山区双车道公路平曲线路段运行速度预测模型研究

王晓安，李志中，计 斌，徐 民

(云南省交通科学研究院 安全研究中心)

1 国内外研究现状

目前，国外对公路平曲线路段的运行速度模型研究开展较早。1990年，Lamm 等人以322 个曲线段的数据为依据，对85%位车速与平曲线的关系作进一步研究，得出曲线半径(曲率)是影响车辆运行速度的最显著参数，并建立了公路平曲线路段的运行速度模型。1994年，Krammes 等人采集了美国5 个州自由流状态下的138 个平曲线上车辆运行速度数据，得到了平曲线路段的运行速度云层模型。

国内在公路平曲线运行速度预测模型方面的研究起步较晚，且较为零散。2003年6月，交通运输部公路科学研究院建立了高速公路行车道宽度、纵坡坡度、平曲线、弯坡组合对运行速度的影响模型。2004年11月，交通运输部发布了《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05－2004)，对高速公路和一级公路的平曲线运行速度预测模型进行了推导。2007年3月，西南交通大学的宋涛以山区低等级公路平曲线段小客车的运行速度为研究目标，给出了山区公路平曲线路段的运行速度预测模型，并进行了标定。2009年8月，华南理工大学的伍剑奇根据路线平面线形对汽车运行速度的影响，建立了适用于各种车型的直线、缓和曲线、圆曲线上的理论运行速度模型。

然而以上研究者均未考虑纵坡坡度对平曲线运行速度的影响，运行速度预测模型的适应性不强。因此，旨在通过对山区公路平曲线运行速度模型进行研究，为山区公路设计和安全性检验与评价提供科学、具体的技术和方法，供相关管理、运营和维护部门作出决策;研究科学合理的公路限速和速度控制技术，消除或减少事故多发危险路段的安全危险隐患，以提高云南省山区公路的交通安全特性，也为国内类似的的道路状况提供安全经验借鉴，提升我国的公路安全运行技术。

2 山区双车道公路平曲线路段运行速度预测模型

各种道路几何特性和事故率之间的关系分析已经清楚地表明，车辆在任何路段上的行驶速度对于事故的发生起重要作用。驾驶员对于行驶速度的选择不仅严重受到路段几何特性的制约，也受到进入路段速度的约束，因此，驾驶员要依据道路的几何特性进行及时的提前调整处理行驶速度。由于这个原因，不同国家的设计标准不仅要求验证速度与沿道路平面布置相互连接的每个要素几何特征之间的兼容性，而且要在比较相邻段要素真实行驶速度的基础上进行控制，以限制相邻路段间的差值。为了给出各种类型车辆的估计运行速度，需要通过实验调查获得的数据，并进行统计分析得到合适的运行速度模型。

在深入研究其他国家双车道公路运行速度预测模型的基础上，结合云南省双车道公路危险路段事故状况，在国道326 线K1171 至K1183 路段(昆石公路石林境内)、昆禄公路K51 至K63 路段以及嵩待公路K64 至K79 路段选择了观察点进行现场速度的调查和数据采集。见表1。

国外一般以小客车为研究对象，通过建立平曲线上的运行速度预测来检验道路线形的一致性。由于山区公路的特殊地形和大型车辆在交通组成成分中占有很大的比例，以及较多的大型货车超载引起的车辆失控事故。因此，大型车辆在双车道公路上的运行速度协调性应加强研究，以准确分析事故的原因，找到有效的减少事故的措施和方法。

根据对部分国内外双车道公路平曲线运行速度预测模型的研究和分析，将代表车辆分为大型货车及小型客车两种，将平曲线上的坡度分为:－9%≤G ＜－4%、－4%≤G ＜0%、0%≤G＜4%和4%≤G ＜9%等四类，采用对数模型的方法，可分别建立相应的V85 运行速度预测模型。见图1～图4。

表1 双车道公路现场速度观测

图1 平曲线上坡度:－9%≤G ＜－4%运行速度预测

图2 平曲线上坡度:－4%≤G ＜0%运行速度预测

图3 平曲线上坡度:0%≤G ＜4%运行速度预测

图4 平曲线上坡度:4%≤G ＜9%运行速度预测

(1)大型货车曲线运行速度

大型货车曲线运行速度预测类型见表2。

表2 大型货车运行速度预测模型

(2)小型客车曲线上运行速度

小型客车曲线上运行速度预测模型见表3。

表3 小型客车运行速度预测模型

3 模型验证与应用

为了验证山区双车道公路平曲线运行速度预测模型的可靠性，选择元谋至双柏二级公路四个典型平曲线路段进行运行速度调查(结果见表4)。该二级公路设计速度为60km/h，双向两车道。因元双公路地处云贵高原地区，地形地貌复杂多变，弯多坡陡，适合找到相关平曲线对理论运行速度预测模型进行验证。

从表4 中可以看出:对于设计速度为60 km/h 的双向两车道二级公路，因平曲线半径较小，小客车及大货车很难按自由流状态行驶，故其期望的运行速度达不到预测速度。同时，随着坡度绝对值的增大，大货车的运行速度实测值与预测值差距增大，但小客车的运行速度实测值与预测值误差变化较小。

表4 平曲线路段实测运行速度与预测运行速度对比表

4 结 语

对运行速度进行预测是进行运行速度协调性分析的基础。通过采集云南省三条双车道公路平曲线路段的运行速度数据，建立了山区双车道公路平曲线路段的运行速度预测模型。该模型可用于山区双车道公路平曲线路段的运行速度预测。同时，从运行速度预测模型的验证和应用中可以得出，半径大小和纵坡坡度是影响小客车和大货车运行速度的主要因素。

［1］交通运输部公路科学研究院.高速公路运行速度设计方法与标准［R］.交通运输部公路科学研究院研究项目，2003.

［2］宋涛，张永生，郭彩香.山区公路平曲线运行速度预测模型研究［J］.交通运输工程与信息学报，2007，5(1):118－123.