高速公路如何限速
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表 1 置信水平系 数 K 值表
置信水平 / % K 68 3 1 86 6 1 5 90 1 64 95 1 96 95 5 2 98 8 2 5 99 7 3
99ຫໍສະໝຸດ Baidu
总第 146 期
表 2 样 本标准差表
行驶区域 双车道 乡村 城市 郊区 平均值 8 5 7 7 8 5 8 0 四车道 6 8 7 9 8 5 8 0
2 运营车速实际调查 2 1 车速调查地点与时间的选定 ( 1) 调查地点 一般应根据车速资料的使用目的并结合影响车 速的各种因素来选择调查地点。在改善、 加强交通 管制或对有问题地段进行分析时, 应在管制区域内 选择有代表性地点或事故多发地点进行观测 ; 在对 交通管理措施、 道路条件改善效果进行前后评价对 比时, 应在同一观测地点或区域进行观测 ; 为掌握道 路上各不同路段的汽车平均运行速度和水平 , 应选 择不同技术等级、 不同路面类型和不同地形等情况 的交通量较大地段作区间速度调查。 ( 2) 调查时间 除特殊需要外, 车速调查时间一般宜选在交通 量饱和或较大的月份 , 使资料具有较强的代表交换 性 , 否则车速观测值偏高。具体观测时段宜选在上、 下午高峰时间及非高峰时间等三个时间范围 , 应避 开节假日与集市。 2 2 样本的数量与要求 由于道路上驶过的车辆数量很大, 作车速观测 时 , 只需从通过道路的全部车辆 ( 全体 ) 进行观测 , 推 算总体的车速。为了保证推算的精度, 故要计算确 定所需样本的最小数目 , 即 n= ( K / E ) 2 ( 1) 式中 : n 为最小的样本 量; E 为车速观 测值允许误 差 , km/ h, 其值取决于平均车速要求的精度 , 一般可 取 E = 2 km/ h; K 为与置信水平有关的系数, 其值 见表 1; 为估计的样本标准差 , 可按表 2 取用, 或取 用 8 km / h 作为标准偏差近似估算值。 应注意人为的抽样不均匀而产生的误差 , 对不 同速度、 各种车型的车辆都要进行抽样观测。当车 辆呈连续以相近车速行驶时 , 应选择记录头车车速。
2006 年 第 4 期 ( 总第 146 期)
黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No. 4 , 2006 ( Sum No. 146)
高速公路如何限速
刘晓东
( 黑龙江省公路勘察设计院 ) 摘 要 : 针对高速公路的特点 , 以及现实情 况 , 详细介 绍了高速 公路上 的车辆 行驶速 度特点、 影响 因素 , 车
收稿日期 : 2006- 01- 23
( 6) 推算总体车辆的实际平均车速 v- E~ v + E ( 4) 式中符号意义同前。 车速累积频率曲线它标明了地点车速与累计频 率间的对应关系。从图 1 中可以看到 , 15% 位车速 和 85% 位车速位于曲线的显著转 折点, 在 15% 至 85% 位范围内 , 车速变化较平稳 , 因此在管理上将 15% 位时的车速确定为限制最低车速的指标 , 而将 85% 位时的车速确定为限制最高行驶车速的指标。 50% 位车速则表明在总观测数 据中有 50% 是以此 速度行驶的, 因此具有明显的代表性。车辆若以超 过 85% 位车速行驶则是不安全的过渡行驶; 车辆若 以低于 15% 位车速行驶 , 则降 低了公路通行能力, 可能引起交通阻塞和增加交通事故。 3 影响车速变化的因素 ( 1) 驾驶员对车速的影响 车速与驾驶员的驾驶技术、 驾驶年龄及生理心 理状态有关。一般开新车、 长距离出行者比本地出 行者开得快 , 并且旅程越长车速越快 ; 车上无乘客比 有乘客开得快; 男性、 青年单身驾驶员比女性、 中年 已婚驾驶员开得快; 开车稳重小心、 处处礼让、 自觉 遵守交通规则的驾驶员比那些开车急躁、 鲁莽、 好逞 英雄、 攻击型强的驾驶员开得慢。 ( 2) 车辆对车速的影响 车型和车龄对地点车速有明显关系。小客车快于 专用大客车, 货车最慢。新车快于旧车, 随年龄增高而 平均车速下降。货车的平均车速其快慢次序一般为: 轻型单辆货车、 中型货车、 中型组合车、 重型单辆货车。 货车的平均车速随其汽车总重增加而下降。 ( 3) 道路对车速的影响 驾驶员实际所采用的车速与道路情况有密切的 关系, 对于高速公路而言, 以平纵线形和车道数对车 速影响最为明显, 而视距、 车道位置、 侧向净宽也影 响到车速的改变。 4 结 语 综上所述可见, 设计车速是高速公路在近乎恶 劣的环境条件下所允许的最大安全运营车速 , 它本 身含有较大的安全系数。而限制车速是交通管理部 门设定的 , 绝大多数司机都可遵守的运营车速。两 者虽定义不同, 设定的标准不同 , 但前者又是后者的 基础。对于新开通的高速公路, 宜采用其设计车速 作为初始限速。随着公路运营资料的积累 , 在必要 路段再通过实测数据予以调整: 如前所述 , 首先要充 分考虑影响车速的主要因素 , 根据高速公路实际情 况 , 选择观测地点 , 取得实际地点车速资料 , 经汇总 整理、 分析, 取 85% 位车速作为最高限制车速值 , 比 较科学合理。 低于设计车速的限速, 除非已经实测结果证明, 否则均是过于保守。过低的限速 , 既无效率, 也不符 合实际 ; 既无人乐于遵守, 也无法遵守。
黑龙江交通科技
值表
第4期
平均标准差
车速观测方法 根据地点车速的定义, 它是道路某一地点的瞬 时速度, 因此只需选定一段距离, 测下当时车辆行驶 的速度即可。可选择人工观测、 仪器观测和车辆检 测仪观测等方法中的一种方法进行观测。 2 4 车速观测资料的计算与分析 为了计算出限制车速值 , 应对所采集的数据作 一系列汇总、 整理、 统计分析和绘制图表工作。 一般情况, 地点车速观测数据均以平均值表示 , 但各车速分布点图在平均值周围分散很宽, 故需要 用数理统计方法 , 把大量数据综合起来 , 作频率分布 表、 分布曲线图和累计频率曲线等进行分析。 ( 1) 原始数据的整理汇总与计算 根据公式( 1) , 计算所需车速样本的数量, 确定 样本取值, 填写地点车 速数据表 , 然后计算极 差值 R 及数据分析组数 K , 并据以计算组距 H , 经过对 上列数据的检验与调整, 最后确定所采用的数值。 ( 2) 编制地点车速频率分布表 确定原始车速数据分组的组数 , 填入频率分 布表的首栏; ! 计算数据分组的组界, 填入频率分布表的次栏; ∀ 计算组频数 ( 各组所含的观测次数 ) 、 各组观 测次数占总观测次数的比例百 分率和累计此 百分 率, 最后计算观测次数与组中车速值乘积, 将上述计 算结果依次填入车速频率分布表。 ( 3) 绘制频率分布曲线图和累积频率曲线图 频率分布曲线图: 以频率分布表中的组界值 为横坐标, 以各组观测次数占总观测次数的比例百 分率为纵坐标, 并将计算所得数据标上 , 汇成图。 ! 累积频率曲线图: 以组界的上界值车速为横 坐标, 以车速的累计频率为纵坐标, 标入相应数据 , 绘制成图。 ( 4) 计算地点车速平均值 v = f iv i / f i ( 2) 式中 : v 为平均车速 , km / h; f i 为各组车速观测的次 数( 频数) ; v i 为各组车速的组中值。 ( 5) 计算标准偏差 标准偏差是衡量车速观测数据离散程 度的指 标。计算公式如下, 即 2 = { [ f i v 2i - ( 1/ f i ) ( f i v 2 f i - 1) } 1/ 2 i) ] / ( ( 3) 式中: 为标准偏差 ; f i 为各组车速观测的次数 ( 频 数) ; v i 为各组车速的组中值。 2 3 100
速调查方法以及车辆限 速值的确定方法等。 关键词 : 高速公路 ; 车速 ; 限速值 中图分类号 : U 411 文献标识码 : C 文章编号 : 1008- 3383( 2006) 04- 0099- 02
1 设计车速、 运营车速与限制车速 设计车速、 运营车速与限制车速的基本概念及 其相互之间的关系 , 是设计合理初始限速值的前提 与根据。首先说设计车速 , 又称计算行车速度。据 美国各州公路运输工作者协会 ( AASHT O) 的定义 , 是指公路某一指定路段的设计特点在有利环境条件 下所决定的最大安全行驶车速。自从 20 世纪 30 年 代以来 , 设计速度就一直是进行道路几何构造设计 时所依据的速度 , 也可以说设计速度是指困难路段 运行的最低值和最低运行值, 如选择平、 纵面设计参 数, 超高、 加宽值等的选取等。而运营车速, 指的是 司机根据实际道路情况所自我选择的行驶车速。限 制车速, 是从安全和运营速度的角度, 限制公路某一 路段的最高运营车速。自从 20 世纪 30 年代以来 , 作为工程界的一贯做法, 限速是通过定点单车自由 流车速的实地观测并经统计分析, 取其 85% 分位车 速作为限制车速的。当然, 限制车速也需考虑其他 因素 , 如该路段安全记录 , 路侧安全设施或改善情况 以及国家强制最高限速等等。据美国的一份民意调 查显示, 36% 的人认为可用设计车速作为限制车速 , 而有近一半的人认为对新建/ 改建新开通的公路, 应 该先用设计车速作为限速值, 而随着设施的使用, 采 实地观测地点车速的 85% 分位作为修正限速值。 由定义可见, 虽然设计车速和限制车速的起点 不同 : 前者立脚点着眼于公路设计 ; 后者着眼于公路 的使用者。前者受设计标准制约 , 考虑近乎恶劣的 条件下 ( 即考虑很大的安全系数) 的行车安全; 后者 则假定使用者会合理地选择行驶车速, 并从统计的 观点加以确定, 但是两者又是互相联系的。设计车 速是限制车速的基础, 限制车速从一定程度上可反 映设计车速。 正是由于设计车速和限制车速的制定 标准不 同, 许多司机都会发现在良好的天气、 路况等的条件 下, 即使运营车速超过设计车速, 也不会感到驾驶不 舒适或不安全。这也就是为什么不能完全依靠设计 车速来决定限制车速的原因。对新开通公路, 限速 可暂取为设计车速; 对老路限速值 , 则应依老路安全 事故记录、 特殊要求及实地测量结果确定。
置信水平 / % K 68 3 1 86 6 1 5 90 1 64 95 1 96 95 5 2 98 8 2 5 99 7 3
99ຫໍສະໝຸດ Baidu
总第 146 期
表 2 样 本标准差表
行驶区域 双车道 乡村 城市 郊区 平均值 8 5 7 7 8 5 8 0 四车道 6 8 7 9 8 5 8 0
2 运营车速实际调查 2 1 车速调查地点与时间的选定 ( 1) 调查地点 一般应根据车速资料的使用目的并结合影响车 速的各种因素来选择调查地点。在改善、 加强交通 管制或对有问题地段进行分析时, 应在管制区域内 选择有代表性地点或事故多发地点进行观测 ; 在对 交通管理措施、 道路条件改善效果进行前后评价对 比时, 应在同一观测地点或区域进行观测 ; 为掌握道 路上各不同路段的汽车平均运行速度和水平 , 应选 择不同技术等级、 不同路面类型和不同地形等情况 的交通量较大地段作区间速度调查。 ( 2) 调查时间 除特殊需要外, 车速调查时间一般宜选在交通 量饱和或较大的月份 , 使资料具有较强的代表交换 性 , 否则车速观测值偏高。具体观测时段宜选在上、 下午高峰时间及非高峰时间等三个时间范围 , 应避 开节假日与集市。 2 2 样本的数量与要求 由于道路上驶过的车辆数量很大, 作车速观测 时 , 只需从通过道路的全部车辆 ( 全体 ) 进行观测 , 推 算总体的车速。为了保证推算的精度, 故要计算确 定所需样本的最小数目 , 即 n= ( K / E ) 2 ( 1) 式中 : n 为最小的样本 量; E 为车速观 测值允许误 差 , km/ h, 其值取决于平均车速要求的精度 , 一般可 取 E = 2 km/ h; K 为与置信水平有关的系数, 其值 见表 1; 为估计的样本标准差 , 可按表 2 取用, 或取 用 8 km / h 作为标准偏差近似估算值。 应注意人为的抽样不均匀而产生的误差 , 对不 同速度、 各种车型的车辆都要进行抽样观测。当车 辆呈连续以相近车速行驶时 , 应选择记录头车车速。
2006 年 第 4 期 ( 总第 146 期)
黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No. 4 , 2006 ( Sum No. 146)
高速公路如何限速
刘晓东
( 黑龙江省公路勘察设计院 ) 摘 要 : 针对高速公路的特点 , 以及现实情 况 , 详细介 绍了高速 公路上 的车辆 行驶速 度特点、 影响 因素 , 车
收稿日期 : 2006- 01- 23
( 6) 推算总体车辆的实际平均车速 v- E~ v + E ( 4) 式中符号意义同前。 车速累积频率曲线它标明了地点车速与累计频 率间的对应关系。从图 1 中可以看到 , 15% 位车速 和 85% 位车速位于曲线的显著转 折点, 在 15% 至 85% 位范围内 , 车速变化较平稳 , 因此在管理上将 15% 位时的车速确定为限制最低车速的指标 , 而将 85% 位时的车速确定为限制最高行驶车速的指标。 50% 位车速则表明在总观测数 据中有 50% 是以此 速度行驶的, 因此具有明显的代表性。车辆若以超 过 85% 位车速行驶则是不安全的过渡行驶; 车辆若 以低于 15% 位车速行驶 , 则降 低了公路通行能力, 可能引起交通阻塞和增加交通事故。 3 影响车速变化的因素 ( 1) 驾驶员对车速的影响 车速与驾驶员的驾驶技术、 驾驶年龄及生理心 理状态有关。一般开新车、 长距离出行者比本地出 行者开得快 , 并且旅程越长车速越快 ; 车上无乘客比 有乘客开得快; 男性、 青年单身驾驶员比女性、 中年 已婚驾驶员开得快; 开车稳重小心、 处处礼让、 自觉 遵守交通规则的驾驶员比那些开车急躁、 鲁莽、 好逞 英雄、 攻击型强的驾驶员开得慢。 ( 2) 车辆对车速的影响 车型和车龄对地点车速有明显关系。小客车快于 专用大客车, 货车最慢。新车快于旧车, 随年龄增高而 平均车速下降。货车的平均车速其快慢次序一般为: 轻型单辆货车、 中型货车、 中型组合车、 重型单辆货车。 货车的平均车速随其汽车总重增加而下降。 ( 3) 道路对车速的影响 驾驶员实际所采用的车速与道路情况有密切的 关系, 对于高速公路而言, 以平纵线形和车道数对车 速影响最为明显, 而视距、 车道位置、 侧向净宽也影 响到车速的改变。 4 结 语 综上所述可见, 设计车速是高速公路在近乎恶 劣的环境条件下所允许的最大安全运营车速 , 它本 身含有较大的安全系数。而限制车速是交通管理部 门设定的 , 绝大多数司机都可遵守的运营车速。两 者虽定义不同, 设定的标准不同 , 但前者又是后者的 基础。对于新开通的高速公路, 宜采用其设计车速 作为初始限速。随着公路运营资料的积累 , 在必要 路段再通过实测数据予以调整: 如前所述 , 首先要充 分考虑影响车速的主要因素 , 根据高速公路实际情 况 , 选择观测地点 , 取得实际地点车速资料 , 经汇总 整理、 分析, 取 85% 位车速作为最高限制车速值 , 比 较科学合理。 低于设计车速的限速, 除非已经实测结果证明, 否则均是过于保守。过低的限速 , 既无效率, 也不符 合实际 ; 既无人乐于遵守, 也无法遵守。
黑龙江交通科技
值表
第4期
平均标准差
车速观测方法 根据地点车速的定义, 它是道路某一地点的瞬 时速度, 因此只需选定一段距离, 测下当时车辆行驶 的速度即可。可选择人工观测、 仪器观测和车辆检 测仪观测等方法中的一种方法进行观测。 2 4 车速观测资料的计算与分析 为了计算出限制车速值 , 应对所采集的数据作 一系列汇总、 整理、 统计分析和绘制图表工作。 一般情况, 地点车速观测数据均以平均值表示 , 但各车速分布点图在平均值周围分散很宽, 故需要 用数理统计方法 , 把大量数据综合起来 , 作频率分布 表、 分布曲线图和累计频率曲线等进行分析。 ( 1) 原始数据的整理汇总与计算 根据公式( 1) , 计算所需车速样本的数量, 确定 样本取值, 填写地点车 速数据表 , 然后计算极 差值 R 及数据分析组数 K , 并据以计算组距 H , 经过对 上列数据的检验与调整, 最后确定所采用的数值。 ( 2) 编制地点车速频率分布表 确定原始车速数据分组的组数 , 填入频率分 布表的首栏; ! 计算数据分组的组界, 填入频率分布表的次栏; ∀ 计算组频数 ( 各组所含的观测次数 ) 、 各组观 测次数占总观测次数的比例百 分率和累计此 百分 率, 最后计算观测次数与组中车速值乘积, 将上述计 算结果依次填入车速频率分布表。 ( 3) 绘制频率分布曲线图和累积频率曲线图 频率分布曲线图: 以频率分布表中的组界值 为横坐标, 以各组观测次数占总观测次数的比例百 分率为纵坐标, 并将计算所得数据标上 , 汇成图。 ! 累积频率曲线图: 以组界的上界值车速为横 坐标, 以车速的累计频率为纵坐标, 标入相应数据 , 绘制成图。 ( 4) 计算地点车速平均值 v = f iv i / f i ( 2) 式中 : v 为平均车速 , km / h; f i 为各组车速观测的次 数( 频数) ; v i 为各组车速的组中值。 ( 5) 计算标准偏差 标准偏差是衡量车速观测数据离散程 度的指 标。计算公式如下, 即 2 = { [ f i v 2i - ( 1/ f i ) ( f i v 2 f i - 1) } 1/ 2 i) ] / ( ( 3) 式中: 为标准偏差 ; f i 为各组车速观测的次数 ( 频 数) ; v i 为各组车速的组中值。 2 3 100
速调查方法以及车辆限 速值的确定方法等。 关键词 : 高速公路 ; 车速 ; 限速值 中图分类号 : U 411 文献标识码 : C 文章编号 : 1008- 3383( 2006) 04- 0099- 02
1 设计车速、 运营车速与限制车速 设计车速、 运营车速与限制车速的基本概念及 其相互之间的关系 , 是设计合理初始限速值的前提 与根据。首先说设计车速 , 又称计算行车速度。据 美国各州公路运输工作者协会 ( AASHT O) 的定义 , 是指公路某一指定路段的设计特点在有利环境条件 下所决定的最大安全行驶车速。自从 20 世纪 30 年 代以来 , 设计速度就一直是进行道路几何构造设计 时所依据的速度 , 也可以说设计速度是指困难路段 运行的最低值和最低运行值, 如选择平、 纵面设计参 数, 超高、 加宽值等的选取等。而运营车速, 指的是 司机根据实际道路情况所自我选择的行驶车速。限 制车速, 是从安全和运营速度的角度, 限制公路某一 路段的最高运营车速。自从 20 世纪 30 年代以来 , 作为工程界的一贯做法, 限速是通过定点单车自由 流车速的实地观测并经统计分析, 取其 85% 分位车 速作为限制车速的。当然, 限制车速也需考虑其他 因素 , 如该路段安全记录 , 路侧安全设施或改善情况 以及国家强制最高限速等等。据美国的一份民意调 查显示, 36% 的人认为可用设计车速作为限制车速 , 而有近一半的人认为对新建/ 改建新开通的公路, 应 该先用设计车速作为限速值, 而随着设施的使用, 采 实地观测地点车速的 85% 分位作为修正限速值。 由定义可见, 虽然设计车速和限制车速的起点 不同 : 前者立脚点着眼于公路设计 ; 后者着眼于公路 的使用者。前者受设计标准制约 , 考虑近乎恶劣的 条件下 ( 即考虑很大的安全系数) 的行车安全; 后者 则假定使用者会合理地选择行驶车速, 并从统计的 观点加以确定, 但是两者又是互相联系的。设计车 速是限制车速的基础, 限制车速从一定程度上可反 映设计车速。 正是由于设计车速和限制车速的制定 标准不 同, 许多司机都会发现在良好的天气、 路况等的条件 下, 即使运营车速超过设计车速, 也不会感到驾驶不 舒适或不安全。这也就是为什么不能完全依靠设计 车速来决定限制车速的原因。对新开通公路, 限速 可暂取为设计车速; 对老路限速值 , 则应依老路安全 事故记录、 特殊要求及实地测量结果确定。