公路運(yùn)行速度體系與工程應(yīng)用技術(shù)

萬福玲

(惠民縣交通運(yùn)輸局，山東 惠民251700)

中國從20世紀(jì)50年代起引入了“設(shè)計(jì)車速”概念后一直采用的是基于設(shè)計(jì)速度的公路設(shè)計(jì)方法體系。自20世紀(jì)70年代初開始,面對公路交通事故迅速增加的形勢,歐美一些國家研究提出了“運(yùn)行速度”概念。由于運(yùn)行速度綜合考慮了駕駛行為、心理、視覺需求、汽車性能特征、線形幾何要素等多方面的因素,所以采用運(yùn)行速度方法進(jìn)行公路設(shè)計(jì)、安全性檢驗(yàn)和評價(jià)以及公路安全限速,可以有效提升公路路線與汽車行駛之間的協(xié)調(diào)性和一致性，降低速度差,同時(shí)規(guī)范駕駛員的行為,從而提升公路行車的安全性以及運(yùn)行效率。

當(dāng)前,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和汽車保有量逐年遞增,中國也面臨著嚴(yán)峻的道路交通安全問題。但由于研究起步較晚等客觀因素,中國基于運(yùn)行速度開展設(shè)計(jì)檢驗(yàn)、安全評價(jià)和速度控制等工作尚缺少系統(tǒng)的理論支撐,缺少量化的評價(jià)指標(biāo)和工程應(yīng)用技術(shù)。鑒于此,自2000年開始，中國交通運(yùn)輸部組織持續(xù)開展了一系列公路運(yùn)行速度領(lǐng)域的重大專項(xiàng)研究,以期建立符合中國國情、適應(yīng)中國公路交通特征和駕駛行為的公路運(yùn)行速度設(shè)計(jì)、評價(jià)與控制體系。

1 綜合評價(jià)技術(shù)

應(yīng)用運(yùn)行速度模型，研究開發(fā)了適用于各級公路和橋、隧道等特殊路段的公路運(yùn)行速度測算分析技術(shù)(軟件系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)自動獲取路線幾何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、自動劃分路段、結(jié)點(diǎn)速度測算、速度突變點(diǎn)判定、輸出測算分析成果圖表等功能;開發(fā)路線空間曲率測算、駕駛工作負(fù)荷度指基于運(yùn)行速度的安全設(shè)計(jì)檢驗(yàn)技術(shù)，在綜合考慮公路功能、等級、交通量、沿線地形、地質(zhì)以及工程造價(jià)等因素對路線設(shè)計(jì)影響的基礎(chǔ)上,將運(yùn)行速度理念引入到中國現(xiàn)行的公路路線設(shè)計(jì)方法體系中,有效地從安全角度優(yōu)化線形指標(biāo)、保證路線設(shè)計(jì)指標(biāo)更加符合實(shí)際行駛速度和駕駛員的駕駛需求。在前述公路安全性綜合評價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和綜合評價(jià)技術(shù)等研究成果的基礎(chǔ)上，即在實(shí)現(xiàn)對路線“定量評價(jià)”的基礎(chǔ)上,從總結(jié)分析運(yùn)行速度模標(biāo)測算等軟件技術(shù)，為甄別速度型規(guī)律入手,結(jié)合各等級公路勘察設(shè)計(jì)工作實(shí)踐，重點(diǎn)開展基于運(yùn)行速度的路線安全性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,即開展“動態(tài)優(yōu)化”方法和技術(shù)的研究和探索。

1.1 速度過渡

在公路路線設(shè)計(jì)中，從行車安全角度更應(yīng)該關(guān)注車輛運(yùn)行速度發(fā)生變化的位置(或區(qū)域)，即速度過渡段的良好銜接和過渡設(shè)計(jì)。從典型公路路段運(yùn)行速度的觀測分析,按照其設(shè)計(jì)車速與運(yùn)行速度的變化特點(diǎn),可將公路項(xiàng)目分為 3類：第“1”類公路，即設(shè)計(jì)速度大于、等于100km/h的高速公路和部分具有干線功能的一級公路；第“2”類公路,即設(shè)計(jì)速度在60~90km/h的高速公路、一級公路和部分二級公路;第“3”類公路,即設(shè)計(jì)速度在30~60km/h的二、三級公路。

1.2 與速度對應(yīng)的平曲線半徑

根據(jù)相鄰路段的運(yùn)行速度應(yīng)保證協(xié)調(diào)性和連續(xù)性的原則,根據(jù)不同駛?cè)胨俣葘?yīng)適宜半徑的范圍,給出不同規(guī)劃運(yùn)行速度的推薦半徑范圍，以保證曲線上得到的運(yùn)行速度差小于20km/h。

1.3 公路速度控制技術(shù)

中國交通事故中，機(jī)動車駕駛員超速行駛導(dǎo)致的交通事故傷亡人數(shù)占事故傷亡總?cè)藬?shù)的比例很大,對超速行駛現(xiàn)象的有效治理可以在很大程度上改善中國的道路交通安全狀況。本項(xiàng)目研究通過大范圍的數(shù)據(jù)采集、采用先進(jìn)的分析方法尋找影響限速制定的各種因素，建立了相關(guān)因素與限速之間的關(guān)系模型；針對不同技術(shù)等級公路,構(gòu)建適合于不同條件的速度限制取值方法體系；確定各種速度控制技術(shù)的設(shè)置條件及方法。

1.4 限速值綜合決策模型

通過分析研究限制速度對交通安全、運(yùn)行效率和執(zhí)法成本等的影響程度,首次建立了基于運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性、實(shí)用性等的多目標(biāo)公路限速綜合決策模型，奠定了適合中國國情的公路限速理論基礎(chǔ)。

1.5 限速區(qū)段確定

限速區(qū)限速是常用的限速方法之一,設(shè)置限速區(qū)的路段,通常是道路幾何線形特殊或者道路環(huán)境條件頻繁變化的地方。項(xiàng)目研究建立了限速區(qū)、限速區(qū)過渡段長度計(jì)算模型,提出了公路限速區(qū)、限速區(qū)過渡段的最小長度的推薦值,并提出了限速區(qū)段的具體設(shè)計(jì)方法。

1.6 組合限速設(shè)計(jì)方法

通過大量實(shí)際項(xiàng)目觀測和數(shù)據(jù)采集,對比分析不同限速設(shè)施和技術(shù)的作用和效果,提出了常用速度控制設(shè)施的設(shè)置條件、設(shè)置位置等技術(shù)要點(diǎn);提出了有效速度控制組合的設(shè)置條件、設(shè)置位置的選擇及具體實(shí)施等技術(shù)要點(diǎn)；系統(tǒng)總結(jié)提出適合中國公路交通特點(diǎn)的公路速度限制標(biāo)準(zhǔn)及速度控制設(shè)施的組合設(shè)計(jì)方法。

2 成果工程應(yīng)用及效果

在本項(xiàng)目階段成果的基礎(chǔ)上，中國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(2003版)和《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(2006版)正式引入運(yùn)行速度概念。以本項(xiàng)目高速公路運(yùn)行速度模型研究成果為基礎(chǔ)，中國2004年發(fā)布推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路建設(shè)項(xiàng)目安全性評價(jià)指南》。2007年度,交通運(yùn)輸部又發(fā)布了新的“文件編制辦法”對公路勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目開展安全性檢驗(yàn)和評價(jià)的范圍、評價(jià)內(nèi)容、形式等進(jìn)行了具體的要求。車道公路尤其是山區(qū)高速公路開展安全性檢驗(yàn)、評價(jià)和安全保障對策累計(jì)達(dá)5-104km以上,從根本上提高了中國各級公路的安全品質(zhì)。2008年初中國科技部、公安部和交通運(yùn)輸部聯(lián)合啟動了“十一、五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“重特大道路交通事故綜合預(yù)防與處置集成技術(shù)開發(fā)與示范應(yīng)用”,該項(xiàng)目在對本項(xiàng)目系統(tǒng)成果驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，正在國家高速公路網(wǎng)京珠線、連霍線、京津通道，以及云貴川渝等省市的國省干道超過4800km的各級公路中開展示范和應(yīng)用。

3 結(jié)語

（1）項(xiàng)目研究解決了中國公路從設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)行管理階段與速度和安全密切關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵性問題，系統(tǒng)構(gòu)建了各級公路運(yùn)行速度預(yù)測模型，建立了公路運(yùn)行速度安全設(shè)計(jì)理論、技術(shù)與流程,研究集成公路安全性綜合評價(jià)、安全設(shè)計(jì)檢驗(yàn)和限度控制等關(guān)鍵技術(shù),建立了符合中國公路交通特性的公路安全性綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,為中國從 “人、車、路”平衡角度出發(fā)進(jìn)行公路安全設(shè)計(jì)、科學(xué)評價(jià)和安全限速管理提供了成套性理論、方法、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系支撐。本項(xiàng)目研究成果的應(yīng)用推廣,必將大幅度提升中國公路交通安全水平。

（2）對于中國平原微丘地區(qū)的多車道高速公路項(xiàng)目,由于車輛行駛速度等受到道路幾何線形條件的影響相對較小，而受到車道寬度、同一車道及不同車道之間大小車型的速度差等因素的影響較大，所以針對平原微丘地區(qū)線形指標(biāo)較高的多車道高速公路尚需開展針對性的研究,以補(bǔ)充完善對因車型差異因素而引起的公路安全性評價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),在本項(xiàng)目成套技術(shù)成果的基礎(chǔ)上,應(yīng)用運(yùn)行速度方法針對公路網(wǎng)級的速度控制技術(shù)開展研究,將對系統(tǒng)提高中國高速公路網(wǎng)的綜合運(yùn)輸效率有重大意義。

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