王曉安，李志中，計 斌，徐 民

(云南省交通科學(xué)研究院 安全研究中心)

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，國外對公路平曲線路段的運行速度模型研究開展較早。1990年，Lamm 等人以322 個曲線段的數(shù)據(jù)為依據(jù)，對85%位車速與平曲線的關(guān)系作進一步研究，得出曲線半徑(曲率)是影響車輛運行速度的最顯著參數(shù)，并建立了公路平曲線路段的運行速度模型。1994年，Krammes 等人采集了美國5 個州自由流狀態(tài)下的138 個平曲線上車輛運行速度數(shù)據(jù)，得到了平曲線路段的運行速度云層模型。

國內(nèi)在公路平曲線運行速度預(yù)測模型方面的研究起步較晚，且較為零散。2003年6月，交通運輸部公路科學(xué)研究院建立了高速公路行車道寬度、縱坡坡度、平曲線、彎坡組合對運行速度的影響模型。2004年11月，交通運輸部發(fā)布了《公路項目安全性評價指南》(JTG/T B05－2004)，對高速公路和一級公路的平曲線運行速度預(yù)測模型進行了推導(dǎo)。2007年3月，西南交通大學(xué)的宋濤以山區(qū)低等級公路平曲線段小客車的運行速度為研究目標(biāo)，給出了山區(qū)公路平曲線路段的運行速度預(yù)測模型，并進行了標(biāo)定。2009年8月，華南理工大學(xué)的伍劍奇根據(jù)路線平面線形對汽車運行速度的影響，建立了適用于各種車型的直線、緩和曲線、圓曲線上的理論運行速度模型。

然而以上研究者均未考慮縱坡坡度對平曲線運行速度的影響，運行速度預(yù)測模型的適應(yīng)性不強。因此，旨在通過對山區(qū)公路平曲線運行速度模型進行研究，為山區(qū)公路設(shè)計和安全性檢驗與評價提供科學(xué)、具體的技術(shù)和方法，供相關(guān)管理、運營和維護部門作出決策;研究科學(xué)合理的公路限速和速度控制技術(shù)，消除或減少事故多發(fā)危險路段的安全危險隱患，以提高云南省山區(qū)公路的交通安全特性，也為國內(nèi)類似的的道路狀況提供安全經(jīng)驗借鑒，提升我國的公路安全運行技術(shù)。

2 山區(qū)雙車道公路平曲線路段運行速度預(yù)測模型

各種道路幾何特性和事故率之間的關(guān)系分析已經(jīng)清楚地表明，車輛在任何路段上的行駛速度對于事故的發(fā)生起重要作用。駕駛員對于行駛速度的選擇不僅嚴(yán)重受到路段幾何特性的制約，也受到進入路段速度的約束，因此，駕駛員要依據(jù)道路的幾何特性進行及時的提前調(diào)整處理行駛速度。由于這個原因，不同國家的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不僅要求驗證速度與沿道路平面布置相互連接的每個要素幾何特征之間的兼容性，而且要在比較相鄰段要素真實行駛速度的基礎(chǔ)上進行控制，以限制相鄰路段間的差值。為了給出各種類型車輛的估計運行速度，需要通過實驗調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，并進行統(tǒng)計分析得到合適的運行速度模型。

在深入研究其他國家雙車道公路運行速度預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合云南省雙車道公路危險路段事故狀況，在國道326 線K1171 至K1183 路段(昆石公路石林境內(nèi))、昆祿公路K51 至K63 路段以及嵩待公路K64 至K79 路段選擇了觀察點進行現(xiàn)場速度的調(diào)查和數(shù)據(jù)采集。見表1。

國外一般以小客車為研究對象，通過建立平曲線上的運行速度預(yù)測來檢驗道路線形的一致性。由于山區(qū)公路的特殊地形和大型車輛在交通組成成分中占有很大的比例，以及較多的大型貨車超載引起的車輛失控事故。因此，大型車輛在雙車道公路上的運行速度協(xié)調(diào)性應(yīng)加強研究，以準(zhǔn)確分析事故的原因，找到有效的減少事故的措施和方法。

根據(jù)對部分國內(nèi)外雙車道公路平曲線運行速度預(yù)測模型的研究和分析，將代表車輛分為大型貨車及小型客車兩種，將平曲線上的坡度分為:－9%≤G ＜－4%、－4%≤G ＜0%、0%≤G＜4%和4%≤G ＜9%等四類，采用對數(shù)模型的方法，可分別建立相應(yīng)的V85 運行速度預(yù)測模型。見圖1～圖4。

表1 雙車道公路現(xiàn)場速度觀測

圖1 平曲線上坡度:－9%≤G ＜－4%運行速度預(yù)測

圖2 平曲線上坡度:－4%≤G ＜0%運行速度預(yù)測

圖3 平曲線上坡度:0%≤G ＜4%運行速度預(yù)測

圖4 平曲線上坡度:4%≤G ＜9%運行速度預(yù)測

(1)大型貨車曲線運行速度

大型貨車曲線運行速度預(yù)測類型見表2。

表2 大型貨車運行速度預(yù)測模型

(2)小型客車曲線上運行速度

小型客車曲線上運行速度預(yù)測模型見表3。

表3 小型客車運行速度預(yù)測模型

3 模型驗證與應(yīng)用

為了驗證山區(qū)雙車道公路平曲線運行速度預(yù)測模型的可靠性，選擇元謀至雙柏二級公路四個典型平曲線路段進行運行速度調(diào)查(結(jié)果見表4)。該二級公路設(shè)計速度為60km/h，雙向兩車道。因元雙公路地處云貴高原地區(qū)，地形地貌復(fù)雜多變，彎多坡陡，適合找到相關(guān)平曲線對理論運行速度預(yù)測模型進行驗證。

從表4 中可以看出:對于設(shè)計速度為60 km/h 的雙向兩車道二級公路，因平曲線半徑較小，小客車及大貨車很難按自由流狀態(tài)行駛，故其期望的運行速度達不到預(yù)測速度。同時，隨著坡度絕對值的增大，大貨車的運行速度實測值與預(yù)測值差距增大，但小客車的運行速度實測值與預(yù)測值誤差變化較小。

表4 平曲線路段實測運行速度與預(yù)測運行速度對比表

4 結(jié) 語

對運行速度進行預(yù)測是進行運行速度協(xié)調(diào)性分析的基礎(chǔ)。通過采集云南省三條雙車道公路平曲線路段的運行速度數(shù)據(jù)，建立了山區(qū)雙車道公路平曲線路段的運行速度預(yù)測模型。該模型可用于山區(qū)雙車道公路平曲線路段的運行速度預(yù)測。同時，從運行速度預(yù)測模型的驗證和應(yīng)用中可以得出，半徑大小和縱坡坡度是影響小客車和大貨車運行速度的主要因素。

［1］交通運輸部公路科學(xué)研究院.高速公路運行速度設(shè)計方法與標(biāo)準(zhǔn)［R］.交通運輸部公路科學(xué)研究院研究項目，2003.

［2］宋濤，張永生，郭彩香.山區(qū)公路平曲線運行速度預(yù)測模型研究［J］.交通運輸工程與信息學(xué)報，2007，5(1):118－123.