高速公路限速調整效果評價分析

韋紅亮，羅 璽，吳兆輝

(1.廣西壯族自治區高速公路發展中心，廣西 南寧 530022；2.廣西壯族自治區高速公路發展中心柳州分中心，廣西 柳州 545036；3.廣西壯族自治區收費公路聯網收費清分結算中心，廣西 南寧 530026)

0 引言

公路限制速度是指對在公路上行駛車輛規定的允許行駛速度的限值，限速值的確定需要平衡交通安全和運行效率之間的關系。隨著《公路限速標志設計規范》(JTG/T 3381-02-2020)的發布實施，新建或改擴建高速公路限制速度綜合論證是公路限速標志設計階段的重要組成內容。高速公路建成通車后，由于實際情況與原有預期不相符或者公路行車環境發生改變，需要對限速標志設計實施效果進行評價，以確定是否需要調整、優化。2019年以來，廣西分階段全面啟動高速公路限制速度調整工作，截至2021年底，完成了已通車的7 339 km高速公路限速調整，調整后限制速度為120 km/h、100 km/h和80 km/h的路段里程分別為5 347 km、1 657 km和335 km，對限速標志設計實施效果評估將是今后工作的重點內容之一。

目前，國內外關于公路限速標志設計實施效果評價的研究并不多，針對高速公路限速標志設計實施效果進行評價尚缺少相應的指導方法。黃晨[1]針對我國高速公路速度管理的實際，從運行效率和交通安全兩個目標出發，建立了用于高速公路限速標準調整效果評價的方法，提出了直接和間接評價指標。凌鐳、李杰[2]從運行效率、安全水平、經濟效益、環保效益、社會效益五個方面出發，提出了用于干線公路限速標準調整效果評價的理論方法和指標體系。曲燕、金波[3]以某市外環高速公路為例，結合現場檢查、事故統計等進行驗算和評價，分析高速公路限速標準提高后的交通安全性。隨著在役高速公路限速調整工作的不斷推廣深入，更多新建和改擴建高速公路也陸續建成通車運營，對限速標志設計實施效果評估工作也是迫在眉睫。

本文以廣西某山區高速公路為例，在采集運行速度、交通量與交通組成、交通事故和社會公眾意見等相關資料和數據的基礎上，結合項目特點，選取定量與定性分析相結合的方法，對運行速度、交通安全、社會經濟效益等內容進行評價，為廣西高速公路限速調整的實施效果評價提供參考。

1 評價內容及方法

限速標志的變化對于道路運行效率和交通安全水平有一定的影響，因此評估的內容主要包括道路運行狀況、道路交通安全狀況、社會效益和經濟效益等幾個方面，具體如下：

(1)運行速度評估：評估限速方案實施后運行速度的一致性、協調性、離散性和限速遵守率等。

(2)交通安全評估：評估限速方案實施后交通安全改進效果，可通過因速度導致的交通事故分布、交通事故數、事故嚴重程度等進行評估。

(3)社會效益評估：從公眾滿意度調查和污染物排放減少量計算兩方面進行評估。

(4)經濟效益評估：通過計算旅客節省在途時間價值和節約行程時間等兩個方面評估限速方案實施效果。

本項目采用定量分析與定性分析相結合的評估方法，主要為對比分析與綜合評估，即通過本路段在限速標志調整實施前后的車輛運行速度、交通事故水平、汽車尾氣污染物排放和旅客節約時間效益等方面進行對比，總結出路段在限速標志調整后通行效率和交通安全狀況的變化情況，并結合預期目標的實現程度和社會經濟效益，評估限速標志的設置效果。

2 實例分析

2.1 工程概況

某高速公路地處山嶺重丘區，設計速度80 km/h，雙向四車道。全線線形較為平順，平曲線最小半徑為450 m。原施行單一限速方式，最高限速值按照設計速度統一設置為80 km/h，特長、長隧道限速值為60 km/h。從運營情況發現，該限速值嚴重違背小客車駕駛員的速度值期望，超速行車現象普遍存在。在進行大量調查研究的基礎上，于2020年8月對該高速公路的限速標準進行調整，采用分車型限速方式。其中小客車最高限速值為100 km/h，其他車型最高限速值為80 km/h，具體路段為：K1303+950～K1261+410，計42.54 km；K1257+600～K1228+945，計28.655 km；K1183+552～K1161+039，計22.513 km；K1152+900～K1136+843，計16.057 km；K1132+760～K1127+600，計5.16 km。限速調整至100 km/h的路段長為114.9 km，占該高速公路路段總長179 km的64.2%。設置分車道限速標志，如圖1所示。

圖1 分車道限速標志示意圖

2.2 通行效率評估

為分析研究高速公路限速調整對高速公路通行效率的影響，分別通過ECT門架數據和路段交通調查站采集2019—2021年該高速公路全路段交通量、交通組成、運行速度和擁擠度等數據，具體如表1～2所示。

表1 通車后連續3年路段平均日交通量和交通組成

由表1可知，項目開通運營后3年，車流量一直處于上升的階段，但總車流量較低，2021年非假日平均日交通量僅為3 476輛，節假日如2020年國慶節僅為9 424輛。交通組成以小型客車為主，非節假日小型車客車占比為72%，節假日小型車客車占比為92.3%，擁擠度均為一級，說明車流處于自然流狀態。

為了研究限速標準調整的影響情況，分別在限速值調整前后，選取典型斷面進行車速測試。選取了2個觀測點，使用交通調查站對小客車、中大型客車、小型貨車、中大型貨車進行地點車速調查。調查中剔除了受其他車輛影響的車速數據，每個觀測點每種車型的速度樣本≥50個。

表2 不同車型瞬時車速統計情況表

由表2可知：

(1)小型客車的平均運行速度V平均和V85較限速調整前增加19.21%和21.21%，小型貨車的平均運行速度V平均和V85較限速調整前增加了5.77%和2.29%；限速標準調整后，由于采用“大型車靠右”的策略，提高了小客車的運行效率，卻導致大中客貨車的平均運行速度V平均和V85均有所降低。

(2)限速調整后小型客車同步速度提高，與運行速度更為接近，表明小客車的運行速度更為均一，交通流運行更為平穩，由于車流以小型客車為主，因此平均車頭間距也隨著小型客車車速的提高而增大。中大客貨車同步速度降低，與運行速度也更為接近，表明大客貨車之間的運行速度差減小，有利于交通安全；但是小客車與大型客貨車之間的速度差增大，當兩類車在同一車道混行時，事故風險增加。同時，限速調整前后，小型貨車的V85均超過限速值80 km/h，最大達到83.3 km/h，說明針對小型貨車的限速調整還有待進一步研究。

2.3 交通事故影響評估

為分析限速調整對交通事故的影響，通過對該高速公路限速標準調整前后的交通事故數據進行了收集和分析，如圖2和下頁表3所示。

圖2 通車3年內交通事故月統計柱狀圖

表3 交通事故類型及位置統計表

圖2所示為以實施年份2020年為對象進行的月平均交通事故統計分析柱狀圖。2020年8月實施限速調整，調整年當年前7個月的交通事故次數為26起，調整年當年后5個月為12起，調整前后平均月交通事故率從3.71起/月降低至2.4起/月，說明限速調整后全線月平均交通事故發生率降低了35.4%。

由表3可知，從事故形態方面看，交通事故大多為單方事故，2019年、2020年和2021年由于操作不當和疲勞駕駛導致的交通事故占年度交通事故比例分別為50%、56.7%和58.3%；發生追尾事故分別為2起、7起和7起，分別占年度交通事故起數的14.3%、18.9%和19.4%，說明駕駛員操作不當和疲勞駕駛占事故總量的絕大多數。

從事故發生路段上看，2020年8月至2021年12月，發生在限速調整路段的交通事故為18起，占同期事故總量48起的37.5%，低于非調整路段的62.5%，可以看出限速調整在一定程度上降低了交通事故發生率。

2.4 社會效益分析

該高速公路限速標準調整后的社會效益分析主要體現在公眾滿意度調查和污染物排放減少量兩方面。

2.4.1 限速標準滿意度調查

為做好限速標準滿意度調查，分別于2019年、2020年和2021年在該項目某服務區對小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車司乘人員分別發放調查問卷100張。滿意度調查結果如表4所示。

表4 限速標準滿意度調查結果分析表

從表4可知，2019年由于該高速公路尚未實施限速調整，限速值按照設計速度設置，不論小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車司乘人員對限速值按照設計速度設置的滿意度較低，反映限速值嚴重違背小客車駕駛員的速度值期望，超速行車現象普遍存在；2020年8月實施限速調整后，司乘人員對限速值的滿意度出現了較大變化，小型客車司乘人員的滿意度較2019年提升了35%，其他車型司乘人員的滿意度也出現一定程度的上升；2021年，小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車的司乘人員對路段限速值設置的滿意度上升至91%、80%、55%和70%。主要原因是：限速調整后，小型客車的限速值提高了10～20 km/h，限速值的設置基本與線形一致，小型客車司乘人員的滿意度出現大幅度提高；而部分小型貨車司乘人員認為，小型貨車和小型客車技術狀況類似，應該享受與小型客車同等待遇，盡管對交通工程論證的科學性做出解釋后，滿意度有所提高，但也僅為55%；對中大型客車和中大型貨車司乘人員而言，盡管限速標準沒有得到提高，對交通工程論證的科學性做出解釋后，多數司乘人員比較認可安全第一的理念，對限速方案的滿意度也出現了大幅度提高。

2.4.2 環境保護分析

傳統產業雖然往往是低技術產業或非研究密集型產業，但傳統產業對就業和GDP增長具有較大貢獻率.改革開放以來，我國一些地區(如浙江省)經濟發展與傳統產業密切相關，而這些地區發展傳統產業又與國家的經濟政策密切相關.一項政策一旦實施，即有自己的自增強作用，經濟發達地區的一些省份現在依然具有傳統產業發展的好時機.在經濟發展方式轉型過程中，不同地區產業發展的重點應有所不同；特大型城市，如上海、北京、廣州今后應發展現代產業；而大城市、中等城市目前適宜發展一些傳統產業，提高這些傳統產業的國際競爭力.一段時間內呈現現代產業和傳統行業分工發展的局面，為經濟發展方式轉型、產業結構升級奠定基礎.

文獻[4]在對汽車排量為1.2～3.5 L的11種小型客車進行CO2排放實車試驗的基礎上，研究了CO2排放比例與行車速度之間的關系。試驗數據表明，11種小型客車在高速公路上行駛時，當車速從80 km/h提高至100 km/h時，CO2排放比例平均下降0.37%。按照燃燒1 L汽油平均產生2.7 kg CO2以及小型汽車在高速公路平均油耗為0.075 L/km計算，結合文獻[4-6]對汽車尾氣成分試驗分析，該高速公路64.2%路段小型客車的限速值從80 km/h調整至100 km/h，當小型客車平均日交通量為3 000輛、5 000輛、10 000輛和20 000輛時，可按照文獻[7]所給出的公式計算出每年HC、CO、NOX、CO2等污染物的排放減少量，結果如表5所示。

EQw=P×M×Efw×10-6

(1)

式中：EQw——第w種污染物的年排放減少量(t)；

M——行駛里程(km)；

Efw——第w種污染物的排放因子(g/km)。

表5 汽車尾氣污染物年平均減少量統計表

表5說明，隨著小型客車流量的不斷增加，HC、CO、NOX、CO2等污染物排放減少量也隨著增加，在該限速調整方案條件下，當日均小型客車流量從3 000 pcu/d增加至20 000 pcu/d時，CO2年排量減少量達到6 377.5 t，HC、CO和NOX的年排放減少量也隨車流量的增加而增加，說明限速標準的提高對環境質量改善作用隨著車流的增加而增加。

2.5 經濟效益分析

高速公路限速調整實施后，運輸條件得到改善，車流平均速度提高，從而帶來了一定的經濟效益，經濟效益主要表現在節省旅客運輸時間上。旅客節省在途時間價值的計算采用文獻[8]所述，具體見式(2)。

(2)

式中：Bk——旅客節省在途時間價值(萬元)；

Qk——公路的旅客周轉量(萬人公里)；

T——全程節省小時數(h)；

L——公路全長(km)。

表6 旅客節省在途時間效益計算表

表6說明，隨著小型客車流量的不斷增加，公路的旅客周轉量也隨著增加，旅客節省在途時間價值也不斷增加；由于2020年8月起實施限速調整，導致2020年該路段公路的旅客周轉量較2021年要低；當限速調整方案明確時，旅客節省在途時間價值與旅客的人均國民收入和限速值出現調整的車型流量有關。

3 結語

(1)部分路段限速值提高后，小型客車的平均運行速度V平均和V85較限速調整前出現增加；由于限速調整采用“大型車靠右”的策略，小型客車運行效率的提高，卻導致大中型客貨車的平均運行速度V平均和V85均有所降低。

(2)采用“大型車靠右”的策略后，無論是小型客車，還是大中型客貨車，運行速度更為均一，交通流運行更為平穩，有利于交通安全；但導致小型客車與大型客貨車之間的速度差增大，當在同一車道混行時，事故風險增加。

(3)小型客車限速值提高并不會誘增交通事故發生，小型客車限速值提高后當年全線月平均交通事故發生率出現了35.4%的降低。

(4)CO2、HC、CO和NOX等污染物年排放減少量隨限速值提高車型流量的增加而增加，旅客節省在途時間價值也隨著限速值提高車型流量的增長而增長。

(5)本文的限速方案調整前后，小型貨車的V85均超過限速值80 km/h，對交通事故影響不大，而且小型貨車廣大司乘人員要求對小型貨車進行限速提高的愿望較為強烈，建議下一步針對小型貨車限速值的合理確定進行分析和論證。