文 美國(guó)資深規(guī)劃設(shè)計(jì)專家 梁康之

速度控制是道路交通控制和管理的重要項(xiàng)目，是交通工程學(xué)科的主要內(nèi)容之一，限制速度也是一項(xiàng)比較復(fù)雜的交通控制管理工作。那么，速度和事故風(fēng)險(xiǎn)之間存在什么關(guān)系？如何用科學(xué)的方法設(shè)定限制速度？

法定限制速度與設(shè)定限制速度

一般說(shuō)來(lái)，制定限制速度要考慮很多因素，比如土地利用、道路設(shè)計(jì)、周邊環(huán)境、車流量等。在世界大多數(shù)國(guó)家，限制速度是由道路交通控制管理法規(guī)來(lái)規(guī)定的，也是工程技術(shù)層面上對(duì)道路上行駛的車輛管理要求，因此，限制速度可分為法定限制速度和工程研究建立的限制速度區(qū)段。

法定限制速度

在美國(guó)，法定限制速度是由州政府和地方政府根據(jù)美國(guó)《統(tǒng)一車輛條例》（Uniform Vehicle Code ，簡(jiǎn)稱UVC），按照道路等級(jí)、道路設(shè)計(jì)來(lái)制定的。州和地方政府的交通管理部門則負(fù)責(zé)根據(jù)道路和交通的實(shí)際狀況，對(duì)法定限制速度作相應(yīng)的調(diào)整，設(shè)置符合現(xiàn)有條件的限制速度，以滿足道路交通運(yùn)輸?shù)男枨螅▓D1）。

法定限制速度是指在理想的道路和交通條件下，對(duì)同一類型道路設(shè)置的可有效運(yùn)行的最高行駛速度。美國(guó)各州的機(jī)動(dòng)車法律規(guī)定了各種類別街道和高速公路的限制速度。在美國(guó)，大多數(shù)州規(guī)定住宅區(qū)的法定限制速度為25英里/小時(shí)（40公里/小時(shí)），商業(yè)區(qū)為30英里/小時(shí)（50公里/小時(shí)），所有其他道路法定限制速度為55英里/小時(shí)（90公里/小時(shí)）。

設(shè)定限制速度

由于自然條件限制，道路建設(shè)過(guò)程往往不同于理想條件。因此，在特定的道路、交通或土地使用條件下，法定限制速度可能并不符合某一具體道路交通安全和效率的需求。道路管理部門有權(quán)設(shè)定合理的限制速度區(qū)域，以保證道路交通的安全和效率，所選擇的合理限制速度可能高于或低于《統(tǒng)一車輛條例》規(guī)定的或州政府規(guī)定的法定限制速度。

道路在使用過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不同、通過(guò)的地段不同，或是周邊環(huán)境發(fā)生了變化等，就要對(duì)道路的法定限制速度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。比如，由于特殊的土地使用或其他因素而造成非典型交通特性、道路設(shè)計(jì)的約束元素大大高于或低于典型值、當(dāng)前道路上大多數(shù)車輛的行駛速度都高于或低于法定速度限制、主要公路在城市和郊外地區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)域、學(xué)?；蚱渌饕男腥私煌▍^(qū)域、道路施工區(qū)域、由于速度原因造成的事故頻發(fā)地段、特殊情況的道路等。

美國(guó)一般采用的“理性車速限制”是什么概念？駕駛?cè)舜蠖鄶?shù)時(shí)間不會(huì)注意標(biāo)志上的限速是多少，而是會(huì)用個(gè)人認(rèn)為比較舒適的速度駕駛，這是由整個(gè)道路的構(gòu)造、車流量情況以及周邊環(huán)境等因素來(lái)決定的。因此，理性車速限制要反映大多數(shù)駕駛?cè)恕昂侠砗褪孢m”的車輛駕駛行為。

設(shè)定限制速度是要鼓勵(lì)駕駛?cè)俗袷叵拗扑俣炔⒁院侠淼乃俣刃旭?，而不是通過(guò)警察上路執(zhí)法、安裝攝像設(shè)備監(jiān)控強(qiáng)迫駕駛?cè)俗袷?，因此，要在道路上設(shè)置合理的限速標(biāo)志，使駕駛?cè)丝吹胶缶蜁?huì)按照限速值駕駛。合理設(shè)定限制速度也能減少超速的違法現(xiàn)象，降低執(zhí)法成本，節(jié)省有限執(zhí)法資源，還能降低車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

限制速度與事故風(fēng)險(xiǎn)

速度和事故風(fēng)險(xiǎn)存在什么關(guān)系？大多數(shù)研究表明，在道路上行駛的速度接近這條道路上大多數(shù)駕駛?cè)说男旭偹俣仁亲畎踩摹Ａ硗?，什么時(shí)候事故率最低？如圖2所示，在平均速度偏右的區(qū)域，事故發(fā)生概率較低，也就是說(shuō)如果大多數(shù)駕駛?cè)硕家酝凰俣锐{駛，相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)就小很多。

圖2 平均速度偏差值

圖2中紅線表示事故數(shù)量，各個(gè)不同標(biāo)記表示不同公路的事故數(shù)量。圖中的“零點(diǎn)”代表平均值，根據(jù)這個(gè)圖表可以找出不同等級(jí)的道路，以什么樣的速度行駛，事故率最低。一般來(lái)說(shuō)，以接近道路的平均速度值來(lái)設(shè)置限速是比較安全的。也就是在一條道路上，大多數(shù)駕駛?cè)嘶疽阅骋凰俣刃旭偅敲?，在這個(gè)速度值左右去設(shè)置限速是比較合理的。

在美國(guó)如何進(jìn)行法定限制速度的調(diào)整

有專門的評(píng)價(jià)和審批程序

在美國(guó)，限制速度是法定的，調(diào)整限制速度有一套工程評(píng)價(jià)程序和法律審批程序。首先經(jīng)過(guò)交通工程調(diào)查研究后提出交通工程評(píng)價(jià)報(bào)告，申請(qǐng)建立或變更交通管理法令的相關(guān)文件，再經(jīng)議會(huì)或政府指定的機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，列入當(dāng)?shù)氐慕煌ü芾矸蓷l例，報(bào)送到執(zhí)法機(jī)構(gòu)（警察）、裁決機(jī)構(gòu)（法院）和交通管理部門文件存檔，最后安裝有效的標(biāo)志。其中，存檔的目的是為了警察執(zhí)法的時(shí)候知道這條道路的限速是多少，如果駕駛?cè)耸盏搅P單后去法院申訴，法官也清楚這一限速確實(shí)是有相關(guān)法律條文規(guī)定的。有時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)因限速相關(guān)法律文件不齊全導(dǎo)致法官否定處罰的情況。

進(jìn)行限制速度評(píng)價(jià)

從道路交通工程的角度如何進(jìn)行限制速度評(píng)價(jià)呢？限制速度的交通工程評(píng)價(jià)包括以下內(nèi)容：一是查閱道路的環(huán)境、特征、條件和交通特性；二是在理想的天氣和車輛行駛自由流動(dòng)的交通條件下，選取沿道路一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，觀察和測(cè)量能夠反映該路段運(yùn)行狀況的車輛行駛的點(diǎn)速度；三是分析速度數(shù)據(jù)，以確定速度平均值和第85百分位數(shù)速度和其他速度特征；四是查找和分析該路段3-5年內(nèi)的事故記錄歷史；五是檢查駕駛中的任何道路和交通控制的異常情況。

在限制速度的交通工程評(píng)價(jià)中有十幾項(xiàng)指標(biāo)，主要分析三種速度數(shù)值：第85百分位數(shù)速度（85th percentile speed）、平均速度（Mean Speed）和10英里/小時(shí)配速（10 mph Pace）。

采集速度數(shù)據(jù)，一般用車載測(cè)速雷達(dá)設(shè)備，要選取道路的典型地點(diǎn)進(jìn)行采集，比如，如果是一條彎道較多的道路，就要在一個(gè)比較典型的彎道上采集速度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析。同時(shí)，還要了解這條道路上的事故記錄及其他一些特殊情況，比如周邊交叉口情況、接入情況等（圖3）。

圖3 車載測(cè)速雷達(dá)設(shè)備

在表1中標(biāo)出所測(cè)速度數(shù)據(jù)，表中縱向代表速度，橫向代表車的數(shù)量。一般情況下會(huì)測(cè)試100-200輛車的速度數(shù)據(jù)，也需觀測(cè)自由車流，一般取一組自由車流中的第一輛車的速度，同時(shí)還需取速度很快或很慢的車輛的速度數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下，采集的這些數(shù)據(jù)在表中會(huì)形成一個(gè)拋物線，就是車輛運(yùn)行速度的曲線。

分析車輛運(yùn)行速度曲線

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們通常采用第85百分位數(shù)速度、平均速度和10英里/小時(shí)配速這三個(gè)指標(biāo)來(lái)分析車輛運(yùn)行速度的曲線。

第85百分位數(shù)速度（85th percentile speed）代表了曲線的離散度，是85%的駕駛?cè)诵旭傇谀骋欢温飞?，?jīng)過(guò)測(cè)速點(diǎn)時(shí)等于或低于的速度值；是在理想條件下，大多數(shù)駕駛?cè)瞬粫?huì)超過(guò)的速度值，是該路段設(shè)置合理限速的指導(dǎo)性指標(biāo)。如圖4、圖5所示，藍(lán)色縱坐標(biāo)左側(cè)的黃色拋物線部分就代表了大多數(shù)駕駛?cè)私?jīng)過(guò)該路段時(shí)的速度低于或等于50英里/小時(shí)，剩下的15%駕駛?cè)藭?huì)比這個(gè)速度再快一些。

表1 車輛運(yùn)行速度研究表

圖4 車輛運(yùn)行速度曲線狀態(tài)

圖5 第85百分位數(shù)速度（紅色區(qū)域顯示大多數(shù)人在一個(gè)速度之下駕車的速度值）

平均速度（Mean Speed）是將所有測(cè)量的速度總和除以樣本總數(shù)計(jì)算得出平均值，代表了該路段速度分布的集中趨勢(shì)。平均速度與第85百分位數(shù)速度這兩個(gè)數(shù)值越接近，即速度分布的離散值和聚合值更接近，說(shuō)明大多數(shù)駕駛?cè)诵薪?jīng)該路段時(shí)的行駛速度比較接近于一個(gè)定值，這一指標(biāo)可以用于評(píng)價(jià)限制速度設(shè)置的是否合理。在低速行駛的居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)，可考慮使用平均速度作為限制速度值（圖6）。

圖6 平均速度與第85百分位數(shù)速度這兩個(gè)數(shù)值越接近，說(shuō)明速度分布的離散值和聚合值更接近

10英里/小時(shí)配速（10 mph Pace）是指在“速度”與“以速度統(tǒng)計(jì)的車輛數(shù)”的拋物線上，最高10英里/小時(shí)范圍內(nèi)包含的車輛數(shù)。這個(gè)指標(biāo)代表了這條道路上的駕駛?cè)说乃俣仁潜容^接近，還是差距較大。圖7中，紅色橫線表示10英里/小時(shí)配速，紅線上面的拋物線是在這個(gè)速度范圍內(nèi)行駛的車輛。包含在10英里/小時(shí)的范圍內(nèi)車輛越多，說(shuō)明大多數(shù)車輛行駛的速度越接近，車流接近勻速行駛，設(shè)置的限制速度越合理。

如果考量一條道路的限速設(shè)置是否合理，我們希望圖中的拋物線跨度越窄越好，這意味著大多數(shù)駕駛?cè)说乃俣仍浇咏粋€(gè)定值。如果拋物線跨度越大，甚至被拉平直了，說(shuō)明設(shè)置的限速值和這條道路上駕駛?cè)说膶?shí)際速度差別就越大。也就意味著有的車速很慢，有的車速很快，那么在變換車道或超車時(shí)，發(fā)生碰撞的概率就會(huì)大。

圖7 紅色橫線表示10英里/小時(shí)配速，紅線上面的拋物線是在這個(gè)速度范圍內(nèi)行駛的車輛

如何設(shè)定限制速度

設(shè)定限制速度常用的方法

美國(guó)、加拿大設(shè)置限速時(shí)常用的工程方法，即以交通工程學(xué)原理，對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施條件和交通狀況進(jìn)行調(diào)查分析，例如，是否有行人穿越道路的需求，是否設(shè)置了中間隔離帶等，考慮各項(xiàng)因素后制定限制速度。工程方法又分為：運(yùn)行速度法，以第85百分位數(shù)速度為基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置限制速度；道路風(fēng)險(xiǎn)法，以道路功能分類和設(shè)計(jì)參數(shù)為基準(zhǔn)設(shè)置限制速度（圖8）。

圖8 運(yùn)用運(yùn)行速度法設(shè)置限制速度

美國(guó)大多數(shù)洲際公路的設(shè)計(jì)速度是75英里/小時(shí)，但在上世紀(jì)60年代石油危機(jī)的時(shí)候，聯(lián)邦政府頒布法令一般設(shè)定洲際公路限速為55英里/小時(shí)。到90年代后，限速開(kāi)始放開(kāi)，大多洲際公路限速改成為65英里/小時(shí)。

美國(guó)聯(lián)邦公路局還提供了一種系統(tǒng)方法——專家系統(tǒng)方法：限制速度由美國(guó)聯(lián)邦管理局編寫的計(jì)算機(jī)程序設(shè)定，利用積累的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，電腦模擬判斷，提供最合適的限制速度。該系統(tǒng)存儲(chǔ)有知識(shí)庫(kù)，在得到特定的條件數(shù)據(jù)后，可進(jìn)行分析模擬道路條件和交通狀況，得出適合條件的限制速度值。實(shí)際上這種方法和工程方法類似，只要在數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先輸入大量樣本，設(shè)置相應(yīng)的條件，系統(tǒng)便會(huì)推薦一個(gè)樣本。

最佳優(yōu)化方法：以減少運(yùn)輸?shù)目偵鐣?huì)成本來(lái)設(shè)定限制速度。確定最佳限制車速時(shí)要考慮旅行時(shí)間、車輛運(yùn)營(yíng)成本、道路交通事故、交通噪聲和空氣污染等因素。

傷害最小化或安全體系方法：根據(jù)可能發(fā)生的碰撞類型，撞擊力產(chǎn)生的結(jié)果以及人體對(duì)這些力的耐受性來(lái)設(shè)置限制速度（圖9）。

圖9 致人死亡的速度值

歐洲、大洋洲的一些國(guó)家會(huì)使用傷害最小化或安全體系方法。目前世界上還沒(méi)有國(guó)家使用最佳優(yōu)化法來(lái)設(shè)置限制速度。

設(shè)定限制速度的區(qū)域

一般來(lái)說(shuō)，設(shè)定限制速度的區(qū)域長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能長(zhǎng)，并且與道路環(huán)境和交通狀況保持一致。也就是說(shuō)道路限速不要頻繁變換，駕駛?cè)藨?yīng)該在較長(zhǎng)距離內(nèi)保持一個(gè)速度來(lái)行駛，只有在不得已的時(shí)候，才去改變限制速度。那么，一個(gè)限速區(qū)段應(yīng)該設(shè)定多長(zhǎng)的距離？其實(shí)并沒(méi)有一個(gè)特別的規(guī)定，限速區(qū)段的長(zhǎng)度主要根據(jù)車輛行駛的特點(diǎn)和限制速度值的高低而定，一般不應(yīng)小于0.5英里（0.8公里）（圖10）。

圖10 速度限制標(biāo)志

根據(jù)限制速度的變化 設(shè)定緩沖區(qū)或漸變區(qū)

如果在一個(gè)過(guò)渡區(qū)段設(shè)置限速，特別是從較高限速到較低的限速，應(yīng)該平緩過(guò)渡，不能從限速120公里/小時(shí)，直接就降到50公里/小時(shí)，駕駛?cè)藳](méi)辦法做到，容易造成追尾事故。因此，速度變化值等于或大于15英里/小時(shí)（24公里/小時(shí)）時(shí)，要對(duì)駕駛?cè)俗鱿鄳?yīng)的提示，設(shè)置不小于0.2英里（0.3公里）的緩沖區(qū)。

速度變化值大于25英里/小時(shí)（40公里/小時(shí)）時(shí)，需要設(shè)置速度漸變區(qū)，如60英里/小時(shí)（100公里/小時(shí)）降為45英里/小時(shí)（70公里/小時(shí)），到30英里/小時(shí)（50公里/小時(shí)）的最后限制速度。尤其在城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域，比如從國(guó)道或干道進(jìn)入城區(qū)道路，存在較大限速差，應(yīng)該設(shè)置速度漸變區(qū)，先從高限速降到中間限速，再降到更低限速，比如100公里/小時(shí)，先降到70公里/小時(shí)，再降到50公里/小時(shí)。