基于運行車速理論的公路路線設計

陳松艷

摘要:本文基于運行車速理論的引用，對車輛運行的特性與公路的線形相互關系進行分析，對運行車速理論應用于公路路線設計進行更進一步的研究，使得公路設計能夠充分的顧及交通安全，從而保證公路的線形和實際運行相互協調的優點。這也是我國公路設計體系的主要發展方向。

關鍵詞：運行車速理論;線形設計;公路的線性

目前，設計車速是公路設計中的一個技術標準的控制指標，其決定著公路幾何設計中的幾乎所有設計參數。國際上大多采用運行車速體系以及設計車速體。下面簡單介紹兩種體系的特點。

一、設計車速與運行車速的概念

（一）設計車速

設計車速是指在行車的條件正常和公路設計的特征都能起到其控制作用的情況下，公路上能行駛最高的安全速度。作為公路設計的基礎指標，設計車速是公路線形設計規定的最低標準。公路設計中幾乎所有要素，比如超高、縱坡、豎曲線半徑和圓曲線半徑等，均由設計速度而定。我國大多數的設計人員是根據設計車速路線設計方法進行公路路線設計。對特定的路段而言設計車速是個固定值，但是在實際駕駛中，幾乎沒有任何駕駛人者始終去遵守這個固定車速的，實際行駛中速度總是根據車輛的性能、公路的路況、公路的線形及駕駛者特征等多種條件決定而變化的。在條件允許的情況下，駕駛者們總是傾向于更高速度的行駛。所以由設計速度所進行的公路路線設計是不能很好的滿足實際情況的需要的。

（二）運行車速

運行車速是指在單元的路段上車輛實際的行駛速度。因為不同的車輛在整個行駛的過程可能采用的是不同的車速運行，記錄下各路段的車速后，然后按高速到低速排列選取從高到低選取第85個百分點對應的車輛的行駛速度作為運行車速的值。運行車速是實際數值根據統計學得出的，不同于設計車速的刻板固定值，是單元路段中車輛實際行駛的速度。根據國外對運行車速與設計車速的對比的研究資料，當設計車速在80km／h以下的時候，第85個百分點的車輛實際行駛的速度，也就是運行車速，一般會比設計車速高了10kin／h左右，而根據實際統計情況如果運行車速和設計車速的差別大于10—20km／h，就很容易造成交通事故。

二、運行車速檢驗

在長期的公路設計的實踐中，我們認識到了各種不利的線形組合路線是交通安全隱患甚至是造成交通事故的主要原因，比如兩個半徑相差很大s形平曲線以及長直路線接上小半徑的平曲線等。由于根據設計車速體系進行公路路線設計，這方面的問題無法得到詳細的定論和量化。而運行車速理論給我們提供了對這一類問題更多的研究和測量的方法。相關的研究表明，大部分的交通事故造成的原因是由于相接路段車速相差過大，以致前后車輛追尾。所以我們可以認為，當相接的路段的車輛行駛車速差值超過某一特定限值的時候，該路段就存在交通隱患。為了消除公路行駛中的安全隱患，可以通過降低相接車輛運行車速差值實現。這就要求我們在設計公路路線時考慮到相鄰路段的各項指標的組合，對其進行分析和改善，這也就是運行車速理論的核心。

（一）運行車速設計內容

在我國雖然還是根據設計車速理論進行公路路線設計，但是我們可以根據運行車速理論對進行中的設計工作進行公路設計的安全檢驗工作，從而更好的消除安全隱患。運行車速設計實質就是依靠控制相接路段的線形各種指標的組合，使得車輛的實際運行速度可以相對的均衡，達到消除公路上安全隱患，杜絕事故的發生。運行車速設計內容主要有以下幾個方面：

1.根據路段中車輛的實際運行速度設置相應的緩和曲線、和超高漸變率等。

2.兩段連續的平曲線或者直線和連續曲線之間的平面指標應根據路段的實際運行素的設置均衡，如果相接的路段運行車速差超過了容易造成事故的限值，應進行相應的調整，如增大低速指標或者降低高速指標。

（二）運行車速檢驗公路設計

1.運行車速理論的核心。研究顯示，駕駛者都是憑著自己對車輛的性能了解的情況和對公路路線與路況等做出直觀判斷來及時調整車輛的速度。他們可能不是很了解也不必要了解所行駛的路段的設計車速。而上面所說的運行車速理論的設計核心或者檢測方法正是基于這種從實際的行駛情況出發，考慮到不同的車型利用降低相鄰接路段所容許的速度差值，也就是通過相接路段所可能發生的不同的可容的速度差值進行控制，從而達到公路線形的協調，實現消除公路的安全隱患的目的。運行車速理論不需要過于關注路段局部的各種指標高低．更不需要考慮這些個指標是否符合規范要求的最低限度。路段運行的車速主要是受駕駛者的駕駛行為、車輛的狀況以及道路狀況三個主要因素影響。

2.路線線形對運行車速的影響。汽車的行駛速度主要是由公路條件、駕駛員和汽車的狀況等因素的影響。所以公路的條件對

運行速度的影響是公路設計者在進行公路設計時主要考慮的問題。公路的線形是由直線、圓曲線和緩和曲線相互連接組成的。直線在公路設計中是主要設計線形，特別在地勢平坦地帶采用是非常多的。但過于的長直線道路會使駕駛者感到調。而且直線也不易在復雜的地形上進行設計也不易保證公路線形連續性。 圓曲線具備很多的優點，但是如果處理不好，會使線形曲折，使得駕駛者造成判斷上的失誤，從而進行不必要的加速和減速，甚至造成交通事故。緩和曲線不但能保證線形變化的連續性，也符合車輛行駛的軌跡，保證車輛在進入圓曲線的時候不需太多的減速。

三、運行車速對公路線形的要求

由上可知道路設計中我們在公路設計師，應該盡可能的保證駕駛者在設計的路線中以他們所期望的駕駛速度行駛，這就要求我們設計出的公路線形能夠同時的滿足運行車速和設計車速的要求，簡單的說就是要求舍得的公路線形具有連續性。雖然我國目前的公路設計中所使用的設計規范與技術標準鐘已經提出了在公路線形設計中的連續性要求，但是目前為止還沒有對這一標準做出明確的要求。公路線形是否滿足連續性是靠駕駛者與乘客的感覺出來。公路中行駛的汽車的運行速度變化是否讓乘客感覺到舒適性，公路線形指標中的變化是否能符合駕駛員的期望，要求等等，最終表現出來的是汽車的運行速度是否連續。而事故率的大小才是對線形的連續性直接檢驗結果，事故多發點，也就意味著該路段的線形是不滿足連續性要求的。

分析車速變化和事故率的關系，根據V85的變化范圍AV85進行評價連續性優差：

1.連續性好的路段則V85的變化范圍應低于10km／h，該路段事故多發地點基本不存在。

2.連續性一般的AV85應在10km／h至20km／h之間，該路段的事故率很高，事故多發地點較多。所以公路設計時為了使道路線形能擁有較好的連續性，在設計時應保證AV85低于10km／h。

四、改善措施

如果相接路段的運行車速差值大于上述的控制值的時候，我們應優先應考慮調整線形，比如減小大的曲率半徑或者增大小的曲率半徑，其中直線路段可以視為無窮大半徑的曲線。使得前后的線形組合可以滿足速度差的要求，這樣從根本上解決相接路段的線形組合問題。對于那些線形難以調整的特殊路段則應該采取以下的措施來提高安全性：

1.改善路段視距，增設線形指導標志，提醒駕駛者主動的提前進行減速；

2.增加限速標志、在相應路段設置減速振蕩線，強行令駕駛者被動的進行減速；

3.加大路段的曲線超高，從而降低車輛高速度行駛的風險，保證交通安全。

參考文獻：

[1] 周秋生．自動搜索最小多邊形算法的研究．測繪工程，1996(2)．

[2] 潘正風，楊正堯．數字測圖原理與方法，武漢大學出版社．2002．