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基于安全行車速度限速理論及應(yīng)用研究

文檔作者：唐敏王瑁文檔來源： 1．長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院 2．湖南省交通科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年04月27日
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第35卷，第5期
2 0 1 0年1 0月
公 路 工 程
Highway Engineering
Vo1．35．NO．5
0ct． ．2 0 1 0
基于安全行車速度限速理論及應(yīng)用研究
唐敏 ，王
(1．長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410004；
瑁
2．湖南省交通科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410015)
[摘 要]針對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有的設(shè)計(jì)速度限速和運(yùn)行速度限速法所存在的問題，提出了基于安全行車速度的限
速理論。結(jié)合安全行車速度包含的內(nèi)容和道路工程應(yīng)用特點(diǎn)，具體考慮車速與平豎曲線、停車視距、非線性因素和
實(shí)際車輛運(yùn)行速度之間的關(guān)系，闡述了安全行車速度限速理論體系的建立，并結(jié)合湖南通車山區(qū)高速公路典型路
段進(jìn)行限速試驗(yàn)，效果良好。
[關(guān)鍵詞]安全行車速度；限速理論；限速
[中圖分類號(hào)]U 491．5 4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674—0610(2010)05—0135—03
Theory and Application Research of Speed Limit Base on
—Safe Speed
TANG M in ，W ANG Jun
(1．Changsha University of Science&amp;amp; Technology，School of Traffic and Transportation Engineering，
Changsha，Hunan 410004，China； 2．Hunan Communications Research Institute，Changsha，Hunan
410015，China)
[Abstract]Considering the problems of the existing speed limits at home and abroad which are
base on design speed and running speed，speed limit theory base on safe speed is proposed in this paper．
Combine the contents of the safe speed and road engineering features，considering the relations between
the speed and fiat ve~ical curves， stopping sight distance， non-linear factors and the actual vehicle
speed，the paper describes the establishment of speed limits theoretical system base on safe speed． And
test for speed limits on the typical sections of the opening mountain freeways in Hunan which have good
effect．
[Key words]safe speed；speed limit theory；speed limit
目前，國際國內(nèi)針對(duì)道路限速(含公路和城市
道路)的理論依據(jù)主要有2種：設(shè)計(jì)速度限速和運(yùn)
行速度限速法。設(shè)計(jì)速度限速在我國到現(xiàn)在一直在
使用，理論和實(shí)踐證明，成效較大。但其不足之處也
顯而易見，即采取“一刀切”式的道路限速方案，浪
費(fèi)了許多道路資源，影響了運(yùn)行效率；運(yùn)行速度限速
法?在全國剛開始推行，依據(jù)的是國外引進(jìn)的統(tǒng)計(jì)
經(jīng)驗(yàn)公式，需要進(jìn)行進(jìn)一步的理論驗(yàn)證及運(yùn)行效果
的檢驗(yàn)。在研究上述兩種限速理論的基礎(chǔ)上，本文
結(jié)合湖南高速公路限速實(shí)踐，重點(diǎn)研究安全行車速
度限速理論，為道路限速項(xiàng)目實(shí)施提供理論依據(jù)和
實(shí)踐示范。
1 安全行車速度限速理論體系的建立
建立安全行車速度理論體系需要綜合考慮如道
路幾何特征、道路周邊環(huán)境、交通條件、事故因素、氣
候條件等因素才能指導(dǎo)道路限速的設(shè)計(jì)及實(shí)施。
① 安全行車速度包含的因素內(nèi)容。
排除道路路基、路面平整度、路寬等影響道路等
級(jí)的因素，對(duì)于路面狀況良好的普通公路、干線公路
和高速公路來說，影響其安全行車速度的因素主要
有：道路幾何特征，即道路等級(jí)、平縱線形及橫斷面
布置、視距、立交出入E1等 ；道路周邊環(huán)境，即公
路通過的城市中可能影響駕駛員行駛的泊車行為、
道路沿線環(huán)境、路側(cè)建筑物、道路照明及路側(cè)危險(xiǎn)路
段等；交通條件，即交通流的飽和程度、車流組成、道
路設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行車速等；事故因素，即交通事故數(shù)
量、嚴(yán)重程度等；其他災(zāi)害性氣候條件；其他方面
(出行時(shí)間、能源消耗、駕駛員的認(rèn)同及遵守程度)
等。
[收稿日期]2010—08—28
[作者簡(jiǎn)介]唐敏(1986一)，女，湖南邵陽人，碩士研究生，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理研究。
136 公路工程 35卷
② 安全行車速度計(jì)算理論體系。
計(jì)算理論體系建立的總體思路就是結(jié)合安全行
車速度包含的內(nèi)容和道路工程應(yīng)用特點(diǎn)，具體考慮
車速與平豎曲線、停車視距、非線性因素的關(guān)系，得
出車速的最小值vo =rain{ ， ，? ， }，再與觀
測(cè)的實(shí)際車輛運(yùn)行速度 進(jìn)行比較調(diào)整得到l／o ，
最后在道路速度一樁號(hào)圖上進(jìn)行標(biāo)識(shí)，結(jié)合速度段
要求的最短長(zhǎng)度，綜合得出道路不同路段的安全行
車速度vo(見圖1)。
圖1 安全行車速度計(jì)算方法的流程圖
Figure 1 Safe speed calculation method of flow chart
其中 ，l，2，? ， 具體求法如下：
平曲線反算經(jīng)濟(jì)車速 ：
1 = ~／127× ×( ±i超) (1)
式中：R為平曲線半徑，m； 為橫向力系數(shù)；i超為
超高橫坡度，％ 。
的舒適界限，由0．10到0．16隨行車速度而
變化，設(shè)計(jì)中對(duì)高、低速路可取不同的數(shù)值 。綜
合燃油消耗和對(duì)車輪磨損分析，當(dāng)設(shè)計(jì)車速為
100 km／h時(shí)， 取0．05，設(shè)計(jì)車速為80 km／h時(shí)
取0．06。
緩和曲線長(zhǎng)反算最大舒適車速V2：
√ 幾■ (2)
式中：R為圓曲線半徑，m；L 為緩和曲線長(zhǎng)度； ≤
1．2 X L 。
橫向加速度反算最大舒適車速 ：
：
~／12．96×R×ah (3)
式中：a^為橫向加速度，m／s ；R為平曲線半徑，m；
a 取2．0，求得的車速即平曲線最大舒適車速。
豎向加速度反算最大舒適車速 ：
1／4=√12．96×。 ×R (4)
式中：R 為曲率最大處的曲率半徑；as取0．40，求的
車速即豎曲線最大舒適車速。
凸曲線停車視距反算停車制動(dòng)初始車速V5：
根據(jù)下式反 =等+
(5)
式中：t為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，取2．5 s； 為輪胎與路
面之間的縱向摩阻系數(shù)；i為縱坡度，上坡“+”，下
坡“一”。
平縱合成曲線停車視距反算超車道停車制動(dòng)初
始車速 ：
根據(jù)下式算出水平停車視距：
訂×R ?cc。s( 一 h)
u水平一 90
再計(jì)算其所對(duì)應(yīng)豎曲線的停車制動(dòng)初始車速V6：
S水平=S上坡水平+STa水平
S停=S上坡水平／cosa +S下
根據(jù)下式反算S停=
坡水平／cosfl
等3 ． 6+ 254 (f +i )。
(6)
式中：h為最大橫凈距，m；S為水平停車視距，m；R
為曲線內(nèi)側(cè)行駛軌跡的半徑，m；o／為上坡坡度；口為
下坡坡度。
對(duì)于安全行車速度有影響的其他非線性因素還
有車道寬、中間帶寬度、路肩寬等。車道寬度 、
中間帶寬度 )和右側(cè)硬路肩寬
，
)的一般值如
下 ，根據(jù)下式可反推出 、 、 ：
根據(jù)下式反算：
r3．75 V7=120、100、80
Lv7) {3．5 60、40 (7)
根據(jù)下式反算：
r3 =120
Lv．)={2 80、60 (8)
根據(jù)下式反算：
f3．5／)9= 20
。)={3 =100 (9)
【2．5 V9=80
根據(jù)得出的 ，'，2，? ， ，求得最小值Vo =rain
{ 。，I／2，? ， )，再與觀測(cè)的實(shí)際車輛運(yùn)行速度
第5期 唐敏，等：基于安全行車速度限速理論及應(yīng)用研究 l37
l／8 進(jìn)行比較，以驗(yàn)證和說明的方式對(duì) 。進(jìn)行驗(yàn)證
并進(jìn)行修正調(diào)整得到 。
然后在道路速度一樁號(hào)圖上進(jìn)行標(biāo)識(shí)，如圖2所
示。
二、
●
皇
一
圖2 速度一樁號(hào)圖
Figure 2 Speed—Stake graph
依照駕駛員行為，擬定限速路段最短長(zhǎng)度為5
～ 10 min行駛車程，限速80 km／h時(shí)不得小于
5 min車程，限速100 km／h及以上時(shí)不得小于
10 min車程。結(jié)合速度段要求的最短長(zhǎng)度，綜合得
出道路不同路段的安全行車速度 。
2 實(shí)例分析
以邵懷高速公路分段限速研究為例。在擬定限
速研究路段，按5 km分小段，在邵懷分段限速分析
圖上找到每一小段中各影響因素指標(biāo)反算車速的最
低值，找出各小段最低值集合里的最小值，且經(jīng)濟(jì)車
速在限速值以上占擬定限速路段長(zhǎng)度90％ 以上時(shí)，
即確定擬定限速值為該最小值向下的最近整數(shù)值。
否則，再次按限速路段長(zhǎng)度確定標(biāo)準(zhǔn)擬定限速研究
路段。經(jīng)計(jì)算論證后得出邵懷高速公路分段限速值
見表1。
表1 邵懷高速公路限速表
Table 1 The speed limit value of Shaohuai Freeway
樁號(hào)范圍—— 魚 生
對(duì)于邵懷高速在重要互通和限速標(biāo)準(zhǔn)分段處，
限速標(biāo)志可采用門架形式設(shè)置；其他互通限速標(biāo)志
設(shè)在主要匝道入口加速匯合點(diǎn)后500 m左右的路側(cè)
位置，采用單立柱的形式。在變速地段(k69+000、
k74+500、kl19+000)減速標(biāo)志設(shè)置點(diǎn)前200 m和
后100 m處設(shè)置減速地面標(biāo)記。
3 結(jié)論
基于安全行車速度的分段限速設(shè)計(jì)雖然限速值
的確定需要經(jīng)過大量的計(jì)算和調(diào)查，實(shí)施比較復(fù)雜，
但是能夠如實(shí)反映道路實(shí)際行車條件，與車輛實(shí)際
運(yùn)行速度一致，能夠節(jié)約道路資源，使得道路運(yùn)行效
率最大化。
高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)在全國來說是極其敏感也是
亟需要解決的問題，因?yàn)樗苯訝可娴浇煌ò踩?
實(shí)質(zhì)。在追求交通效率的同時(shí)，必須將交通安全放
在首位，在保證交通安全的前提下，追求最大的交通
運(yùn)行效率?；诎踩熊囁俣鹊姆侄蜗匏僭O(shè)計(jì)仍然
需進(jìn)一步跟蹤并進(jìn)行后續(xù)的安全評(píng)價(jià)，也可以與其
他限速措施同時(shí)進(jìn)行，如分車道限速等?？傊挥?
制定切實(shí)可行的限速設(shè)計(jì)，才能保證車輛的安全經(jīng)
濟(jì)運(yùn)行，才能使高速公路的“高速”不會(huì)成為一句空
話。
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