基于运行车速理论的公路路线设计

摘要:本文基于运行车速理论的引用，对车辆运行的特性与公路的线形相互关系进行分析，对运行车速理论应用于公路路线设计进行更进一步的研究，使得公路设计能够充分的顾及交通安全，从而保证公路的线形和实际运行相互协调的优点。这也是我国公路设计体系的主要发展方向。

关键词：运行车速理论;线形设计;公路的线性

目前，设计车速是公路设计中的一个技术标准的控制指标，其决定着公路几何设计中的几乎所有设计参数。国际上大多采用运行车速体系以及设计车速体。下面简单介绍两种体系的特点。

一、设计车速与运行车速的概念

（一）设计车速

设计车速是指在行车的条件正常和公路设计的特征都能起到其控制作用的情况下，公路上能行驶最高的安全速度。作为公路设计的基础指标，设计车速是公路线形设计规定的最低标准。公路设计中几乎所有要素，比如超高、纵坡、竖曲线半径和圆曲线半径等，均由设计速度而定。我国大多数的设计人员是根据设计车速路线设计方法进行公路路线设计。对特定的路段而言设计车速是个固定值，但是在实际驾驶中，几乎没有任何驾驶人者始终去遵守这个固定车速的，实际行驶中速度总是根据车辆的性能、公路的路况、公路的线形及驾驶者特征等多种条件决定而变化的。在条件允许的情况下，驾驶者们总是倾向于更高速度的行驶。所以由设计速度所进行的公路路线设计是不能很好的满足实际情况的需要的。

（二）运行车速

运行车速是指在单元的路段上车辆实际的行驶速度。因为不同的车辆在整个行驶的过程可能采用的是不同的车速运行，记录下各路段的车速后，然后按高速到低速排列选取从高到低选取第85个百分点对应的车辆的行驶速度作为运行车速的值。运行车速是实际数值根据统计学得出的，不同于设计车速的刻板固定值，是单元路段中车辆实际行驶的速度。根据国外对运行车速与设计车速的对比的研究资料，当设计车速在80km／h以下的时候，第85个百分点的车辆实际行驶的速度，也就是运行车速，一般会比设计车速高了10kin／h左右，而根据实际统计情况如果运行车速和设计车速的差别大于10―20km／h，就很容易造成交通事故。

二、运行车速检验

在长期的公路设计的实践中，我们认识到了各种不利的线形组合路线是交通安全隐患甚至是造成交通事故的主要原因，比如两个半径相差很大s形平曲线以及长直路线接上小半径的平曲线等。由于根据设计车速体系进行公路路线设计，这方面的问题无法得到详细的定论和量化。而运行车速理论给我们提供了对这一类问题更多的研究和测量的方法。相关的研究表明，大部分的交通事故造成的原因是由于相接路段车速相差过大，以致前后车辆追尾。所以我们可以认为，当相接的路段的车辆行驶车速差值超过某一特定限值的时候，该路段就存在交通隐患。为了消除公路行驶中的安全隐患，可以通过降低相接车辆运行车速差值实现。这就要求我们在设计公路路线时考虑到相邻路段的各项指标的组合，对其进行分析和改善，这也就是运行车速理论的核心。

（一）运行车速设计内容

在我国虽然还是根据设计车速理论进行公路路线设计，但是我们可以根据运行车速理论对进行中的设计工作进行公路设计的安全检验工作，从而更好的消除安全隐患。运行车速设计实质就是依靠控制相接路段的线形各种指标的组合，使得车辆的实际运行速度可以相对的均衡，达到消除公路上安全隐患，杜绝事故的发生。运行车速设计内容主要有以下几个方面：

1.根据路段中车辆的实际运行速度设置相应的缓和曲线、和超高渐变率等。

2.两段连续的平曲线或者直线和连续曲线之间的平面指标应根据路段的实际运行素的设置均衡，如果相接的路段运行车速差超过了容易造成事故的限值，应进行相应的调整，如增大低速指标或者降低高速指标。

（二）运行车速检验公路设计

1.运行车速理论的核心。研究显示，驾驶者都是凭着自己对车辆的性能了解的情况和对公路路线与路况等做出直观判断来及时调整车辆的速度。他们可能不是很了解也不必要了解所行驶的路段的设计车速。而上面所说的运行车速理论的设计核心或者检测方法正是基于这种从实际的行驶情况出发，考虑到不同的车型利用降低相邻接路段所容许的速度差值，也就是通过相接路段所可能发生的不同的可容的速度差值进行控制，从而达到公路线形的协调，实现消除公路的安全隐患的目的。运行车速理论不需要过于关注路段局部的各种指标高低．更不需要考虑这些个指标是否符合规范要求的最低限度。路段运行的车速主要是受驾驶者的驾驶行为、车辆的状况以及道路状况三个主要因素影响。

2.路线线形对运行车速的影响。汽车的行驶速度主要是由公路条件、驾驶员和汽车的状况等因素的影响。所以公路的条件对

运行速度的影响是公路设计者在进行公路设计时主要考虑的问题。公路的线形是由直线、圆曲线和缓和曲线相互连接组成的。直线在公路设计中是主要设计线形，特别在地势平坦地带采用是非常多的。但过于的长直线道路会使驾驶者感到调。而且直线也不易在复杂的地形上进行设计也不易保证公路线形连续性。 圆曲线具备很多的优点，但是如果处理不好，会使线形曲折，使得驾驶者造成判断上的失误，从而进行不必要的加速和减速，甚至造成交通事故。缓和曲线不但能保证线形变化的连续性，也符合车辆行驶的轨迹，保证车辆在进入圆曲线的时候不需太多的减速。

三、运行车速对公路线形的要求

由上可知道路设计中我们在公路设计师，应该尽可能的保证驾驶者在设计的路线中以他们所期望的驾驶速度行驶，这就要求我们设计出的公路线形能够同时的满足运行车速和设计车速的要求，简单的说就是要求舍得的公路线形具有连续性。虽然我国目前的公路设计中所使用的设计规范与技术标准钟已经提出了在公路线形设计中的连续性要求，但是目前为止还没有对这一标准做出明确的要求。公路线形是否满足连续性是靠驾驶者与乘客的感觉出来。公路中行驶的汽车的运行速度变化是否让乘客感觉到舒适性，公路线形指标中的变化是否能符合驾驶员的期望，要求等等，最终表现出来的是汽车的运行速度是否连续。而事故率的大小才是对线形的连续性直接检验结果，事故多发点，也就意味着该路段的线形是不满足连续性要求的。

分析车速变化和事故率的关系，根据V85的变化范围AV85进行评价连续性优差：

1.连续性好的路段则V85的变化范围应低于10km／h，该路段事故多发地点基本不存在。

2.连续性一般的AV85应在10km／h至20km／h之间，该路段的事故率很高，事故多发地点较多。所以公路设计时为了使道路线形能拥有较好的连续性，在设计时应保证AV85低于10km／h。

四、改善措施

如果相接路段的运行车速差值大于上述的控制值的时候，我们应优先应考虑调整线形，比如减小大的曲率半径或者增大小的曲率半径，其中直线路段可以视为无穷大半径的曲线。使得前后的线形组合可以满足速度差的要求，这样从根本上解决相接路段的线形组合问题。对于那些线形难以调整的特殊路段则应该采取以下的措施来提高安全性：

1.改善路段视距，增设线形指导标志，提醒驾驶者主动的提前进行减速；

2.增加限速标志、在相应路段设置减速振荡线，强行令驾驶者被动的进行减速；

3.加大路段的曲线超高，从而降低车辆高速度行驶的风险，保证交通安全。

参考文献：

[1] 周秋生．自动搜索最小多边形算法的研究．测绘工程，1996(2)．

[2] 潘正风，杨正尧．数字测图原理与方法，武汉大学出版社．2002．