高速公路限速需求分析及限速管理方法研究

張向岳 中國(guó)刑事警察學(xué)院

引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在高速路死亡事故中，一半以上是因?yàn)槌傩旭倢?dǎo)致，超速行駛不僅對(duì)道路行駛秩序造成了極大的影響，也使得交通事故頻發(fā)。我國(guó)交通法規(guī)明確規(guī)定高速公路限速最高不得超過120km/h，最低車速不得低于60km/h[1]，但仍有許多駕駛員違反交通法規(guī)故意超速，而近些年實(shí)行的節(jié)假日高速公路免費(fèi)的政策又導(dǎo)致一到節(jié)假日，高速公路變成了“停車場(chǎng)”，限速的標(biāo)準(zhǔn)則失去了現(xiàn)實(shí)意義。全面梳理高速公路限速需求，探求高速公路的限速管理辦法迫在眉睫。

國(guó)外高速公路發(fā)展早且國(guó)外人口少，地廣人稀現(xiàn)象常見，管理較為規(guī)范且限速較為合理。從研究情況上看，世界各國(guó)對(duì)車輛的速度都有著一定的規(guī)定，就歐美國(guó)家而言，主要包括法定、最優(yōu)限速法，專家系統(tǒng)法[3]。Kirk[4]在1994年研究了高速公路限速值應(yīng)該如何設(shè)定等問題，指出設(shè)置限速值的目的是追求在安全性和效率以及政治和環(huán)境等各種綜合因素影響下的平衡。對(duì)于國(guó)內(nèi)而言，我國(guó)對(duì)于高速公路的研究不少，但對(duì)高速公路限速問題的總體性、系統(tǒng)性研究不多，郝倩妮[5]研究了在災(zāi)害性天氣下高速公路事故多發(fā)路段的限速管理辦法。郭強(qiáng)[6]等人研究了高速公路依據(jù)車型進(jìn)行限速劃分的標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，本文將立足于高速公路限速實(shí)際，從交通管理的角度出發(fā)，結(jié)合對(duì)不同車輛參數(shù)、道路狀況、歷史環(huán)境條件的分析，綜合分析高速公路限速需求，并提出相應(yīng)的限速管理建議。

一、基于車輛因素的限速需求分析及限速管理辦法

（一）按照車型限速的必要性

我國(guó)法律法規(guī)只限定了高速公路最高和最低行駛速度，并未根據(jù)機(jī)動(dòng)車類型進(jìn)行詳細(xì)區(qū)別性劃分。在實(shí)際管理中，更多的是按照同方向的車道位置來劃分大小型車輛行駛車道，并未對(duì)大小型車輛常態(tài)運(yùn)行速度做出具體的限制。

國(guó)內(nèi)外研究表明，高速公路交通事故的發(fā)生與車速離散性關(guān)系密切。車速的離散性是指同向行駛車輛的平均車速之差。車速分布越不均勻，離散性越大，事故發(fā)生率越高。Quddus[7]指出，當(dāng)控制其他影響交通安全的因素（流量、道路線型、車道數(shù)等）不變時(shí)，平均車速和事故率無關(guān)，但速度離散性和事故率有很大的關(guān)系，車速方差每增加1%，事故率增加0.3%。裴玉龍[8]指出，車速標(biāo)準(zhǔn)差與億萬km事故率呈指數(shù)關(guān)系，隨著車速離散性的增加，億萬km事故率呈指數(shù)增長(zhǎng)。

當(dāng)大型車之間超車與被超車時(shí)，由于體積龐大，會(huì)占據(jù)大部分行駛車道，造成后方車輛視線范圍變小，車速被迫快速降低，導(dǎo)致車輛離散性數(shù)值在一定時(shí)空內(nèi)反復(fù)波動(dòng)，極易引發(fā)事故。美國(guó)某州曾在大型車輛限速值不變的情況下，將小型車輛的限速標(biāo)準(zhǔn)提高10km/h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)車輛的離散性明顯降低。

綜上所述，高速公路實(shí)行分車型限速，對(duì)控制交通事故發(fā)生頻率，改善交通通行狀況具有極大積極作用。

（二）我國(guó)高速公路常用的限速車型分類方式

目前，我國(guó)汽車分類標(biāo)準(zhǔn)比較混亂，最全面的分類多以國(guó)標(biāo)為準(zhǔn)則。我國(guó)的汽車分類有舊國(guó)標(biāo)和新國(guó)標(biāo)，舊標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 3730.1-88）是1988年制訂的，分為三大類，即載貨汽車、客車和轎車，轎車根據(jù)排量分為微型、輕級(jí)、中級(jí)、中高級(jí)、高級(jí)轎車，客車按照長(zhǎng)度分為微型、小型、中型和大型客車，貨車按照載重量分為微型、輕型、中型、重型貨車。新國(guó)標(biāo)包括GB/T 3730.1-2001和GB/T 15089-2001兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將車輛分為乘用車和商用車兩大類。乘用車涵蓋了轎車、微型客車以及不超過9座的輕型客車，商用車則包含了所有的載貨汽車和9座以上的客車。根據(jù)《道路交通安全法實(shí)施條例》規(guī)定，在高速公路上行駛的小型載客汽車最高車速不得超過120km/h，其他機(jī)動(dòng)車不得超過100km/h，細(xì)分為貨車、客車、轎車的最高限速分別為90km/h、100km/h、120km/h。

近年來，江西、海南、湖南等省也提出了一些新的高速公路限速車型分類方法，這里舉兩個(gè)例子：

1.小客車及其他車型

這里的小客車是指不多于19座的客車，將性能較好、運(yùn)行速度較快的小客車單獨(dú)羅列，分類簡(jiǎn)單，管理容易，能夠提高道路的通行能力，但是由于“其他車型”中包含的車型過多，性能、速度相差較大，會(huì)導(dǎo)致車輛的離散性數(shù)值過大。

2.小型車、大貨車、大客車

這種分類方式考慮到了大客車與大貨車性能上的差別，將大客車從大型車中專門劃出，降低了車輛離散性，具有一定的合理性。

（三）實(shí)驗(yàn)研究

由于高速公路是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，因此制定車速限制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)充分體現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。85%位車速一般是觀測(cè)自由流條件下的地點(diǎn)速度資料，通過進(jìn)一步分析計(jì)算地點(diǎn)速度頻率表分布的第85%值后獲取，表征道路的實(shí)際交通運(yùn)行情況。因此，此處選取85%位車速作為主要指標(biāo)研究車速分布情況。筆者對(duì)良好天氣狀況下某高速公路“K360+700-K372+180段06:00-18:00非交通擁擠時(shí)間，雙向車速進(jìn)行了測(cè)量并統(tǒng)計(jì)。

某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)設(shè)計(jì)車速為80km/h。此段近三年內(nèi)未發(fā)生一般程序道路交通事故。本路段瀝青路面條件很好，無破損、坑洼等。道路平面線形是以曲線路段為主，不含急轉(zhuǎn)彎，總體視距條件較好。

1.交通構(gòu)成分析

根據(jù)觀察統(tǒng)計(jì)，某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)交通構(gòu)成以小型車為主，大型車所占比例較小。交通構(gòu)成比例如圖1所示。

2.運(yùn)行車速分析

（1）由南向北

車速統(tǒng)計(jì)詳見表1，地點(diǎn)速度累計(jì)頻率分布曲線如圖2所示。

（2）由北向南

車速統(tǒng)計(jì)詳見表2，地點(diǎn)速度累計(jì)頻率分布曲線如圖3所示。

3.超速情況分析

（1）由南向北

某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)由南向北方向測(cè)速地點(diǎn)的車速超過當(dāng)前限速值的比例約為23.8%，具體如圖4所示。

（2）由北向南

XX市某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)由北向南方向測(cè)速地點(diǎn)的車速超過當(dāng)前限速值的比例約為17.9%，具體如圖5所示。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（1）某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)設(shè)計(jì)車速為80km/h；

（2）某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)由南向北測(cè)試85%位速度為104.12km/h，由北向南測(cè)試85%位速度為101.80km/h；

（3）某高速公路“K360+700-K372+180”限速區(qū)由南向北測(cè)速地點(diǎn)的超速比例為23.8%；由北向南測(cè)速地點(diǎn)的超速比例為17.9%。

由于路段環(huán)境、交通構(gòu)成不同，部分路段運(yùn)行速度會(huì)比整條公路設(shè)計(jì)速度高或低，如上文測(cè)試的整條高速路設(shè)計(jì)速度為80km/h，但由于測(cè)試段交通構(gòu)成多為小型車，大型車所占比例很小，路面條件和視距條件良好，且在三年內(nèi)未發(fā)生一般程序道路交通事故。按照道路、環(huán)境兩方面的分析和測(cè)試，整體運(yùn)行速度可達(dá)到100km/h。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到雖然該高速公路設(shè)計(jì)車速僅為80km/h，但由于交通構(gòu)成以小型車為主，車輛之間的速度差較小，車輛離散型小，故可以達(dá)到100km/h的運(yùn)行速度。國(guó)內(nèi)像這種設(shè)計(jì)車速較小但由于交通構(gòu)成簡(jiǎn)單導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行車速大的高速公路路段不在少數(shù)。從而證明按照車型適時(shí)調(diào)整高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)是必要的。

（四）基于車輛因素的限速建議

通過上述理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以看到，目前我國(guó)對(duì)于高速公路限速車型分類存在一刀切、不因地制宜的現(xiàn)象，造成了部分道路資源的浪費(fèi)。對(duì)此，筆者建議如下：

1.對(duì)不同設(shè)計(jì)速度高速公路采用不同車型限速標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)速度較高的高速公路上（120km/h、100km/h），由于乘用車性能較好且駕駛員有更強(qiáng)烈的駕駛欲望，其速度大幅度高于其他車型，且高速公路設(shè)計(jì)速度越高，乘用車與其他車型的速度差越大。這種公路上大客車與貨車的速度差別不大，大都集中在時(shí)速90km/h～110km/h之間，但由于貨車通常質(zhì)量較差，制動(dòng)性能和動(dòng)力性能較差，容易發(fā)生交通事故，所以建議將限速車型分成乘用車、貨車、大客車三類。

在設(shè)計(jì)速度較低的高速公路上，如80km/h的高速公路，由于道路指標(biāo)相對(duì)較低，導(dǎo)致大客車與小貨車速度差別不大，建議將限速車型分為乘用車和其他車型。

2.定期監(jiān)測(cè)高速公路交通構(gòu)成

上述實(shí)驗(yàn)可以看到，交通管理實(shí)際中經(jīng)常出現(xiàn)車輛運(yùn)行速度與道路設(shè)計(jì)速度不匹配的情況，造成道路運(yùn)輸資源浪費(fèi)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，私家車保有量上升，高速公路上的車輛構(gòu)成發(fā)生變化，這就需要有關(guān)部門在高速公路建成后定期監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行環(huán)境和交通構(gòu)成發(fā)生的高速公路實(shí)時(shí)調(diào)整車型限速標(biāo)準(zhǔn)，做到最大程度發(fā)揮高速公路功能，提高運(yùn)輸效率。

二、基于道路因素的

限速需求分析及限速管理辦法

道路的因素主要包括道路平縱面線形、路面條件等。影響車輛運(yùn)行安全以及道路限速值設(shè)定的平縱線形包括縱坡、平曲線半徑等；路面情況包括路面平整度、路面橫坡度以及路面摩擦系數(shù)等。因此在確定高速公路限速值時(shí)要充分考慮平面、縱面、橫斷面以及視距的影響。

除了以上幾個(gè)因素外，高速公路上的隧道、大橋、施工路段屬于高速公路的特殊路段，是交通運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)較高的路段，因此需要針對(duì)特殊路段的限速值重點(diǎn)論證，此處筆者高速公路施工路段限速方法進(jìn)行研究。

（一）針對(duì)施工路段的限速需求分析

近年來由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高速公路上的重型車輛數(shù)量明顯增多，由于重型汽車容易造成路面結(jié)構(gòu)破壞，因此高速公路養(yǎng)護(hù)施工的情況越來越多。

高速公路施工段是道路管理養(yǎng)護(hù)部門對(duì)道路進(jìn)行維修、整理、改造的場(chǎng)所，也是道路設(shè)施中的重要組成部分，因此對(duì)于施工路段采取與其他路段不同的限速方案就顯得尤為重要。

Lee[9]等人研究發(fā)現(xiàn)，在施工路段采取可變限速方案可將交通事故風(fēng)險(xiǎn)降低5%～17%，車輛行駛速度的離散性明顯降低，施工區(qū)通行能力明顯提高。

動(dòng)態(tài)限速是指根據(jù)不同的交通流特性如交通量、密度、速度等，以及距離施工段的不同距離來設(shè)置不同限速方案，以此降低臨近施工段、延長(zhǎng)施工區(qū)上游車輛完成變道的長(zhǎng)度，減少追尾事故。同時(shí)，在距離施工區(qū)較遠(yuǎn)的地方設(shè)置較低的限速可以提前使駕駛員意識(shí)到前方道路交通環(huán)境發(fā)生變化，方便其提早做出判斷。

（二）針對(duì)施工路段的限速建議

根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30-2004），80～120km/h為施工區(qū)上游車輛限速的適合區(qū)間，警告區(qū)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為小于1.6km，但由于此規(guī)程出版年份過早且通常情況下施工區(qū)起始段輸入的交通流量要大于施工區(qū)剩余通行能力，因此參考意義有待商榷，要將警告區(qū)延長(zhǎng)至2km。

通過研究，當(dāng)警告區(qū)限速值設(shè)置為60km/h時(shí)，100m排隊(duì)消散需要20s；當(dāng)警告區(qū)限速值設(shè)置為50km/h時(shí)，100m排隊(duì)消散需要16s；當(dāng)警告區(qū)限速值設(shè)置為40km/h時(shí)，100m排隊(duì)消散時(shí)間為14s。通過數(shù)據(jù)可以看出，不同限速前提下車隊(duì)排隊(duì)消散所有的時(shí)間相差不大，這是由于車輛在排隊(duì)時(shí)均處于低速狀態(tài)，由于車輛啟動(dòng)延遲耗費(fèi)了一定時(shí)間，因此車輛消散所用的平均時(shí)間較為接近。綜上所述，根據(jù)安全性第一、效率最大化原則，施工路段動(dòng)態(tài)限速不宜設(shè)置過低，過低的限速對(duì)于提高車輛通行能力并沒有太大作用。

三、基于環(huán)境因素的限速需求分析及限速管理辦法

（一）針對(duì)惡劣氣候條件下的限速需求分析

天氣狀況是影響車輛速度的主要環(huán)境因素，是最常見、影響程度最大的環(huán)境因素之一，已有研究發(fā)現(xiàn)，雨雪天氣會(huì)造成高速公路路面摩擦系數(shù)和能見度明顯降低，因此特殊天氣下的限速值設(shè)定應(yīng)該按照道路所在區(qū)域的實(shí)時(shí)天氣條件設(shè)置[10]。惡劣的天氣狀況一方面會(huì)減小高速公路路面的摩擦系數(shù)，另一方面也會(huì)降低高速公路能見度，給行車安全帶來較大安全隱患。

以冬季冰雪天氣為例，路面異常濕滑，如果此時(shí)駕駛員還按照規(guī)定限速行駛，很容易造成車輛失控，如果過度降速行駛，又會(huì)導(dǎo)致路面行車秩序被擾亂。

有時(shí)當(dāng)高速公路因天氣狀況封閉后，有出行需要的車輛就只能選擇路況條件更為復(fù)雜的低等級(jí)公路。而低等級(jí)公路的路況條件、應(yīng)急救援保障能力、道路通行能力是無法與高速公路相比的。

因此為了保證高速公路在惡劣天氣下的行車安全，降低事故風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)惡劣天氣下限速值的調(diào)整進(jìn)行深入分析，通過優(yōu)化管理模式，找尋一個(gè)既能滿足人民出行需求又能有效管理的平衡點(diǎn)，最大限度的保障生命財(cái)產(chǎn)安全。

（二）國(guó)內(nèi)外對(duì)于災(zāi)害性天氣的限速政策

1.中國(guó)

根據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》規(guī)定，機(jī)動(dòng)車在高速公路上行駛時(shí)，遇有霧、雨、雪、沙塵、冰雹等低能見度氣象條件時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)定詳見表3。

2.美國(guó)

在聯(lián)邦公路局的推動(dòng)下，美國(guó)各州相繼建立了道路天氣信息系統(tǒng)，并積極地采取各種措施以減輕災(zāi)害性天氣對(duì)道路交通造成的不利影響，其中懷恩明州、華盛頓州等多州交通部在事故率較高的災(zāi)害性天氣多發(fā)路段執(zhí)行了基于天氣狀況的限速政策，經(jīng)過多年實(shí)施，成果顯著。具體規(guī)定詳見表4。

（三）針對(duì)惡劣氣候條件下的限速建議

由于惡劣天氣程度的難以量化性和實(shí)時(shí)變化性，導(dǎo)致其對(duì)高速公路車輛運(yùn)行環(huán)境的影響也是隨時(shí)變化的，因此按照傳統(tǒng)思路對(duì)某定性天氣狀況設(shè)置定量限速標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行車安全和運(yùn)行效率已經(jīng)難以收獲良好效果。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和國(guó)內(nèi)高速公路硬件設(shè)備的逐步齊全，實(shí)時(shí)收集路面交通狀況，動(dòng)態(tài)調(diào)整不同路段高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)智能交通管理已經(jīng)變成全國(guó)各地在惡劣氣候條件保障高速公路運(yùn)行安全和效率的首選方案，因此本文提出以下幾個(gè)建議。

1.加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)的深入分析研判

完善對(duì)惡劣天氣下高速公路事故數(shù)據(jù)、車輛評(píng)價(jià)速度數(shù)據(jù)等的分析和計(jì)算。將這些經(jīng)過分析的數(shù)據(jù)輸入動(dòng)態(tài)限速管理系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)檢索、處理和分析，挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的信息，突出“精準(zhǔn)預(yù)警、精準(zhǔn)防控、精細(xì)管理[11]”的優(yōu)勢(shì)。為實(shí)時(shí)調(diào)整惡劣天氣狀況下的高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)決策和判斷提供數(shù)據(jù)支持。

除了速度數(shù)據(jù)和事故數(shù)據(jù)，還要在數(shù)據(jù)庫(kù)處理時(shí)融入氣象數(shù)據(jù)、高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)、感應(yīng)線圈等傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在國(guó)家法定假日，惡劣天氣發(fā)生前，提前分析研判，有效科學(xué)的指揮勤務(wù)工作，讓大數(shù)據(jù)分析研判變得能用、好用。

同時(shí)可以與第三方平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)共享，通過數(shù)據(jù)碰撞對(duì)惡劣天氣下可能發(fā)生交通違法和交通事故的相關(guān)車輛、相關(guān)地點(diǎn)提前研判，重點(diǎn)部署警力，實(shí)現(xiàn)全時(shí)把握、全面監(jiān)測(cè)。

2.加大對(duì)動(dòng)態(tài)限速管理的宣傳教育力度

宣傳上以通用動(dòng)態(tài)限速管理制度為第一重點(diǎn)，多渠道推廣惡劣天氣下的高速公路動(dòng)態(tài)限速管理系統(tǒng)。充分發(fā)揮傳統(tǒng)新聞廣播單位的職能，常態(tài)化開展普及交通安全常識(shí)欄目，發(fā)布公益廣告，與節(jié)目?jī)?nèi)容相結(jié)合形成“司機(jī)能聽、愛聽”的節(jié)目效果。充分運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”，推動(dòng)如廣播等傳統(tǒng)手段與抖音、快手等新媒體手段相結(jié)合，使更多駕駛員了解到動(dòng)態(tài)限速系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境、使用便捷性、使用方式，最終實(shí)現(xiàn)高速公路動(dòng)態(tài)限速管理系統(tǒng)的普及。

教育中應(yīng)強(qiáng)化源頭教育，在駕考環(huán)節(jié)中制作有關(guān)高速公路動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)，開展動(dòng)態(tài)限速管理講堂進(jìn)校園活動(dòng)，將道路交通安全納入法制教育，面向在校師生開展宣傳，做到動(dòng)態(tài)限速常識(shí)如同紅綠燈交通規(guī)則一樣深入人心的效果。

3.全面落實(shí)道路交通安全領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任

高速公路動(dòng)態(tài)限速管理是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要多部門配合完成，涉及不同行政主體、不同相關(guān)企業(yè)。因此需要充分發(fā)揮政府的統(tǒng)籌職能，向各部門通報(bào)有關(guān)惡劣天氣下的高速公路動(dòng)態(tài)限速交通知識(shí)，細(xì)化責(zé)任分配到單位和單位負(fù)責(zé)人。

天氣狀況良好時(shí)應(yīng)適時(shí)組織各有關(guān)部門展開惡劣天氣下的高速公路管理和搶險(xiǎn)救援演習(xí)，提升應(yīng)對(duì)惡劣天氣的高速公路管理能力，防患于未然。

發(fā)生惡劣天氣后應(yīng)對(duì)運(yùn)用動(dòng)態(tài)限速的高速公路運(yùn)行情況進(jìn)行深入剖析，對(duì)事故頻發(fā)或者限速值明顯不合理的路段應(yīng)及時(shí)調(diào)整限速值。

四、結(jié)語

高速公路限速值的調(diào)整是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，限速標(biāo)準(zhǔn)的確定和管理需要多管齊下，從多角度多方面規(guī)制目前存在的問題。

本文立足于高速公路限速實(shí)際，從交通管理的角度出發(fā)，結(jié)合對(duì)不同車輛參數(shù)、道路狀況、歷史環(huán)境條件的分析，研究了如何對(duì)參與高速交通的車輛進(jìn)行分類，結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)不同設(shè)計(jì)速度高速公路的車型分類方法以及相對(duì)應(yīng)的合理限速值進(jìn)行了論證；針對(duì)影響交通的道路因素，以高速公路施工路段為切入點(diǎn)展開分析并給出了相應(yīng)的限速管理建議；分析了針對(duì)不同天氣條件實(shí)時(shí)調(diào)整限速值的必要性，結(jié)合動(dòng)態(tài)限速管理提出了相應(yīng)的限速管理建議。

希望本文能夠?yàn)楦咚俟废匏俟芾韱栴}打開新的思路，通過新視角解決高速公路的限速管理問題。