】。法定限速主要针对以上7 种道路类型和2 个特殊地区( 学校和施工区) 的特点分别确定。 1 9 8 5 年，p a r k e r 在区域限速实施情况的调查中发现，大部分地区在规定限速 值时都考虑了交通流速度。制定限速标准需考虑的主要因素按照重要程度排列 有：8 5 位车速、道路两侧情况、事故情况、临近区域限速情况、横断面和纵断 面、设计速度、行车速度平均值及行人数量1 6 j 。 f h w a 在1 9 9 2 年的研究报告中分析了升高和降低限速对驾驶员的影响，大 部分驾驶员不会因他们认为不合理的限速而相应地改变速度。美国和国外其它一 些国家的研究也表明在公路上限速值提高后，车速值一般都提高了。加拿大观测 的数据和分析表明了类似的结论。美国p a r k e r 等人的研究显示：限速值降低与事 故数减少之间的关系并不明确。澳洲的n e w s t e a d 和m u l l a h 研究发现限速值降低 5 - 2 0 k m h ，而驾驶员的行车速度没有明显变化。由此可推断，限速值的升降对行 驶车辆的速度影响不大，而速度与事故数多少、事故严重程度的关系也不显著， 因此限速值的变化与事故数和事故严重度的关系不明显。 4 长安大学硕上学位论文 美国的限速标准基本采用v 8 5 0 美国研究机构通过对多条公路的观测结果表 明，气候条件良好时的v 8 5 和v 9 0 是最大安全速度，大部分道路管理机构更愿意 采用v 8 5 作为限速值。19 9 3 年，美国的i t e ( i n s t i t u t eo ft r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r s ) 建议，限速标准必须参考实地交通调查情况，限速值一般在v 8 5 1 0 m p h ( 1 6 k m h ) 范围内。澳大利亚和加拿大等国家设置限速值的标准与美国基本相同。 美国采用最高法定限速值和分段限速相结合的方法限速 7 1 。最高法定限速是 美国早期限速的主要方法，适用于全美的所有道路。由于全国道路条件和沿线环 境的多样化，同一的法定限速值并不能很好满足各地道路运行的实际情况，因此 需结合每一地区的实际情况，进行分段限速。 美国并没有采用“一刀切”的限速方法，而是采用系统工程思想，依据设计 速度、行车速度、事故资料和道路条件等，确定适用于各等级公路的限速标准和 方法。 除美国外，其他发达国家也采用了类似的限速方法。德国大部分公路不限速； 法国采用可变限速，一般晴天和雨天采用不同的限速值；新西兰则根据道路条件、 交通量、事故资料或周围环境等因素将道路分为若干交通安全等级，将其作为制 定限速值的依据，其限速流程如图1 2 所示，限速值的范围为2 0 l o o k m h 。 平均等级 r ) 限速值 k 呐 图1 2 新西兰道路限速流程图1 8 i 同时，这些国家正趋向于采取以“建议速度”逐步代替法定限速，从而使限 速更加人性化，营造更和谐、更宜人的交通环境。此外，近年国外出现了另一种 第一章绪论 限速方法一分车型限速，但该方法在美国尚未达成一致的结论和共识，仍需进行 更多的研究来评估该方法。 美国新罕布什尔州技术转让中心大学对限速设置的研究表明，限速需要工程 学和交通量方面的研究。道路强制控速设施在日本、美国和欧洲等一些经济发达 国家是一项较成熟的技术，应用十分广泛。对于山区新建公路，北美国家通常采 用一次成形的方法，用专用机械在路面上压出一条条强制减速带。英国是比较早 采用公路强制减速带的国家之一，从上世纪8 0 年代开始，驼峰减速带陆续出现在 英国本地的公路事故多发路段，为控制行车速度提高道路安全性发挥了积极作 用。最近几年英国运输研究实验室发明了新型瓦楞形减速带，工作原理和公路边 上设置的某些条状减速带相同。不同之处是：前者会向外扩散由于震动造成的噪 音，影响周边的居民及建筑物；而后者则是，噪音和震动都主要传至车内，所以 能让那些高速驾驶的人主动减速，最重要的是，它对各种车辆都具有明显的减速 效果。英国w e b s t e r 对设置了减速丘的路段进行研究，8 5 的车辆速度降低了 1 6 k r n h ，事故数减少了7 1 。 1 2 2 国内研究现状 中华人民共和国国家标准道路交通标志和标线( g b5 7 6 8 1 9 8 6 ) 已对 限速标志、解除限速标志及其配套设施的使用做出了相应的规定。其后g b 5 7 6 8 1 9 9 9 对相关内容进行了修改和补充。迄今为止，我国有关科研、设计部门、 大专院校和交通管理、建设部门等单位针对公路交通设计速度、运行速度、限制 速度等进行了大量的调查研究和实验，取得了很多成果。 在1 9 9 6 年，国内已经结合设计车速和道路平纵线形等条件之间的关系，阐 述了高等级公路限速标志的设计原则，并对高等级公路分车型限速标志的设置提 出了建议。 郑安文，牛倬民针对高等级公路运行速度与设计车速非合理匹配中存在的问 题，在公路设计部门仅重视的道路设计车速、在行汽车运行速度的基础上，提出 期望车速的概念，并讨论了三种速度之间的相互关系及运行速度与设计车速匹配 的现状，分析运行速度与设计车速非合理匹配产生的原因，提出了使高等级公路 上运行速度与道路设计车速合理匹配的相关措施。 梁新荣，刘智勇，毛宗源针对高速公路可变速度控制是一个非线性时变系统， 6 长安大学硕士学位论文 难于用数学模型准确建模这一特点，提出了神经网络控制方法。 高建平，郭忠印根据对我国高等级公路运行车速的实地调查和车辆实际运行 特征的分析，对高等级公路限速标准的设定、发布和实施进行了研究，提出了应 根据公路条件、交通条件、气象条件、历史事故数据等动态因素确定限速的概念， 并对高等级公路车速管理的实施进行了探讨。 郑柯，荣建，任福田采用动态g p s 仪，现场测试高速公路上车辆行驶的动 态速度，并与高速公路各种平曲线半径相对照，寻找不同驾驶员在平曲线半径与 行驶速度间的变化规律；在此基础上，再与现行公路路线设计规范上的平曲 线半径设计速度相对比，分析高速公路平曲线设计指标使用的恰当性和高速公 路平曲线上实际行车状态的安全性。 高海龙、刘兴旺通过总结国外确定限速值的各种设计方法的优缺点，结合我 国公路实际情况，应用系统分析方法，综合考虑公路线形、设计速度、运行速度 和交通安全等因素提出了基于线形、运行速度、安全多因素的适合我国交通特性 ； 的限速值设计方法，并给出具体实施流程。 孙会元、孙黎、韦干全研究了新建公路限速标准与行车安全视距值之间的关 系，提供了新建公路限速可用的行车安全视距范围，可供高等级公路管理人员及 道路工程设计参考。 高星林，张钱松针对山区高速公路限速问题，在对高速公路限速现状分析的 基础上，结合梅河高速公路，通过现场测试与分析，探讨了该高速公路限速设置， 并提出了合理的限速设计标准和相应措施。 长安大学针对高速公路长下坡路段，研究了合理限速措施设置的有效性，提 出了减速措施的设置方法和标准。 陈荫三，魏朗根据大量调研和实车道路试验分析，提出了具有比较强警示力 度的高等级公路强制限速方案，开发了具有比较高的可靠性和控速效力的专用驼 峰式强制减速带及与其配套的设施体系和实施工艺，并实际运用于咸永一级公路 g 3 1 2 k 1 5 6 2 k 1 5 6 8 段的交通安全改善工程中，改造后经过一年运行期的观察观 察发现，交通事故总数年均下降率为5 8 2 ，受伤人数年均下降8 2 9 ，死亡人 数年均下降9 1 3 。由此可知，强制控速措施达到了预期目标，取得非常好的控 速效果。 7 第一章绪论 目前，国内采用的道路强制减速设施主要有：( 1 ) 热塑振动减速标线；( 2 ) 道钉减速带；( 3 ) 路面凹形槽减速带；( 4 ) 驼峰式减速带；( 5 ) 水泥台减速带。 我国已在山区和丘陵公路的交通事故多发路段上安装了各种强制减速设施，大部 分已产生了很好的交通安全改善效果，但也有的效果欠佳。 1 2 3 现状评价 综合国内外相关领域的研究成果可以看到，国外公路速度控制的研究更为系 统和深入，在理论与实践两方面都比中国更为先进，但对于城镇化公路并没有专 门的研究。 与国外相比，我国对于限速相关的研究开展的还不够全面和深入，在基础理 论和工程技术上都存在一定差距，还不能解决实际道路限速管理中存在的问题。 因此，十分有必要建立专门的研究项目，针对我国某一个区域，系统深入地研究 城镇化公路的交通流特性、限速方法、标准及控速措施，切实有效地改善城镇化 公路的安全形势，从而提高交通运输整体效率与质量。 由于国外的研究成果均是在特定的环境和社会基础上所获得的，对我国的实 际情况不一定适应，尤其对于城镇化公路交通情况差异性就更大，但研究思路和 方法还是可以借鉴的。 1 3 研究内容和技术路线 1 3 1 研究内容 本文针对浙江省城镇化公路行车速度现状，分析交通流与限速标准的关系， 合理设置限速值，并进行速度控制技术研究，从而提高公路运输效率，保障公路 运输安全。主要包括以下内容： ( 1 ) 交通流速度与限速指标关系 结合调查数据，采用数理统计的研究方法，总结车速变化的规律及影响因素， 检验调查路段限速值的有效性。 ( 2 ) 限速方法和标准研究 通过总结分析现有限速方法的优缺点，结合城镇化公路的交通特征，提出合 适的限速方法和标准。 ( 3 ) 综合限速措施研究 8 长安大学硕士学位论文 通过对驾驶员驾驶行为、交通心理进行研究，提出有效地限速措施，并研究 限速路段合理布设方法、限速指标合理选用方法以及视觉、错觉、听觉等速度控 制措施布设方法。 1 3 2 技术路线 本文通过调查研究国内外公路限速现状，以调查资料为基本依据，对运行速 度变化规律及其与限速指标的关系进行 外的研究成果和工程经验，提出合理的 本文主要技术路线如图1 3 所示。 第一章绪论 长安大学硕士学位论文 2 1 概述 第二章运行速度与限速标准的关系研究 2 1 1 基本概念 ( 1 ) 设计速度 设计速度是指当天气条件良好、交通密度小、车辆行驶只受道路物理条件限 制时，中等驾驶水平的驾驶员能够安全行驶的最大速度，是道路线形设计的基本 依据和重要参数，其控制的主要是某设计路段中线形条件最差的地方，它能确保 车辆以设计速度行驶时，平稳安全的通过。实际上大部分设计路段的线形指标都 较好，且高于其设计速度对应的技术指标值，而且车辆行驶在公路上的实际车速 大多高于设计速度。 ( 2 ) 运行速度 运行速度是驾驶员在气候条件良好的情况下，根据交通条件、实际道路条件 等，所采用的安全行驶的最高速度，是通过实地观测得到的数据。运行速度是驾 驶员凭自己的心理期望和道路条件所采取的行驶速度，表征了该道路的实际交通 情况。运行速度与期望速度、驾驶员素质、交通量及交通组成、公路线形、周围 环境、交通管理设施和安全设施等多种因素有关。通常将断面测定或预测的第 8 5 百分位车辆的行驶速度( v s 5 ) 作为运行速度。v 8 5 表明行驶在该路段的所有 车辆中，8 5 车辆的运行速度都在此速度值以下，而有1 5 车辆的运行速度高于 此值。v 8 5 反映了行驶在该道路上的大多数驾驶员的交通心理需求，国内外交通 管理部门常以此作为某路段的限制速度。 ( 3 ) 期望速度 期望速度是指在基本不受其它车辆约束的条件下，驾驶员个人希望达到的最 高“安全 速度【1 0 】。与驾驶员的性格、道路等级、承运任务的急缓、车辆性能等 相关。理论上讲，期望车速与实际车速并不一致，但实际行车速度总是受到期望 车速的影响，而且实际行车速度一般都较接近期望速度。 ( 4 ) 限制速度 限制速度包含最高行速度度限制和最低行速度度限制，是指道路运营后，交 通管理部门在保障车辆安全运行条件下为发挥道路的运输效率，制定的管理速 第二章运行速度与限速标准的关系研究 度。限制速度是交警执法的依据，是具有法律效力的，同时也是分析交通事故原 因常用的指标之一。国家安全法规定：机动车在公路上行驶，不得超过限速标志 标示的最高时速；在没有限速标志的路段，应当保持安全速度，不得超过下列最 高行驶速度：没有划道路中心线的公路，城市道路为3 0 k m h ，公路为4 0 k m h ； 同方向只有1 条机动车道的道路，城市道路为5 0 k m h ，公路为7 0 k m h 。 ( 5 ) 建议速度 建议速度的设黄是为了在车辆经过潜在危险点( 如匝道、陡坡处、弯道) 时， 引导驾驶员按照建议限速值选择安全的行驶速度。它对驾驶员起提醒和警告作 用，通常不具备法律效力，属非强制限速。 ( 6 ) 平均速度 平均速度主要指空间平均速度和时间平均速度。空间平均车速是在给定的时 间内，在某一路段上所有车辆行驶距离的总和除以行驶时间的总和；时间平均车 速是所有行驶车辆在给定时间内通过某断面的地点速度的平均值 9 1 。 ( 7 ) 速度差 速度差一般包含四种： 相邻路段运行速度v 8 5 的差值，是运行速度协调性评价采用的评价指标。 相邻路段是指平、纵、横断面技术指标或设计速度不同的连接路段，一般指平曲 线的起点、曲中点、终点，纵断面变坡点及横断面宽度变化的前后路段。 各个路段的运行速度v 8 5 和设计速度的差值，是同一路段设计速度与运行 速度协调性评价采用的评价指标，表征的是整条道路设计指标的均衡性。 速度调查样本的均方差，常用来表征某一断面速度分布的均匀性。速度均 匀性( 速度方差) 只有在某种特定的服务水平下( 如交通量) 才有意义。速度方 差较大，车流间的互相干扰也就越大，也就越容易发生交通事故。速度调查样本 的速度一般是地点速度、行驶速度。 2 1 2 设计速度、运行速度与限制速度的关系 正确的理解和处理设计速度、运行速度与限制速度相互之间的关系，是合理 确定限速值的依据和前提。从上世纪3 0 年代开始，设计速度就是公路设计的主 要依据。如选择平、纵面的设计参数，以及超高、加宽设计等等。而运行速度， 是指驾驶员根据其行驶道路的实际情况，自己的驾驶习惯和经验判断所选择的行 1 2 的角度考虑，限制公路 某路段的最高运营车速。目前大多数国家的公路速度管理通常做法是，通过对 断面的单车自由流车速进行实地观测并统计分析，取其8 5 分位车速作为限制车 速的上限。当然，限制车速也应考虑其它因素，如国家强制最高限速、该路段的 事故记录以及路侧安全设施或改善情况等等。美国的一份民意调查显示【1 1 】，3 6 的人可以接受将设计车速作为限制车速，而近5 0 的人则认为新建或改建新开通 的公路，可以先用设计车速作为限速值，而随着公路设施的使用，可采用实地观 测地点车速v 8 5 作为修正限速值。 ( 1 ) 设计速度与运行速度 我国公路设计依然采用设计速度作为依据。如果只从几何要素的角度考虑， 设计速度也就是车辆在受限路段所能安全行驶的最大速度。设计速度是一个固定 值，作为设计参数，只是规定了最低设计标准，没有考虑是否满足实际行车速度 的需求。 一条公路的受限路段( 弯道、纵坡路段) 一般很少，而大多数为线形良好的 非受限路段，其线形指标高于受限路段，为车辆提供了能以高于设计速度的车速 行驶的道路条件。尽管公路几何设计指标均满足现行技术标准，但事故率仍居高 不下。因为车辆实际行驶速度通常会超过设计速度，因此，满足设计速度要求的 视距、超高等道路设计值不一定能够满足实际车速的需要。 以运行车速为基础的线形设计方法，是根据实际车速确定设计指标，以满足 车辆行驶的要求。目前这种设计方法在国外得到了较为广泛的应用。现阶段，我 国采用运行车速设计方法客观上仍存在许多困难，常采用设计速度和运行车速相 结合的设计方法。 其基本思路是：以设计速度为基础进行初始设计，再运用“运行车速预测模 型 推算各路段的运行车速，将“设计控制原则”作为标准检验并修正初始设计， 然后根据各路段的线形和运行车速最终确定设计指标，使各路段指标协调和统 一，以满足安全行车的要求。 ( 2 ) 设计速度与限制速度 我国目前尚无一套针对各类道路合理限速及限速设施的全面、翔实的标准、 规范或指南。通常将路线设计速度作为该路段的限速标准，或者采用比设计速度 低 效 驶 事 驾 驾 料 实 单 加 指 限速的最终目的。对于新建公路，设计速度可暂时作为限速标准；对于己运营的 公路，应依据其交通量和运行速度观测数据、交通事故统计资料、道路周围环境 及某路段的特殊要求等来确定。 ( 3 ) 运行速度与限制速度 多数国家均采用实际观测得到的自由流情况下车辆运行速度v 8 5 作为限速依 据。通过观测得到的车辆实际运行速度能够真实充分的反映车辆在道路上运行的 实际状况。因此，以运行速度为依据制定的限速标准切合公路的运行条件，可以 提高驾驶员服从限速规则的比例，从而提高公路的运行效率和交通安全性能。 美国统一交通控制手册( m u t c d ) 认为限速值可采用通过观测得到的自 由流情况下车辆行驶的8 5 百分位运行速度，最好按5 k m h 或l o k m h 的整数倍取 值。除此之外，限速值的确定还需考虑公路线形条件和道路环境条件、驾驶员、 车辆机械性能、交通流分布以及交通事故等因素。 城镇化公路由于混合交通现象严重，在确定限速值时，除了以v 8 5 作为参考 依据，还必须考虑速度的离散程度。当交通流密度小于临界密度时，可采用8 5 位车速作为限速值；当交通流密度大于临界密度时，为防止离散性过大影响交通 安全性和畅通性，限速值应小于8 5 位车速值，从而减小速度分布范围，具体值 1 4 长安大学硕士学位论文 的确定还应考虑可潜在事故情况、交通流组成、实施可行性、邻近路段限速情况 等。为降低速度离散性，还应限制最低车速，其值一般取1 5 位车速值，由于大 中型车的1 5 位车速偏低，若将其作为最低限速值的参考依据，降低车速离散性 的效果就不太明显。调查显示小型车1 5 位车速相当于混合交通流2 0 位车速， 建议将小型车的1 5 位车速值作为最低限速值，以保