高速路上限速设计方案

题目高速路上限速设计方案

学生姓名赵炳彰学号 1109014028 所在学院数学与计算机科学学院

专业班级数学与应用数学数教1101班

指导教师和斌涛

完成地点陕西理工学院

2015 年 6 月 10 日

高速路上限速设计方案

赵炳彰

（陕西理工学院数学与计算机科学学院数学与应用数学专业数教1101班陕西汉中 723000）

指导教师:和斌涛

[摘要]分析了影响高速公路限速的各种因素，从我国的情况出发，构建了高速公路分段限速值设计方

法及流程．论文结合了车辆性能、安全性和舒适性等因素，选择性能适中的车辆为研究对象，保证事故

死亡率及舒适度在相应允许范围，然后对基准值进行求解．该设计方案综合考虑了运行速度、高速公路

线形、设计速度和交通安全等因素，能合理的设计高速公路限速值．

[关键词] 高速公路；设计速度；运行速度；限速标准；限速方法

1 引言

我国高速公路限速管理尚无规范、法规可依，而《道路交通安全法》的规定是，最高限速最高只能标定为120km/h．目前一般多为100-120km/h之间，有些遂道、桥梁会限在80km/h．随着我国公路建设事业的快速发展、高速公路路网的不断完善，公路交通运输在国民经济中所处的重要地位日益凸显，运输任务也越来越繁重．如何充分发挥高速公路安全、舒适、高效和经济等运营优势，实现高速公路运营管理科学化已成为我国高速公路发展过程中一个重要的环节．目前我国高速公路限速管理中还没有一套全面、有针对性的合理限速管理方法、指南或规范，造成道路交通管理者在选取限速值时，没有相应依据，限速设置混乱．而我国高速公路限速标志设置现状主要有以下几个方面不足：如限速值设置过低，不能反应行车实际条件，导致运输效率下降；标志位置不合理，不能人性化；交通设施不完善，科技含量不高．如何选择合理的限速值以及高效的限速标志来平衡运输效益和交通安全的关系，使整体效益最大化，成为社会关注的热点和摆在交通工程研究人员及高速公路运营管理人员面前的难题．

2 高速公路限速要求

2.1 道路交通安全法的规定

因为设计规范中没有明确规定的，在《交通安全法》中已明确做了要求，为限速所实施的方案和管理方法都必须以符合该法律规定为前提．根据《交通安全法》第四十二条，机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高车速．在没有限速标志的路段，应保持安全车速．根据《交通安全法》第六十七条，行人、非机动车、拖拉机、轮式专用机械车、铰接式客车、全挂拖斗车以及其他设计最高时速低于70km的机动车，不得进入高速公路、高速公路限速标志标明的最高时速不得超过120km．根据《实施条例》第七十八条，高速公路应当标明车道的行驶速度，最高车速不得超过120km/h，最低车速不得低于60km/h．在高速公路上行驶的小型载客汽车最高车速不得超过120km/h，其他机动车不得超过100km/h，摩托车不得超过80km/h．

2.2 高速公路限速遵循的原则

为充分发挥高速公路安全、快速和舒适功能，使限速方案切合实际、有效，限速管理时，应遵循如下几条原则：

（1）保障交通安全的前提下，尽可能发挥高速公路的运输效率．限速管理中，保障交通安全是第一位，高速公路作为我国交通运输的重要载体，其快捷和高效的服务功能也应在限速方案中得到充分体现．因此，限速方案应能平衡运输安全与运输效率之间的关系，在保障交通安全的同时，也

能发挥高速公路的运输效率；

（2）坚持以人为本原则．限速标志的设置应符合驾驶员的信息选择习惯，在传达高速公路限速信息的同时，也应充分发挥其引导、指示作用，限速标志信息应明确、易被驾驶员识别、理解和不存在多意性；

（3）采用综合措施控制速度．限速标志只能提供驾驶员限速信息，在目前驾驶员安全意识不强情况下，驾驶员遵守限速规定的概率较低，经研究，限速标志与其他限速管理措施综合使用可达到一个较好的速度控制效果，因此限速管理需采用综合措施．

3 影响高速公路限速的因素

限速值理论分析：合理地限制车速是确保公路安全、高效运营必不可少的措施，确定车速限制值的方法有很多，各国的确定方法通常考虑下列因素：85%位车速、交通法规、交通量和车辆组成、设计车速、公众意见、路面特性和道路宽度、现有的交通控制设施以及平均车速等．确定高速公路限速值需掌握影响限速的因素，下面分析这些因素及其与限速之间的关系． 3.1 高速公路线形及设计速度

高速公路线形水平与速度有着重要关系，研究也往往通过线形指标来预测高速公路运行速度．线形水平较高的高速公路限速值一般要高于线形水平较低的高速公路，高速公路的限速水平较高，所以限速一般要远高于其他等级公路．根据美国研究结果，出于线形协调性的考虑，设计速度与运行速度差最好要小于20km/h ，所以限速值与设计速度值应不宜高于20km/h ．设计速度是公路设计时确定几何线形的基本要素，也是最关键的参数．它是在气象条件良好，车辆行驶只受公路本身条件影响时，具有中等驾驶技术的人员能够安全、舒适驾驶车辆的速度，因此与运行速度有密切关系． 3.2 路侧环境

高速公路上存在影响限速值设计的路侧环境因素很少，但在城市高速公路和低等级公路存在如行人、路侧高差较大等易造成较大伤害的因素．所以在限速设计时需要考虑这些因素的存在． 3.3 交通流速度

按照工程研究方法，交通流速对限速有着至关重要的影响，根据较成熟的研究经验，常取85%位速度作为制定限速值的依据．这是因为，研究发现在85%位车速处事故发生的可能性最低，此外只对15%的驾驶员进行行车速度限制，符合法律原则．运行速度85V 是指当交通处于自由流状态，且天气良好时，在路段特征点上测定的第85个百分位上的车速．它表示所观测到的车辆中，有85%的车辆具有这种速度或者这个速度以下，只有15%的车辆速度高于此值．在交通管理上常用此速度作为某路段的最高车速限制标准．也就是说，超过这种速度行驶时，会缺乏安全性． 3.4 运输效率

高速公路限速值与运行效率之间存在直接关系，高速公路限速值越高，车辆平均运行速度也随之提高．所以限速需要考虑运输效率的影响，限速值应能平衡运输效率与安全之间关系． 3.5 高速公路交通安全

高速公路限速的初衷在于规范驾驶行为，确保在目前技术条件下交通参与者的安全．国外学者研究表明车速超过96km/h 后事故严重度随速度增加快速增加，车速超过112km/h 后致命伤亡的可能性迅速增加．所以进行高速公路限速设计需考虑交通事故发生的可能性及严重性．

4 建立运行速度模型

4.1 建模的目的和模型假设

（一）建模目的：预测某一半径Ｒ的车辆运行速度值)(R V （二）模型假设：

（1）在一条曲线段上，车辆的速度值是不变的，即Vmiddle 近似代表了整个曲线段的运行速度．

（2）速度是连续可微函数．虽然，不同半径下的速度是离散的，但当曲线半径变化时，可近似认为它是连续变化的．