道路组合线形下的运行速度模型研究

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1、道路组合线形下的运行速度模型研究摘要：汽车在设计速度低于100km/h的道路上，实际运行速度往往高于设计速度。当两者之差大于10km/h，就容易发生交通事故。本文就如何采用运行速度进行设计或检验，有利于改进道路设计，提高行车安全，提出了一些自己的看法。关键词：设计速度；运行速度；速度预测1.引言我国的公路建设在新时期获得了前所未有的大发展，交通基础设施建设取得了不俗的成绩，但道路交通安全仍面临严峻形势：如2008年，全国共发生道路交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受伤，直接财产损失10.1亿元。造成交通事故的原因是多方面的，虽然据国内外的交通事故统计

2、显示，有80％～90％的交通事故是由于驾驶员的失误或粗心大意造成的，但进一步的研究表明，在诸如由超速行驶、违章超车、不正当超车、不正当转向、夜间不良的视距等引起的交通事故中，除少数是由于驾驶员失误引起的以外，大部分驾驶员出事故的原因在于困难的行驶条件引起的，而困难的行驶条件则与道路设计有关。像较常见的道路线形不顺畅、某处线形指标突变、道路平、纵线形指标各自搭配或其组合不当、视距不良、超高不足等等。这些现象引起了我们对我国现行道路线形设计方法是否需要改进的思考。道路线形设计评价是道路安全性评价的重要组成部分，在设计中进行专项安全性评价并不是多余，它能够发现许多交通安全隐患并将之

3、解决在设计阶段，不论就社会稳定还是经济效益而言都有重要意义。我国现行公路路线设计规范是以设计速度作为主要设计参数，但是，车辆在公路上行驶时，驾驶员一般是根据公路的行车条件(线形条件、路面条件、气候条件、环境条件及交通条件)和车辆本身的性能来确定自己的车速的，只要条件允许，驾驶员总倾向于采用高于设计速度的速度行驶，从而使车辆在按设计速度设计的线形上行驶存在安全隐患。以车辆实际可能的运行速度代替设计速度作为公路线形设计的指标已是大势所趋。而我国现行规范与AASHTO所提出的方案以及澳大利亚等国所采用的方案均有一定的差别，对我们初学者来说，相互比较并吸收利用是很有必要的。因此，在解

4、读国内外相关研究成果的基础之上，分析道路线形及其各要素与行车速度之间的关系，并尝试通过工程实例分析对比同一路段的运行速度与设计速度的来体现其差异，从而实现控制车辆超速行驶，减少交通事故，实现安全行车的基本要求。1.运行速度作为线形设计参考的必要性2.1设计速度设计速度是为确定道路各几何要素的设计指标并使之相互协调而制定的车速。它是指在气象条件良好，车辆行驶只受道路本身条件影响时，具有中等驾驶技术的人员能够安全、顺适驾驶的速度。它是道路设计的最基本的设计依据，直接影响道路设施的运营安全与效率。有些道路的几何要素，如弯道半径、超高、视距、纵坡等，直接决定于设计速度；另外一些要素，

5、如道路各部分的宽度以及同侧向障碍物之间的净距等，虽不直接决定于设计速度，但它们会影响车辆实际行驶的速度。在设计速度较高的道路上，对这些要素要求采用较高的标准。2.2运行速度设计速度对一特定路段而言是一固定值，是用于规定一个路段的最低设计标准，实际上没有一个驾驶员自始至终地恪守这一固定速度。运行速度是一个随机变量，不同的车辆在行驶过程中运行速度是不相同的，一般呈正态分布，通常用各类小汽车在速度分布累计曲线上第85位百分点上的车辆实际行驶速度作为运行速度(或V85)。如下图所示。由车速累计频率曲线可以看出，累计频率达到85%后，累计频率曲线趋于平缓，但还有15%车速较高而且分布较

6、为广泛。但公路设计的要求是满足绝大部分驾驶员而不是所以驾驶员的需求。所以以V85作为设计、评价的运行车速在理论上是可取的，在经济上是可行的，符合我国的实际情况。1.3具体研究方法：运行速度分析路段划分根据曲线半径和纵坡坡度的大小将整条路线划分为直线段、纵坡段、平曲线段和弯坡组合段等若干分析单元。其中，纵坡坡度大于3%的直线段和半径大于1000m的大半径曲线自成一段；其余小半径曲线段和纵坡坡度大于3%、坡长大于300m的纵坡坡段以及弯坡组合段，作为独立单元分别进行运行速度测算；当直线段位于两小半径曲线段之间，且长度小于临界值200m时，则该直线视为短直线，车辆在此路段上的运行速

7、度保持不变。2.3.1运行速度V85的测算：1)直线段上的加速过程和稳定运行速度初速度小客车取为85km/h期望车速，小客车取为100km/h短直线V852＝(Vo2+2a0S)其中：Vo是驶出曲线后的运行速度；a0是车辆加速度，取0.15-0.50m/s2；S是直线段长度。2)小半径曲线的运行速度对于平曲线半径小于1000m的路段，分别对曲线中部和曲线出口大的运行速度进行预测。根据曲线入口速度Vin、当前路段的曲线半径Rnow和前接曲线的半径Rback，预测曲线中部的速度Vmiddle；然后根据曲线中