公路运行速度体系与工程应用技术

万福玲

(惠民县交通运输局，山东 惠民251700)

中国从20世纪50年代起引入了“设计车速”概念后一直采用的是基于设计速度的公路设计方法体系。自20世纪70年代初开始,面对公路交通事故迅速增加的形势,欧美一些国家研究提出了“运行速度”概念。由于运行速度综合考虑了驾驶行为、心理、视觉需求、汽车性能特征、线形几何要素等多方面的因素,所以采用运行速度方法进行公路设计、安全性检验和评价以及公路安全限速,可以有效提升公路路线与汽车行驶之间的协调性和一致性，降低速度差,同时规范驾驶员的行为,从而提升公路行车的安全性以及运行效率。

当前,随着社会经济的快速发展和汽车保有量逐年递增,中国也面临着严峻的道路交通安全问题。但由于研究起步较晚等客观因素,中国基于运行速度开展设计检验、安全评价和速度控制等工作尚缺少系统的理论支撑,缺少量化的评价指标和工程应用技术。鉴于此,自2000年开始，中国交通运输部组织持续开展了一系列公路运行速度领域的重大专项研究,以期建立符合中国国情、适应中国公路交通特征和驾驶行为的公路运行速度设计、评价与控制体系。

1 综合评价技术

应用运行速度模型，研究开发了适用于各级公路和桥、隧道等特殊路段的公路运行速度测算分析技术(软件系统)，实现自动获取路线几何设计数据、自动划分路段、结点速度测算、速度突变点判定、输出测算分析成果图表等功能;开发路线空间曲率测算、驾驶工作负荷度指基于运行速度的安全设计检验技术，在综合考虑公路功能、等级、交通量、沿线地形、地质以及工程造价等因素对路线设计影响的基础上,将运行速度理念引入到中国现行的公路路线设计方法体系中,有效地从安全角度优化线形指标、保证路线设计指标更加符合实际行驶速度和驾驶员的驾驶需求。在前述公路安全性综合评价指标、标准和综合评价技术等研究成果的基础上，即在实现对路线“定量评价”的基础上,从总结分析运行速度模标测算等软件技术，为甄别速度型规律入手,结合各等级公路勘察设计工作实践，重点开展基于运行速度的路线安全性优化设计方法,即开展“动态优化”方法和技术的研究和探索。

1.1 速度过渡

在公路路线设计中，从行车安全角度更应该关注车辆运行速度发生变化的位置(或区域)，即速度过渡段的良好衔接和过渡设计。从典型公路路段运行速度的观测分析,按照其设计车速与运行速度的变化特点,可将公路项目分为 3类：第“1”类公路，即设计速度大于、等于100km/h的高速公路和部分具有干线功能的一级公路；第“2”类公路,即设计速度在60~90km/h的高速公路、一级公路和部分二级公路;第“3”类公路,即设计速度在30~60km/h的二、三级公路。

1.2 与速度对应的平曲线半径

根据相邻路段的运行速度应保证协调性和连续性的原则,根据不同驶入速度对应适宜半径的范围,给出不同规划运行速度的推荐半径范围，以保证曲线上得到的运行速度差小于20km/h。

1.3 公路速度控制技术

中国交通事故中，机动车驾驶员超速行驶导致的交通事故伤亡人数占事故伤亡总人数的比例很大,对超速行驶现象的有效治理可以在很大程度上改善中国的道路交通安全状况。本项目研究通过大范围的数据采集、采用先进的分析方法寻找影响限速制定的各种因素，建立了相关因素与限速之间的关系模型；针对不同技术等级公路,构建适合于不同条件的速度限制取值方法体系；确定各种速度控制技术的设置条件及方法。

1.4 限速值综合决策模型

通过分析研究限制速度对交通安全、运行效率和执法成本等的影响程度,首次建立了基于运行效率、经济性、安全性、舒适性、实用性等的多目标公路限速综合决策模型，奠定了适合中国国情的公路限速理论基础。

1.5 限速区段确定

限速区限速是常用的限速方法之一,设置限速区的路段,通常是道路几何线形特殊或者道路环境条件频繁变化的地方。项目研究建立了限速区、限速区过渡段长度计算模型,提出了公路限速区、限速区过渡段的最小长度的推荐值,并提出了限速区段的具体设计方法。

1.6 组合限速设计方法

通过大量实际项目观测和数据采集,对比分析不同限速设施和技术的作用和效果,提出了常用速度控制设施的设置条件、设置位置等技术要点;提出了有效速度控制组合的设置条件、设置位置的选择及具体实施等技术要点；系统总结提出适合中国公路交通特点的公路速度限制标准及速度控制设施的组合设计方法。

2 成果工程应用及效果

在本项目阶段成果的基础上，中国《公路工程技术标准》(2003版)和《公路路线设计规范》(2006版)正式引入运行速度概念。以本项目高速公路运行速度模型研究成果为基础，中国2004年发布推荐性行业标准《公路建设项目安全性评价指南》。2007年度,交通运输部又发布了新的“文件编制办法”对公路勘察设计项目开展安全性检验和评价的范围、评价内容、形式等进行了具体的要求。车道公路尤其是山区高速公路开展安全性检验、评价和安全保障对策累计达5-104km以上,从根本上提高了中国各级公路的安全品质。2008年初中国科技部、公安部和交通运输部联合启动了“十一、五”国家科技支撑计划项目“重特大道路交通事故综合预防与处置集成技术开发与示范应用”,该项目在对本项目系统成果验证的基础上，正在国家高速公路网京珠线、连霍线、京津通道，以及云贵川渝等省市的国省干道超过4800km的各级公路中开展示范和应用。

3 结语

（1）项目研究解决了中国公路从设计、建设到运行管理阶段与速度和安全密切关联的关键性问题，系统构建了各级公路运行速度预测模型，建立了公路运行速度安全设计理论、技术与流程,研究集成公路安全性综合评价、安全设计检验和限度控制等关键技术,建立了符合中国公路交通特性的公路安全性综合评价标准体系,为中国从 “人、车、路”平衡角度出发进行公路安全设计、科学评价和安全限速管理提供了成套性理论、方法、技术和标准体系支撑。本项目研究成果的应用推广,必将大幅度提升中国公路交通安全水平。

（2）对于中国平原微丘地区的多车道高速公路项目,由于车辆行驶速度等受到道路几何线形条件的影响相对较小，而受到车道宽度、同一车道及不同车道之间大小车型的速度差等因素的影响较大，所以针对平原微丘地区线形指标较高的多车道高速公路尚需开展针对性的研究,以补充完善对因车型差异因素而引起的公路安全性评价指标和标准。同时,在本项目成套技术成果的基础上,应用运行速度方法针对公路网级的速度控制技术开展研究,将对系统提高中国高速公路网的综合运输效率有重大意义。

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