高速道路車速限制方法研究.pdf

1、高速道路是道路網(wǎng)最重要的組成部分,如何實(shí)現(xiàn)其高效、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適功能,一直是社會(huì)各界尤其是交通界研究的重點(diǎn)課題之一。為了保證高速道路上述功能的實(shí)現(xiàn),通常會(huì)采用限制行車速度的方法對高速道路進(jìn)行管理。實(shí)踐證明,合理的車速限制對于提高高速道路的快速、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適水平具有促進(jìn)作用,但不適當(dāng)?shù)能囁傧拗苿t會(huì)反其道而行之。目前,由于受資金、技術(shù)、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(biāo)準(zhǔn)的制定尚缺乏理論研究成果作為

2、技術(shù)支撐。
　　本文旨在針對高速道路車速的各種影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析,以高效、安全、經(jīng)濟(jì)與舒適為目標(biāo),研究體現(xiàn)高速道路系統(tǒng)動(dòng)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(jù)。課題研究應(yīng)用交通調(diào)查、統(tǒng)計(jì)分析、回歸分析、數(shù)學(xué)建模與求解、理論推導(dǎo)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(shí)施方法開展研究。根據(jù)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(shù)據(jù)

3、采集方案;研究給出車型劃分標(biāo)準(zhǔn)及大型車比例的計(jì)算方法。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)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(guān)系,并就高速道路在不良天氣與晴天的車速特征進(jìn)行對比分析。應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化的思想提出了基于運(yùn)行效率、安全性、經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)值,采用數(shù)學(xué)建模與回歸分析的方法分別

4、構(gòu)建高速道路車速的時(shí)間費(fèi)用函數(shù)與油耗費(fèi)用函數(shù),研究高速道路車速與事故嚴(yán)重程度及乘坐舒適性的量化關(guān)系,以時(shí)間費(fèi)用與油耗費(fèi)用之和最小為目標(biāo)函數(shù)、以事故死亡率及舒適度滿足相應(yīng)允許范圍為約束條件,建立高速道路基于汽車行駛廣義費(fèi)用最小的最高車速限制基準(zhǔn)值計(jì)算模型。在對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定的基礎(chǔ)上,采用極值求解的數(shù)學(xué)方法對最高車速限制基準(zhǔn)值計(jì)算模型進(jìn)行求解,給出不同設(shè)計(jì)速度高速道路平直路段分車型的最高車速限制基準(zhǔn)值。采用回歸分析方法,分車型建立道路線形

5、指標(biāo)、交通流參數(shù)與運(yùn)行車速的關(guān)系模型,給出高速道路平曲線半徑、縱坡及坡長、車道數(shù)量、車道位置、交通量、交通組成及路面條件的修正系數(shù)及對應(yīng)的最高車速限制值。提出基于車速離散度約束與經(jīng)濟(jì)車速的最低車速限制方法。給出車速離散度的概念與計(jì)算方法,采用回歸分析方法建立車速離散度與事故率關(guān)系模型;借鑒相關(guān)文獻(xiàn)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(biāo)函數(shù),采用回歸分析方法建立油耗與車速關(guān)系模型,給

6、出不同坡度下的經(jīng)濟(jì)車速,依據(jù)盡量提高運(yùn)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(jī)理,采用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的方法給出基于安全距離的最高車速限制值計(jì)算公式,并給出相應(yīng)的車速限制標(biāo)準(zhǔn)建議。在綜合分析分車道與分車型車速限制方法優(yōu)缺點(diǎn)及適用性的基礎(chǔ)上,提出不同車道數(shù)的高速道路分車型與分車道車速限制實(shí)施方法。給出車速限制區(qū)間和車速限制連續(xù)性指數(shù)的概念,以車速限制連續(xù)性指數(shù)小于0.85作為車速限制區(qū)間的