摘 要：【目的】為了評(píng)價(jià)高速公路既有限速值的合理性，需基于設(shè)計(jì)指標(biāo)，研究其與實(shí)際交通狀態(tài)的適應(yīng)程度。【方法】采用基于設(shè)計(jì)指標(biāo)適應(yīng)性評(píng)價(jià)的方法，結(jié)合交通事故數(shù)據(jù)，對(duì)某高速公路的原限速值開展系統(tǒng)性研究，分析既有限速值對(duì)于實(shí)際交通通行的適應(yīng)程度，確定建議的限速值?！窘Y(jié)果】該條高速公路可從當(dāng)前的限速100 km/h提高至120 km/h，限速值提高后，經(jīng)過兩年多的通車運(yùn)營(yíng)，該條高速公路未發(fā)生限速值提高引起的交通事故，說明該方法的實(shí)際應(yīng)用效果良好?！窘Y(jié)論】研究成果可為運(yùn)營(yíng)期高速公路限速值合理評(píng)價(jià)及優(yōu)化提供借鑒。

關(guān)鍵詞：限速；高速公路；設(shè)計(jì)指標(biāo)適應(yīng)性評(píng)價(jià)法；交通安全

中圖分類號(hào)：U491" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " 文章編號(hào)：1003-5168（2024）24-0060-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.24.012

Research on Speed-up of Operating Freeways Based on Adaptive

Evaluation of Design Indicators

Abstract： [Purposes] In order to evaluate the rationality of existing speed limits on freeways， it is necessary to evaluate their adaptability to actual traffic conditions based on design indicators. [Methods] Based on the adaptability evaluation method of design index and combined with traffic accident data， a systematic study on the original speed limit value of a highway is carried out. The adaptability of the limited speed value to actual traffic flow was analyzed， and the recommended speed limit value was determined. [Findings] The speed limit of this freeway train can be increased from the current speed limit of 100 km/h to 120 km/h. After more than 2 years of operation， the expressway has not experienced any traffic accidents due to the increase in speed limit， indicating that the practical application effect of this method is good. [Conclusions] This method can provide reference for the reasonable evaluation and optimization of speed limits for operating freeways.

Keywords： speed limit; freeway; design index adaptability evaluation method; traffic safety

0 引言

在高速公路行駛時(shí)，駕駛?cè)擞袝r(shí)會(huì)認(rèn)為限速設(shè)定不合理，如限速值過低、限速路段過長(zhǎng)或過短及不良?xì)庀髼l件下的限速值缺乏動(dòng)態(tài)靈活性等。從交通執(zhí)法的視角看，限速設(shè)施既要起到交通違法預(yù)防懲治的目的，又要達(dá)到保障交通安全的要求，因此應(yīng)科學(xué)合理地制定限速值。駕駛?cè)藢?duì)限速值的認(rèn)可度會(huì)影響他們對(duì)限速的遵守績(jī)效，駕駛?cè)藢?duì)限速值的認(rèn)可度較高時(shí)，也就能更大程度地遵守限速的規(guī)定，產(chǎn)生較少的超速駕駛行為。

對(duì)于運(yùn)營(yíng)期的高速公路而言，其限速值前期在通車時(shí)就已設(shè)定，通過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)管理，駕駛?cè)?、交通?zhí)法部門對(duì)限速值都有了一定的判斷。限速設(shè)定是否合理，需要有較為科學(xué)的依據(jù)，使駕駛?cè)?、交通?zhí)法部門都能夠接受。車道數(shù)較多時(shí)，限速設(shè)定應(yīng)充分考慮不同車道對(duì)應(yīng)的限速值［1］。在高速公路的不同路段，其限速值也可以設(shè)定不同［2］。限速提高的方案，應(yīng)在現(xiàn)有路段線形條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行［3-5］。同時(shí)，限速值還容易受到外界不良天氣［6］、管理措施［7］、關(guān)鍵安全技術(shù)指標(biāo)［8］、行車舒適性［9］的影響?？梢圆捎们昂髮?duì)比的方法，對(duì)提出的調(diào)整限速值進(jìn)行效果評(píng)價(jià)［10-11］，也可以用采集運(yùn)行速度的方法［12］，提出建議的調(diào)整限速值。對(duì)山區(qū)高速公路的限速，應(yīng)充分考慮山區(qū)高速公路行車環(huán)境特點(diǎn)［13］。

對(duì)高速公路限速值合理性的研究，應(yīng)結(jié)合具體的高速公路路段的實(shí)際情況，為此，本研究在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用某高速公路的有關(guān)資料，對(duì)既有限速值進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以提出可能的優(yōu)化限速值，為限速值的合理確定提供一種新的思路。

1 方法

本研究采用基于設(shè)計(jì)指標(biāo)適應(yīng)性評(píng)價(jià)的方法對(duì)高速公路限速方案進(jìn)行分析，在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，安全地提高道路限速值。首先，調(diào)查公路的運(yùn)營(yíng)狀況和事故情況，獲取適應(yīng)性評(píng)價(jià)需要的數(shù)據(jù)；其次，對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)；最后，根據(jù)既有公路的線形指標(biāo)對(duì)于新限速值的適應(yīng)程度來提出決策建議。

1.1 公路運(yùn)營(yíng)狀況調(diào)查

本研究需要調(diào)查的公路運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)有交通量、交通組成、服務(wù)水平、事故率與事故原因和運(yùn)行速度等。其中，應(yīng)采用運(yùn)行速度的標(biāo)準(zhǔn)差來判斷駕駛員遵守既有限速方案的情況。對(duì)事故率與事故原因進(jìn)行分析的目的是判斷是否存在交通事故多發(fā)點(diǎn)段，以及其與限速的因果關(guān)系。

1.2 適應(yīng)性評(píng)價(jià)的指標(biāo)

檢查在現(xiàn)有的限速方案下，以限定速度駕駛的車輛是否安全，同時(shí)設(shè)計(jì)指標(biāo)是否滿足提升一個(gè)限速等級(jí)的要求，指標(biāo)如下。

1.2.1 橫向力系數(shù)。平面技術(shù)指標(biāo)中，與運(yùn)行速度安全最直接相關(guān)的是圓曲線，在圓曲線半徑和超高不變的情況下，運(yùn)行速度提高，可能會(huì)帶來車輛橫向滑移的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要計(jì)算橫向力系數(shù)來綜合評(píng)定車輛行駛的安全性和舒適性。為保證行車安全和舒適性，最大橫向力系數(shù)μ應(yīng)不大于0.15。

1.2.2 連續(xù)縱坡。連續(xù)縱坡應(yīng)根據(jù)限速路段所在地的法律或有關(guān)規(guī)定加以限制，以避免過長(zhǎng)連續(xù)上下坡路段所引起的發(fā)動(dòng)機(jī)問題或制動(dòng)問題導(dǎo)致的事故。

1.2.3 橫凈距。橫凈距是指行車軌跡線與視距曲線之間的距離。通過停車視距可計(jì)算出不同圓曲線半徑所需要的橫凈距。

1.2.4 車輛的停車視距。根據(jù)運(yùn)行速度、駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間、路面附著系數(shù)及縱坡等值，分別計(jì)算小客車、大貨車的停車視距。

1.2.5 中央分隔帶視距。在高速公路的中央分隔帶，常采用的防眩措施為種植綠化植物、設(shè)置防眩板，在高速公路內(nèi)側(cè)車道上，車輛左轉(zhuǎn)時(shí)，易產(chǎn)生視線遮擋的情況，其他影響因素還有所在路段的圓曲線半徑、運(yùn)行速度等。因靠近中央分隔帶車道上行駛的車輛多為小客車，所以用小客車的視距值來進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

1.2.6 重要構(gòu)造物識(shí)別視距與交通工程沿線設(shè)施。通過驗(yàn)算并實(shí)地駕乘體驗(yàn)來評(píng)價(jià)橋梁、隧道、立交段構(gòu)造物的識(shí)別視距，同時(shí)對(duì)既有限速、擬提高限速下交通標(biāo)志的尺寸等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

2 工程實(shí)例

2.1 高速公路概況

本研究選取的運(yùn)營(yíng)期高速公路位于廣西壯族自治區(qū)桂林市，地處平原微丘區(qū)，雙向四車道，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)速度為100 km/h，全長(zhǎng)41.711 km。主要的路段線形指標(biāo)見表1。

根據(jù)收集到的交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該路段高峰時(shí)段的服務(wù)水平處于二級(jí)，交通流處于相對(duì)自由流的狀態(tài)，駕駛員基本可按照自己的意愿選擇行駛速度。交通組成以小型車為主，比例為81.8%。現(xiàn)有限速值與設(shè)計(jì)速度基本相同，不區(qū)分車型，采取雙向主線限速100 km/h，局部路段限速80 km/h，在互通出口匝道處限速40 km/h。

2.2 路段事故多發(fā)點(diǎn)段排查

相關(guān)交通數(shù)據(jù)顯示，2020年該段高速公路共發(fā)生交通事故20起。對(duì)事故原因進(jìn)行分析可知，無與道路本身相關(guān)的交通事故，無公路交通事故多發(fā)點(diǎn)段，因此已發(fā)交通事故對(duì)于限速值的選取無明顯影響。

2.3 運(yùn)行速度采集與分析

2.3.1 實(shí)測(cè)運(yùn)行速度。實(shí)測(cè)車輛的運(yùn)行速度可直接反映交通實(shí)際運(yùn)行特征，有助于更加合理地評(píng)價(jià)運(yùn)行速度的合理性。結(jié)合公路幾何線形及構(gòu)造物的分布，選取典型路段作為運(yùn)行速度的調(diào)查地點(diǎn)，采用雷達(dá)測(cè)速儀采集實(shí)測(cè)運(yùn)行速度。對(duì)運(yùn)行速度的分析顯示，小型車的速度為101～114 km/h，中型車的速度為79～88.4 km/h，大型車的速度為78～82.9 km/h，汽車列車的速度為64.9～69.7 km/h。從運(yùn)行速度的角度分析，小型車超限速值100 km/h的比例為100%，中型車、大型車超限速值80 km/h的比例均大于90%，汽車列車超限速值80 km/h的比例為0。車輛超速行駛的現(xiàn)象較為普遍。

2.3.2 運(yùn)行速度標(biāo)準(zhǔn)差。速度的離散性越大，車輛超車的可能性和頻率越高，發(fā)生交通事故的概率也會(huì)增加。運(yùn)行速度的離散性用標(biāo)準(zhǔn)差來衡量。該段高速公路不同車型運(yùn)行速度的標(biāo)準(zhǔn)差均低于5 km/h，說明運(yùn)行較為平穩(wěn)，與服務(wù)水平處于二級(jí)的總體態(tài)勢(shì)保持一致。

2.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

該段高速公路既有限速為100 km/h，擬將其提速至120 km/h，主要分析如下。

2.4.1 橫向力系數(shù)方面。根據(jù)采集的運(yùn)行速度，進(jìn)行120 km/h下的橫向力系數(shù)的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示，有8段道路的橫向力系數(shù)大于0.15，均為圓曲線半徑值較小的路段。

2.4.2 連續(xù)縱坡方面。該段高速公路不存在縱坡大于3%且長(zhǎng)度大于3 km的連續(xù)長(zhǎng)、陡下坡路段，縱坡引發(fā)交通事故的可能性較小，縱坡對(duì)限速值提高無影響。

2.4.3 橫凈距方面。速度為100、120 km/h時(shí)，停車視距最小值分別為160、210 m，需要的橫凈距無法得到滿足，但該高速公路路側(cè)、中分帶均設(shè)有護(hù)欄，可抵消橫凈距的不足。

2.4.4 小客車停車視距方面。按照120 km/h限速值，左轉(zhuǎn)圓曲線應(yīng)該滿足210 m的視距要求，此時(shí)要求的最小圓曲線半徑為700 m，該高速公路的最小圓曲線半徑值為715.715 m，小客車停車視距滿足120 km/h的限速要求。

2.4.5 貨車停車視距方面。載重貨車停車視距采用的駕駛?cè)艘朁c(diǎn)高度為2.0 m，視點(diǎn)前方路面上障礙物頂點(diǎn)高度為0.1 m。在考慮縱坡及運(yùn)行速度最不利組合的情況下，要滿足貨車停車視距的要求，其右轉(zhuǎn)圓曲線半徑應(yīng)不小于885 m。該條高速公路有5段圓曲線小于該值，即在這些路段，貨車停車視距無法滿足120 km/h限速的要求。

2.4.6 中央分隔帶視距方面。在整體式路基段或分離式路基的寬度≤9 m時(shí)，需要設(shè)置中央分隔帶防眩設(shè)施，在車道寬度為3.75 m時(shí)，靠近中央分隔帶的左轉(zhuǎn)曲線一側(cè)可提供的橫凈距為2.325 m。在行車速度為120 km/h時(shí)，滿足停車視距的左轉(zhuǎn)曲線最小半徑為2 372 m。該條高速公路有不滿足此最小半徑的路段。

2.4.7 重要構(gòu)造物識(shí)別視距與交通工程沿線設(shè)施方面。該段高速公路在行車速度120 km/h的條件下，需要提供350 m的構(gòu)造物視距；在行車環(huán)境復(fù)雜，路側(cè)出現(xiàn)較多提示消息時(shí)，應(yīng)提供460 m的構(gòu)造物視距。該高速公路上的重要構(gòu)造物均符合識(shí)別視距規(guī)范的要求。在100 km/h和120 km/h的限制速度時(shí)，交通標(biāo)志的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同，因此提速后的交通工程設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)可得到滿足。

2.5 提速方案分析

經(jīng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)，對(duì)于120 km/h的行車速度，高速公路不滿足的因素為橫向力系數(shù)、貨車停車視距、中央分隔帶視距，其他指標(biāo)的適應(yīng)性均良好。將不適應(yīng)120 km/h運(yùn)行速度技術(shù)要求的路段進(jìn)行匯總，具體見表2。

經(jīng)過適應(yīng)性檢驗(yàn)，表2中的路段總長(zhǎng)度為9.69 km（橫向力系數(shù)路段6.29 km，貨車停車視距路段3.48 km，中央分隔帶視距路段4.85 km，剔除重復(fù)路段）。本段高速公路總長(zhǎng)度41.711 km，上述路段占比為23.2%，即滿足提速路段的比例為76.8%，綜合考慮整條高速公路的實(shí)際情況，本研究認(rèn)為，可將該高速公路的限速值提高到120 km/h，同時(shí)在適應(yīng)性不良的路段加強(qiáng)交通工程措施，如增設(shè)視覺減速標(biāo)線、警告標(biāo)志等。

3 提速后的實(shí)際效果

該高速公路在將既有的限速值從100 km/h提高到120 km/h后，已經(jīng)運(yùn)營(yíng)了兩年多，交通安全態(tài)勢(shì)較為平穩(wěn)，未因提速發(fā)生交通事故。經(jīng)調(diào)查，駕駛?cè)藢?duì)提速的評(píng)價(jià)普遍較好，提高了通行效率，證明本研究提出的提速評(píng)價(jià)的方法具有一定的合理性。

4 結(jié)語

本研究提出了一種高速公路限速值提升的方案，通過對(duì)既有運(yùn)營(yíng)高速公路的橫向力系數(shù)、橫凈距、連續(xù)縱坡、停車視距為主的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，來檢驗(yàn)擬提速的合理性。通過對(duì)一條高速公路的實(shí)際應(yīng)用，將限速值提升至120 km/h，從運(yùn)營(yíng)效果來看，實(shí)現(xiàn)了交通安全、通行效率的雙提升。

參考文獻(xiàn)：

［1］候璐璐.八車道高速公路分車道限速論證研究［J］.河南科技，2021，40（15）：98-100.

［2］徐婷，胡閃閃，陳亦新，等.基于車速平穩(wěn)過渡的高速公路出口限速方案［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2024，24（1）：386-396.

［3］田華，張文，許加實(shí)，等.上思至峒中高速公路提高限速方案研究［J］.西部交通科技，2023（10）： 14-17，24.

［4］劉晏榮，王科，馮燾.坪漢高速公路限速方案研究［J］.公路，2023，68（7）：342-351.

［5］張鄒，郭鑫.山區(qū)高速公路限速控制與路線指標(biāo)的相關(guān)性分析［J］.西部交通科技，2022（5）：20-23.

［6］盧立新，孫廣林，李春杰，等.不同縱坡下雨天高速公路限速方法研究［J］.道路交通管理，2023（9）：56-60.

［7］張向岳.高速公路限速需求分析及限速管理方法研究［J］.警察技術(shù)，2023（5）：86-91.

［8］黃征，楊晨，周子楚.高速公路提高限速標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵安全技術(shù)指標(biāo)分析與研究［J］.湖南交通科技，2023，49（2）：175-179.

［9］王大為，唐楊.基于行車安全性和舒適性的公路限速路段研究［J］.國(guó)防交通工程與技術(shù)，2022，20（5）： 33-37.

［10］楊雅鈞，張馳，唐翔，等.高速公路限速策略優(yōu)化方法與評(píng)價(jià)模型［J］.交通信息與安全，2022，40（6）：33-44.

［11］韋紅亮，羅璽，吳兆輝.高速公路限速調(diào)整效果評(píng)價(jià)分析［J］.西部交通科技，2022（5）：82-85.

［12］胡圣魁，王武生，陸超.基于運(yùn)行速度的高速公路限速方法研究［J］.湖南交通科技，2021，47（4）：179-183.

［13］呂凡，朱歡，李振華，等.山區(qū)高速公路限速方案研究與應(yīng)用［J］.四川水泥，2021（10）：351-352.