公路線形車速與交通事故的關聯研究范文

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《交通信息與安全》2017年第2期

摘要：總結了公路線形對車輛速度的影響，從豎曲線、平曲線、坡度和線形組合四個方面進行了分析，表明道路線形對交通的影響直接體現在運行車速上。剖析了線形與設計車速的關聯特性及相關模型，并最終對影響交通安全的線形因素（坡度、平曲線半徑和線形組合）進行了總結分析。

關鍵詞：公路；線形；交通事故；坡度；設計車速

0引言

交通事故的形成原因是多方面的，不僅有駕駛員的隨機性主觀因素如疲勞駕駛、危險駕駛、不遵守交通規則突發變道和超車等，也有道路環境等客觀因素如大霧天氣、雨雪天氣、路面抗滑性差、道路設計不合理等。而公路的設計，則需要盡可能消除客觀層面的因素，其中，最重要的是道路的設計線形和設計車速[1]。道路的設計線形決定了車輛的行駛軌跡，好的線路設計，能夠考慮實際駕駛的車輛性能和駕駛員習慣，使車輛在道路上平穩安全行駛；而線形設計不合理所造成的后果就是駕駛員極度緊張，很容易發生交通事故。此外，設計車速也是引導車輛在給定線形上駕駛的關鍵，車速引導不當直接造成擁堵和交通事故。本文將系統總結分析公路設計線形和設計車速與交通事故的關聯關系，為公路的線形與車速設計提供參考。

1公路線形

對車速的影響公路線形直接決定車輛的行車路線，且促使駕駛員心理隨著路線形狀進行相應變化。因此，公路線形的設計，不僅僅要考慮實際的行車軌跡變化，還要考慮是否在駕駛員可接受的駕駛心理變化范圍內。而公路線形則包含平曲線、豎曲線和線形組合，這些都需要在設計中綜合行車安全進行考慮。

1.1平曲線

平曲線是道路線形在平面內的變化。車輛行駛于平曲線上，則需要進行平面內的平動和徑向轉動。原則上，為了使得駕駛過程平緩變化，平曲線的設計也應該平緩過渡。如果出現平曲線的突然變化，則會使得車輛無法及時改變行車軌跡，調整行車速度，引發交通安全事故。因此，平曲線的設計需要以最小半徑進行限制，同時，不同半徑曲線之間的連接需要以緩和曲線過渡，保證平緩。數據調查顯示：如果平曲線的半徑低于400m，或者平曲線半徑轉化過大及過渡連接段長度低于100m，交通事故的發生率急劇增加。

1.2豎曲線

豎曲線是道路線形在豎向平面內的變化情況，主要體現在坡度、坡長、變坡點曲率和行車視距等參數，這些參數則與車輛的行車速度高度相關。車輛在豎曲線上的運動包括豎平面內的平動和法向轉動。多數研究表明：車輛在縱向坡道上的車速會累加，而這會增加交通事故的發生概率。表1給出了不同的設計速度下豎曲線最小半徑和最小長度的限制要求[2]。在設計速度下，如果豎曲線的相關參數低于表1中的限定值，則會使得車輛的速度很難及時調整變化，引發交通安全問題。此外，豎曲線中坡度的設計也極其重要，對車速也有重要影響。首先，坡度的較多轉換會導致行車不穩定，因此車輛的行車速度不會太高。其次，單一的坡度行駛則容易造成行車疲勞，因此需要進行坡度的有機結合。綜合目前的設計經驗，道路設計中坡度變化在-2%~3%的范圍，是較為合理的。

1.3線形組合

公路線形的設計要滿足路線的規劃要求，因此會有不同種類的繞行，所以，需要將不同的豎曲線和平曲線進行有效組合，而設計方法就是綜合運用直線、圓曲線和緩和曲線。例如，在地形條件很好的地區，則盡量選用直線減少工程量，但為了避免長直線帶來的疲勞駕駛問題，則需要引入部分圓曲線和緩和曲線。總體而言，在進行平縱曲線的線形組合設計中，應該避免使用長度較大的平曲線包含眾多較短的曲線，也應該使得長度很小的平曲線不和長度很小的豎曲線進行組合，總體上保持行車視覺的連續性和平緩過渡性。

2線形與設計車速關聯分析

無論是平曲線、豎曲線還是道路坡度，都直接與設計車速關聯。

2.1設計車速與平面線形

在最早的公路設計中，澳大利亞和歐洲都是通過對小半徑平曲線運行速度的模型分析，確定平曲線半徑是影響設計車速的核心因素。現在，各種國家規范所采用的運行速度都是基于半徑確定，最經典的運行速度預測模型如下：V85=aRb（1）式中：a，b為模型參數；R為平曲線的半徑；V85為設計的運行速度。在上述基本模型基礎上，不同學者對其進行了更加深入的分析和改進。裴玉龍等通過對高速公路車速離散性分析及其與交通事故的關系研究，給出了運行車速的預測模型，該模型將運行速度直接與平曲線半徑、曲線長度等參數進行關聯。此外，諸多國外學者也通過對實際平曲線半徑和車速的調研分析，確定了設計車速與平曲線半徑的定量關系[3]。

2.2設計車速與縱面線形

前已分析，道路的縱面線形對于車速具有顯著影響，而縱向曲線的坡度、豎曲線半徑、豎曲線長度等參數，也是與設計車速具有關聯性的。早前，Jessen等人通過收集美國內布拉斯加州的70個不同公路的豎曲線車速數據，通過參數關聯性分析，指出豎曲線的坡度和交通量對于車速的影響非常顯著。

3交通安全與線形關聯分析

通過上述分析，道路線形影響車輛速度，運行速度則直接與交通安全性關聯，因此，可以總結道路線形與交通安全的關系。

3.1道路坡度與交通安全

豎曲線中對道路安全形成直接影響的就是坡度，坡度直接影響車輛速度和車輛的機動性能，因此也是最容易引發交通安全的因素。前已敘及，道路設計中坡度變化-2%~3%的范圍，是較為合理的。而德國的交通安全機構研究顯示：-2%~2%的縱向坡度變化是較為合理的，因而這種坡度組合基本能夠滿足行車視距要求，同時也使得車輛的駕駛速度能夠很好地調整變化，降低安全事故的發生。通過諸多安全事故的統計發現：縱坡的交通事故點主要在上坡道的上凸點和過坡頂的連接段，以及下坡道的下坡段和下凹部分。圖1給出了不同的坡度設計下交通事故的發生率圖，這些數據是經過諸多統計的調研結果，圖中說明在坡度6%的變化范圍之內，交通事故率的上升比較顯著，但是達到7%后，事故率增長非常迅速，車輛行駛極其不安全。

3.2平曲線半徑與交通安全平

曲線內車輛的駕駛屬于離心運動，因此車輛必須提供足夠的橫向摩擦力以維持其運行速度在曲線內的運動。眾所周知，平曲線內行駛的離心力與車速平方成正比，而與曲線半徑成反比。由于離心力的作用，車輛將產生橫向傾覆或者可能的側向滑移，容易引發駕駛員精神緊張，從而造成失誤引發安全。

3.3線形組合與交通安全

線形組合的適宜性也與交通安全直接相關，對于線形過渡不平緩的區域，應該設置相關的警告標志或者采取增加車輛間距等方法，提高道路的抗滑能力，并設置防撞欄桿，將可能的交通事故影響降低至最小。

4結語

交通事故不僅造成交通系統癱瘓，導致經濟損失，還會引起人員傷亡，產生顯著的社會影響，因此需要將影響交通安全的線路因素進行科學考慮。本文分析了公路線形對車輛速度的影響，從而總結出道路線形設計對交通的影響直接體現在運行車速上，并總結了線形與設計車速的定量關系。線形設計與行車速度又直接影響交通安全，設計中需要特別對道路坡度、平曲線半徑和線形組合等進行檢驗分析。

參考文獻：

[1]李自華.高速公路幾何線形設計對交通安全的影響[J].公路交通科技（應用技術版），2011（11）：32.

[2]宋曉婧.影響高速公路交通安全的道路因素分析[J].山西建筑，2011，37（11）：154-155.

[3]裴玉龍，程國柱.高速公路車速離散性與交通事故的關系及車速管理研究[J].中國公路學報，2004，17（1）：74-78.

作者：李周沛；梁靚 單位：江西省公路科研設計院