多車道高速公路不同車道運行速度的特點

吳明先，曹駿駒，林宣財，張江洪，王 松

(1. 中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司, 陜西 西安 710075；2. 江蘇省交通工程建設(shè)局, 江蘇 南京 210001)

0 引言

高速公路的交通管理方式影響道路交通的運行特性，目前，我國大部分高速公路均已實施車道限制的管理方式，規(guī)定小型車行駛在內(nèi)側(cè)車道，大型車行駛在外側(cè)車道。在車道限制管理方式下，道路交通運行形成新的交通流特點，由于客貨車的限制，各車道不同車型混行的現(xiàn)象有所改善，尤其是在最內(nèi)側(cè)車道，僅有小型車行駛，故車型間的相互干擾減小，車輛的運行速度明顯提升。隨著運行速度的提高，對道路幾何設(shè)計相關(guān)指標的要求更高，尤其是與運行速度相關(guān)的指標，如停車視距、加減速車道長度等指標。設(shè)計時該類指標的運用若不能根據(jù)多車道高速公路運行速度的特點進行調(diào)整，將造成安全隱患。因此，作為幾何設(shè)計的重要基礎(chǔ)參數(shù)之一，需研究高速公路不同車道的運行速度特點和分布規(guī)律。

國外研究者們針對道路運行速度的研究多集中于運行速度的預測。Praticò 等人[1]提出一種考慮幾何線形特點及各線形要素長度的運行速度預測模型；Gibreel 等人[2]將道路平面圓曲線和縱斷面豎曲線綜合考慮，建立三維運行速度預測模型，并基于實測數(shù)據(jù)證明了三維預測模型比二維模型更符合實際交通運行狀況；Zuriaga 等人[3]則采用全球定位系統(tǒng)收集處理速度數(shù)據(jù)，通過校準得到了更加精確的運行速度預測模型；Montella 等人[4]使用高保真動態(tài)駕駛模擬器進行了連續(xù)速度剖面的試驗研究，基于平滑的速度剖面，建立了預測曲線和切線運行速度、運行速度剖面所需的減速率和加速率以及曲線恒速運行起始點和結(jié)束點的模型；Hashim等人[5]基于實測數(shù)據(jù)建立了雙車道公路水平曲線和切線的運行速度剖面模型，研究水平曲線前后加減速率的變化特性和與速度之間關(guān)系。Fitzpatrick[6]提出當路段運行速度高于道路設(shè)計速度時，應(yīng)采用運行速度分布曲線的第85分位速度進行道路限速。Panagiotis 等[7]研究表明除道路幾何條件外，駕駛?cè)艘蛩赝瑯訒囕v運行速度產(chǎn)生影響。Park等人[8]綜合考慮了運行速度、道路特征和碰撞特點，結(jié)合路徑分析方法和相關(guān)變量，研究了城市道路運行速度與交通事故之間的聯(lián)系。

國內(nèi)研究者們對道路運行速度的研究主要通過大量實測數(shù)據(jù)分析車輛運行速度的分布規(guī)律。裴玉龍等[9]基于大量實測數(shù)據(jù)對平直路段、曲線路段及縱坡路段85%位車速V85進行統(tǒng)計分析，提出不同路段V85與曲線半徑、坡度的關(guān)系式；周宏敏等[10]在進行速度數(shù)據(jù)采集時，將車型納入統(tǒng)計變量，分析了不同線形組合情況下車輛運行速度的分布特點，并通過統(tǒng)計檢驗證明斷面運行速度符合正態(tài)分布；閻瑩等[11]基于實測數(shù)據(jù)對高速公路斷面運行車速分布特征展開研究，并提出由車速的累計分布求解特征指標的運行速度求解方法；王曉華等[12]分析了平曲線起中訖三個斷面的速度特征，建立了與曲線半徑、長度和運行速度相關(guān)的回歸模型；楊文臣等[13]通過分析車頭時距與車速的關(guān)系，界定自由流狀態(tài)的車頭時距，建立了小型車與大型車的運行速度預測模型；陳銘等[14]通過實地調(diào)查建立了關(guān)于多元線性回歸模型，研究了道路與環(huán)境特征對運行速度的影響；李長城等[15]分析各國道路限速方式，提出以運行速度第85分位值作為基準值，并根據(jù)交通狀態(tài)對基準值修正；付曉宇[16]調(diào)查了彎坡組合路段小型車的運行速度，分析了平、縱、橫線形組合對運行速度的影響。張馳等[17]在分析高速公路互通式立交單車道出口小客車運行速度實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,得出車輛在出口處的運行規(guī)律。

盡管國內(nèi)外研究者對高速公路的運行速度展開了廣泛的研究，但隨著我國多車道高速公路的建成與交通管理方式的改進，不同車型、不同車道的運行速度呈現(xiàn)明顯差異，以往的研究并未充分考慮這些特點，無論是設(shè)計中設(shè)計指標的取值還是安全性評價都需要考慮不同車道運行速度的特點，采取合適的指標，保障高速公路的運行安全。本文基于多車道高速車道管理方式，采用實測并分析高速公路不同車道車輛運行速度數(shù)據(jù)的方法，對不同車型、不同車道的運行速度展開研究，分析現(xiàn)行按車型的車道管理措施下車道限速遵從度，研究限速措施的合理性。此外，尋找不同車道的運行速度分布特點和規(guī)律，提出不同車道運行速度推薦值，為相關(guān)幾何指標的應(yīng)用和檢驗提供參考。

1 多車道高速公路車道管理方式調(diào)查

多車道高速公路不同車型混合行駛時，由于車型外觀尺寸與動力性能的差異及變道行為的存在，增加了車輛間的干擾，存在較高的交通事故風險，且道路通行效率和服務(wù)水平低下。根據(jù)車型不同實施必要的車道管理，能夠減少車輛間的干擾，提高道路通行能力、降低交通事故的發(fā)生。早期建設(shè)的單向雙車道高速公路采用內(nèi)側(cè)超車，外側(cè)混合行駛的管理方式，目前已不適用于多車道高速公路。現(xiàn)有多車道高速公路的車道管理方式大致按4個方面進行劃分：行駛速度、車型大小、客貨管理以及出口順序。根據(jù)車道數(shù)不同，車道管理方式有所差異，具體如下：

(1)雙向6車道

與雙向4車道相比，由于雙向6車道增加了車道數(shù)，提高了車輛行駛的自由度，采用按車型分車道限速的管理方式，第1車道為小客車專行道，第2車道和第3車道為混行車道，客車和貨車共同行駛。(圖1為示意圖，在實施時跟實際情況調(diào)整)。

圖1 雙向六車道高速公路管理方式示意圖

(2)雙向八車道

與雙向六車道相比，車輛行駛自由度更高。雙向八車道高速公路的管理方式為第1車道為小客車專用車道，第2車道為大小客車行駛車道，第3車道和第4車道均為客貨混行車道，車輛行駛自由度更高。

(3)雙向十車道

隨著交通量的逐漸增加，目前我國多處道路改建成或擬建成雙向十車道(圖3)。綜合國內(nèi)雙向十車道高速公路的特點，其車道劃分為最內(nèi)側(cè)兩車道為小客車專用車道，禁止大型車輛行駛，大型車輛可以在其他車道行駛。

圖3 雙向十車道高速公路管理方式示意圖

綜上所述，我國目前實行的車道管理方式為根據(jù)交通量以及車型將行車道從左到右依次劃分為小客車、中型車、大型車專用車道，以此來限制不同類型車輛在各個車道上的通行權(quán)。道路不進行管制時，行駛自由度高，駕駛?cè)丝梢宰杂勺兊纴磉x擇較為空閑的車道。理論上無限制的管理方式會使各車道中的交通量趨于一致，但由于客車與貨車在車輛尺寸與車輛性能方面存在較大的差異，導致車輛混行的管理方式會對通行效率與交通安全帶來負面影響。一方面客車與貨車速差較大，客車的行駛速度受到混行貨車的限制，無法發(fā)揮自身高速行駛的優(yōu)勢。另一方面客車機動性高，為了超越速度較低的貨車進行頻繁換道；而貨車重量大，加減速性能差，緊急制動時減速距離長，容易與客車發(fā)生碰撞。因此，多車道高速公路有必要采取上述車道管理方式，以車型為標準劃分交通流結(jié)構(gòu)，規(guī)范交通流秩序，提高通行效率。通過將行駛速度較低的貨車限制在外側(cè)車道，而車速較高的客車行駛在內(nèi)側(cè)車道，以此減少車道內(nèi)的速差沖突次數(shù)，降低車輛加減速操作頻率，保證車輛行駛的暢通，提高了不同車型車輛的運行速度。

2 多車道高速公路運行速度數(shù)據(jù)采集

2.1 數(shù)據(jù)采集目的

行車速度是道路規(guī)劃設(shè)計中的重要控制指標。設(shè)計速度是道路幾何設(shè)計的基本依據(jù)，而車輛運行速度則體現(xiàn)了車輛在實際路況條件下行駛情況。現(xiàn)階段，有學者研究時直接采用設(shè)計速度的85%作為車輛的運行速度。例如我國《規(guī)范》[18]在計算小客車停車視距時，認為車輛在干燥路面上行駛速度高于潮濕路面，因此選取的運行速度為設(shè)計速度的85%。但有研究指出，路面的干濕狀態(tài)不是影響車輛行駛速度的主要因素[19]。此外，在研究設(shè)計指標時直接采用折減的速度，有可能導致大多數(shù)車輛無法滿足安全要求，造成較大隱患。因此，在計算小客車停車視距時運行速度選取值等于設(shè)計速度的85%有待進一步驗證，需要對多車道高速公路實際運行速度進行調(diào)查。

如今新建和改建的高速公路車道數(shù)不斷增加，多車道實施的車道管理方式不盡相同，根據(jù)車型進行分車道限速將使各車道的車速分布存在差異。為了研究多車道高速公路不同車道車輛行駛速度特征，本文將結(jié)合實測數(shù)據(jù)對多車道高速公路的車輛速度特性進行分析，研究現(xiàn)行車道限速的遵從度及合理性，并為視距等指標的計算提供參考。

2.2 數(shù)據(jù)采集

(1)數(shù)據(jù)采集地點

所選高速公路單向車道數(shù)不應(yīng)小于2，且采集點應(yīng)選取在線形指標良好的路段，宜于劃分車道位置。進行數(shù)據(jù)采集時，盡量將測量儀器設(shè)置在隱蔽處，如跨線天橋或護欄外側(cè)，保證駕駛?cè)苏５鸟{駛心態(tài)，預防駕駛?cè)顺霈F(xiàn)減速行為，提高數(shù)據(jù)的真實性[20]。

本文最終選擇的采集對象為包茂高速、西安繞城高速以及連霍高速公路，并在兩處不同的測量點進行數(shù)據(jù)采集，分別命名為測點1和測點2。

包茂高速兩個測點的斷面分別為雙向6車道及雙向8車道，設(shè)計速度120 km/h，其交通管理方式為：3車道最內(nèi)側(cè)專供小客車行駛，2、3車道為客貨混行道；4車道最內(nèi)側(cè)為小客車專用道，第2車道為大小客車專用道，3、4車道為客貨混行道。西安繞城高速為雙向5車道高速公路，設(shè)計速度120 km/h，其交通管理方式為最內(nèi)側(cè)專供小客車行駛，2、3車道供客貨車行駛。連霍高速斷面為雙向8車道，設(shè)計速度120 km/h，其交通管理方式為：最內(nèi)側(cè)車道為小客車專用道，第2車道為大小客車專用道，3、4車道為客貨混行道。

(2)數(shù)據(jù)采集設(shè)備

數(shù)據(jù)采集主要采用的測量設(shè)備為鏈式雷達測速儀和測速槍。雷達測速儀利用電波反射原理追蹤并記錄車輛數(shù)據(jù)，測量車輛距雷達的位置、速度和長度。雷達放置的位置記為坐標原點，并通過ID來標定不同車輛，每隔50 ms實時反饋測量數(shù)據(jù)。其檢測范圍呈扇形，有效范圍400 m，設(shè)置定位角不超過±15°，保證測量質(zhì)量[21]。雷達采集數(shù)據(jù)情況如圖4所示。

圖4 雷達采集數(shù)據(jù)

雷達測速槍用來輔助驗證鏈式雷達數(shù)據(jù)的準確性，通過隨機抽取不同車道上的樣本數(shù)據(jù)與鏈式雷達采集的樣本數(shù)據(jù)進行對比，調(diào)整雷達假設(shè)角度，實時監(jiān)測雷達測量準確度。

(3)最小樣本量

《交通調(diào)查與分析》提供了最小樣本量的計算方法(式(1))，數(shù)據(jù)精確度是決定樣本量的首要因素[22]。

(1)

式中,E為車速估計精確度，取1.6 km/h；S為樣本標準離差，取6.8；U為統(tǒng)計類型常數(shù)，第85分位車速取1.04；K為置信度系數(shù)，取值取決于置信度的選擇，如表1所示，因?qū)嶋H交通狀況的影響導致測量路段樣本量較少時，置信度可選取90%計算最小樣本量[23]。

表1 置信度系數(shù)

(4)數(shù)據(jù)采集流程

選定數(shù)據(jù)測量地點后，按要求架設(shè)鏈式雷達并與電腦連接，檢查雷達和測速槍能否正常采集數(shù)據(jù)。進行正式測量前，開啟雷達進行儀器調(diào)試，根據(jù)測速槍測量與雷達測量速度吻合度，調(diào)整雷達測量高度和測量角度。與此同時，檢查無人機拍攝時間與測量儀器時間是否吻合，調(diào)整后將無人機飛至測量路段上空。正式測量開始后，工作人員不定時抽取車輛使用測速槍測量通過速度，對比雷達測量數(shù)據(jù)保證儀器正常工作。

本研究采集時間為10月至11月，均在每日10:00—17:00內(nèi)進行，每個測量點最少測量1 h，測量時段選擇在主線無擁堵、無事故、交通流為自由流的時段進行[24]。

3 多車道高速公路運行速度分布

3.1 采集數(shù)據(jù)預處理

鏈式雷達采集的樣本包含時間和位置屬性，時間間隔為50 ms。當車輛距離雷達較遠時，返回的電波信號微弱，將產(chǎn)生測量誤差，表現(xiàn)出的結(jié)果為車輛軌跡在較遠距離處偏離車道明顯，該距離可定義為雷達測量有效長度，超出該長度的數(shù)據(jù)需要剔除。借助鏈式雷達數(shù)據(jù)處理程序剔除錯誤數(shù)據(jù)并形成交通流軌跡線。最終得到西安繞城高速測點2測量長度為125 m，包茂高速測點1測量長度為120 m，其余測點的測量長度均為200 m。每個路段最少選取70個車輛的連續(xù)測量數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計學分析。

將雷達測量的車輛位置數(shù)據(jù)用python進行坐標轉(zhuǎn)換，將駛離雷達架設(shè)斷面的方向作為X軸，以車輛在橫斷面的位置作為Y軸，將處理好的數(shù)據(jù)以散點圖的形式繪制在圖中(圖5)，并按散點分布特性和車道寬度進行車道線的劃分。通過車輛軌跡劃分圖對所測路段提取不同車道的數(shù)據(jù)，有利于分析多車道高速公路不同車道的交通特性。

圖5 車輛軌跡劃分示意圖

3.2 運行速度數(shù)據(jù)提取

根據(jù)實測數(shù)據(jù)，將車輛位置屬性和速度屬性進行匹配，并將其繪制成為軌跡-速度圖(圖6)。由于篇幅原因，本文僅展示西安繞城高速上測點1和測點2的軌跡-速度圖。

從圖6中車輛速度分布情況，可得出不同高速公路每條車道上的運行速度范圍和車速穩(wěn)定情況。如圖6所示，兩個測點的速度變化情況相似，車速按車道分布穩(wěn)定，第1車道車速分布在70～120 km/h，第2車道車速分布在60～110 km/h，第3車道車速分布在50～80 km/h。因此，該組測量數(shù)據(jù)可以用來分析該該段繞城高速上不同車道車輛的運行速度分布特征。包茂高速和連霍高速的采集數(shù)據(jù)分析趨勢與繞城高速相同。

圖6 分車道車輛行駛速度

3.3 運行速度分布特征

根據(jù)上述分析，6處采集點的速度數(shù)據(jù)可以用來進行運行速度分布特征分析。在每個測點選取一確定斷面(固定X值)，提取此斷面中的速度數(shù)據(jù)，6處采集點最終樣本量如表2所示。

表2 不同測點斷面樣本量

使用Origin檢驗調(diào)查的速度樣本是否服從正態(tài)分布，當樣本的離散程度較好且符合大樣本條件時可進行最小樣本量的計算。對數(shù)據(jù)進行K-S正態(tài)分布檢驗和行駛速度單樣本K-S檢驗的結(jié)果如表3所示[17]。

表3 行駛速度單樣本K-S檢驗結(jié)果

檢驗結(jié)果表明除連霍高速測點2以外，其余測點的數(shù)據(jù)均滿足95%置信度下的最小樣本量。將連霍高速測點2的置信水平取為90%，P值均大于0.1，即數(shù)值在0.1的水平下，數(shù)據(jù)顯著地來自正態(tài)分布總體。因此將不同測點的數(shù)據(jù)繪制為頻率分布直方圖，并擬合正態(tài)分布曲線，繪制累計頻率曲線，進而對不同車道的車輛行駛速度V85進行分析。

(1)包茂高速

包茂高速兩個測點的不同車道的車輛運行速度分布圖如圖7、圖8所示。

圖7 包茂高速測點1斷面運行速度分布圖

圖8 包茂高速測點2斷面運行速度分布圖

從圖7、圖8可以看出，包茂高速各車道的實測車輛運行速度分布特點為中間高兩邊低。總體上看，內(nèi)側(cè)車道的速度分布比外側(cè)車道更加接近正態(tài)分布，速度分布更加集中，可見外側(cè)車道車輛混行造車的速度差異對行駛速度穩(wěn)定性造成一定的影響。各車道的速度上限與下限均超過規(guī)定速度區(qū)間，且車道從內(nèi)到外，速度區(qū)間的上限與下限逐漸減小。第1車道的速度頻率峰值在110～120 km/h，低于車道最高限速；第2車道的速度頻率峰值在110～120 km/h，高于車道最高限速；第3車道的速度頻率峰值在80～90 km/h，低于車道最高限速；第4車道的速度頻率峰值在80～90 km/h，高于車道最高限速。

將包茂高速2個測點中不同車道的第85分為速度作為V85速度匯總至表4，總體上看包茂高速的V85由內(nèi)向外依次遞減。按車道分析：第1、2車道的V85速度接近或超過車道的最高限速值；第3車道的V85速度略低于最高限速；第4車道的V85速度大于車道的最高限速。按車道數(shù)分析：測點2(4車道)內(nèi)側(cè)第1、2車道的V85速度明顯高于測點1(3車道)，可見增加車道數(shù)對提高車輛運行速度有一定的正面影響。

表4 包茂高速各車道車輛的V85(單位:km/h)

(2)西安繞城高速

西安繞城高速中測點1和測點2的不同車道的車輛運行速度分布圖如下。

從圖9、圖10可以看出繞城高速兩個測點的第1、第3車道的車輛運行速度分布更加接近于正態(tài)分布。第2車道中位速度區(qū)間頻率較低，相比其他兩條車道整體上速度分布均勻，表明該車道車速差異明顯，說明車輛混行使該車道的行駛速度并不穩(wěn)定。整體上，各車道的速度上下限同樣超過規(guī)定的速度區(qū)間，并且由內(nèi)向外逐漸減小。

圖9 繞城高速測點1斷面運行速度分布圖

圖10 繞城高速測點2斷面運行速度分布圖

將西安繞城高速2個測點中不同車道的第85分位速度作為V85速度匯總至表5，總體上看繞城高速不同車道的V85由內(nèi)向外依次遞減。按車道分析：第1車道的V85速度接近或低于車道的最高限速值；第2車道的V85速度超過最高限速；第3車道的V85速度處于最高和最低限速之間。此外，從表5中看出側(cè)點2的V85整體上低于測點1，根據(jù)軌跡—速度圖分析可知，測點1和測點2的第1、2車道的速度分布區(qū)間類似，但測點2的第1、2車道交通量要高于測點1，車輛行駛速度受到影響。

表5 繞城高速各車道V85(單位:km/h)

(3)連霍高速

連霍高速兩個測點的不同車道的車輛運行速度分布圖如下。

從圖11、圖12可以看出在連霍高速兩個測點的4個車道中，車道越靠近內(nèi)側(cè)其車速分布就越接近正態(tài)分布，同樣表明內(nèi)側(cè)車道的車輛速度分布相比外側(cè)混行車道更加集中。以上6處測點的車速分布情況均說明按車型進行車道管理是保證高速車輛穩(wěn)定行駛的一種有效控制方式。

圖11 連霍高速測點1斷面運行速度分布圖

圖12 連霍高速測點2斷面運行速度分布圖

將連霍高速2個測點中不同車道的第85分位速度作為V85速度匯總至表6，總體上看連霍高速不同車道的V85由內(nèi)向外依次遞減。按車道分析：第1、2車道的V85速度接近或低于車道的最高限速值；第2車道的V85速度略微超過最高限速；第4車道的V85速度大于最高限速。

表6 連霍高速各車道V85(單位:km/h)

3.4 多車道高速公路運行速度V85推薦值

將上述6個測點不同車道的運行速度V85匯總至表7，從中可以看出3車道高速公路第1車道的運行速度遠大于設(shè)計速度的85%，接近車道限速120 km/h；第2車道的運行速度雖然低于第一車道的運行速度，但大于設(shè)計速度的85%，甚至超過車道限速100 km/h；第3車道的運行速度均未超過設(shè)計速度的85%和道路限速100 km/h。對于4車道高速公路，第1、第2車道的運行速度均大于設(shè)計速度的85%，在包茂測點2達到車道最高限速；第3車道連霍高速兩個測點的運行速度超過了車道最高限速和設(shè)計速度的85%；第4車道的運行速度大于車道的最高限速，但未超過設(shè)計速度的85%。總體上，運行速度根據(jù)車道所在位置，由內(nèi)向外呈遞減趨勢，最內(nèi)側(cè)車道車輛行駛速度最高，最外側(cè)車輛行駛速度最低。

表7 6處測點各車道的V85(單位:km/h)

根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，無論是3車道高速公路還是4車道高速公路，第1、第2車道的運行速度都均超過設(shè)計速度的85%，因此當?shù)缆愤\行速度作為控制參數(shù)進行取值時，直接取設(shè)計速度的85%是不合適的，以此為基礎(chǔ)計算得到的設(shè)計指標在實際應(yīng)用中存在一定的安全隱患。根據(jù)上文分析，3車道高速公路第1車道的運行速度接近設(shè)計速度120 km/h；第2車道的運行速度超過車道限速，速度在110 km/h左右；第3車道的運行速度接近道路限速100 km/h。4車道高速公路的第1、第2車道運行速度均能達到設(shè)計速度120 km/h；第3車道的同樣達到車道限速100 km/h；第4車道的運行速度超過車道限速，速度在90 km/h左右。綜上所述，根據(jù)上述分析將多車道高速公路的V85歸納如表8所示(取為整5 km/h)。

表8 設(shè)計速度為120 km/h時的V85推薦值(單位:km/h)

此外，根據(jù)上述結(jié)果分析對車道限速的遵從度進行驗證。當高速公路為單向3車道時，第1車道采用120 km/h的限速合適，大多數(shù)小客車以限速值附近的速度運行，能夠保證車道通行效率；第2車道采用100 km/h的限速偏低，在本次調(diào)查中第2車道的車輛運行速度在110 km/h左右，超過車道限速，表明在實際道路條件中限速100 km/h限制了車道的通行能力；第3道限速100 km/h合適，由于車輛混行的影響，大貨車行駛速度較低，大多數(shù)車輛以限速區(qū)間內(nèi)的速度行駛。對于4車道高速公路，第1、2車道采用120 km/h限速合適，大部分車輛以不超過120 km/h的速度運行，限速120 km/h一方面根據(jù)線形條件保證了車輛的行駛安全，另一方面保證車道的通行效率；第3車道采用100 km/h限速偏低，雖然客貨運行降低了該車道的車輛行駛速度，但在本次調(diào)查中，車輛運行速度大多超過100 km/h；第4車道限速80 km/h偏低，除高速公路出入口之外，第4車道只有大貨車行駛，交通組成單一，大貨車動力性能較好時，能以較高速度運行，本次調(diào)查第4車道第85分位特征值均超過車道限速，但出于對大貨車減速性能的考慮，為保證道路行駛安全，可對該車道限速不做調(diào)整，甚至進一步加強車道限速措施。

4 結(jié)論

隨著交通需求的增長，多車道高速公路的建設(shè)逐漸成為趨勢。然而車道數(shù)的增加使道路的交通流特性有別于傳統(tǒng)雙車道高速公路。為了分析多車道高速公路在車道管理方式下的運行速度分布特性，本文首先對我國現(xiàn)階段多車道高速公路的交通管理方式進行調(diào)查，隨后基于西安市6處多車道高速公路的實測數(shù)據(jù)，對不同車道的車輛運行分布特性進行分析，并給出120 km/h設(shè)計速度下的不同車道的運行速度推薦值。研究結(jié)論如下：

(1)通過K-S正態(tài)分布檢驗，實測的每條車道的車輛速度服從正態(tài)分布，并將實測速度數(shù)據(jù)累計分布曲線的第85分位速度作為車輛運行速度V85。

(2)車道由內(nèi)而外，其運行速度由內(nèi)向外遞減。第1、第2車道的運行速度都均超過設(shè)計速度的85%，第1車道的運行速度甚至超過道路設(shè)計速度。所有車道的運行速度均能達到或超過自身車道限速。

(3)調(diào)查結(jié)果表明分車型的車道管理方式是保證高速車輛穩(wěn)定行駛的有效措施；增加車道數(shù)對提高內(nèi)側(cè)車道的運行速度具有正面影響；外側(cè)車道車輛混行導致行駛速度并不穩(wěn)定。此外，基于本次調(diào)查結(jié)果，當設(shè)計速度為120 km/h時，3車道高速公路第2車道與4車道高速公路第3車道限速偏低，該結(jié)論可供車道限速措施參考。

(4)基于實測數(shù)據(jù)分析，提出多車道高速公路不同車道合理的運行速度建議值，為相關(guān)幾何指標的計算提供依據(jù)。

(5)本文實測數(shù)據(jù)僅調(diào)查了西安周邊交通情況，下一步研究將擴大調(diào)查范圍，并將道路的交通量狀況納入分析條件。此外，不同設(shè)計速度下的高速公路由于線形指標存在差異，對于車輛的運行速度也存在一定的影響，在接下來的研究中，研究重點將包括不同設(shè)計速度高速公路運行速度對比分析，進一步研究多車道高速公路的運行速度特點。