高速道路車速限制方法研究.pdf

1、高速道路是道路網最重要的組成部分,如何實現(xiàn)其高效、安全、經濟和舒適功能,一直是社會各界尤其是交通界研究的重點課題之一。為了保證高速道路上述功能的實現(xiàn),通常會采用限制行車速度的方法對高速道路進行管理。實踐證明,合理的車速限制對于提高高速道路的快速、安全、經濟和舒適水平具有促進作用,但不適當的車速限制則會反其道而行之。目前,由于受資金、技術、體制和觀念等的制約,我國高速道路的管理水平總體上還比較落后,車速限制標準的制定尚缺乏理論研究成果作為

2、技術支撐。
　　本文旨在針對高速道路車速的各種影響因素進行系統(tǒng)分析,以高效、安全、經濟與舒適為目標,研究體現(xiàn)高速道路系統(tǒng)動態(tài)特征的車速限制方法,為高速道路的車速管理提供依據。課題研究應用交通調查、統(tǒng)計分析、回歸分析、數學建模與求解、理論推導等研究方法對高速道路的最高車速限制方法、最低車速限制方法、不良天氣條件下車速限制問題及車速限制實施方法開展研究。根據高速道路的線形條件,確定平直段、曲線段和坡度段的界定條件,制定高速道路交通數據

3、采集方案;研究給出車型劃分標準及大型車比例的計算方法。應用統(tǒng)計學與回歸分析的方法,分別分析高速公路和城市快速路不同線形條件下的分車道、分車型車速特征;研究高速道路交通量和交通組成與百分位車速的關系,并就高速道路在不良天氣與晴天的車速特征進行對比分析。應用多目標優(yōu)化的思想提出了基于運行效率、安全性、經濟性與舒適性的高速道路最高車速限制方法。以平直路段、自由流、良好的路面與天氣條件下的最高車速限制值為基準值,采用數學建模與回歸分析的方法分別

4、構建高速道路車速的時間費用函數與油耗費用函數,研究高速道路車速與事故嚴重程度及乘坐舒適性的量化關系,以時間費用與油耗費用之和最小為目標函數、以事故死亡率及舒適度滿足相應允許范圍為約束條件,建立高速道路基于汽車行駛廣義費用最小的最高車速限制基準值計算模型。在對模型參數進行標定的基礎上,采用極值求解的數學方法對最高車速限制基準值計算模型進行求解,給出不同設計速度高速道路平直路段分車型的最高車速限制基準值。采用回歸分析方法,分車型建立道路線形

5、指標、交通流參數與運行車速的關系模型,給出高速道路平曲線半徑、縱坡及坡長、車道數量、車道位置、交通量、交通組成及路面條件的修正系數及對應的最高車速限制值。提出基于車速離散度約束與經濟車速的最低車速限制方法。給出車速離散度的概念與計算方法,采用回歸分析方法建立車速離散度與事故率關系模型;借鑒相關文獻確定車速離散度容忍值,給出最低車速限制基于安全性的約束條件。以油耗量最小作為最低車速限制的目標函數,采用回歸分析方法建立油耗與車速關系模型,給

6、出不同坡度下的經濟車速,依據盡量提高運行效率的原則綜合確定高速道路最低車速限制值。分析雨、雪、霧等不良天氣條件對道路交通安全的影響機理,采用數學公式推導的方法給出基于安全距離的最高車速限制值計算公式,并給出相應的車速限制標準建議。在綜合分析分車道與分車型車速限制方法優(yōu)缺點及適用性的基礎上,提出不同車道數的高速道路分車型與分車道車速限制實施方法。給出車速限制區(qū)間和車速限制連續(xù)性指數的概念,以車速限制連續(xù)性指數小于0.85作為車速限制區(qū)間的