高速公路限速调整效果评价分析

韦红亮，罗 玺，吴兆辉

(1.广西壮族自治区高速公路发展中心，广西 南宁 530022；2.广西壮族自治区高速公路发展中心柳州分中心，广西 柳州 545036；3.广西壮族自治区收费公路联网收费清分结算中心，广西 南宁 530026)

0 引言

公路限制速度是指对在公路上行驶车辆规定的允许行驶速度的限值，限速值的确定需要平衡交通安全和运行效率之间的关系。随着《公路限速标志设计规范》(JTG/T 3381-02-2020)的发布实施，新建或改扩建高速公路限制速度综合论证是公路限速标志设计阶段的重要组成内容。高速公路建成通车后，由于实际情况与原有预期不相符或者公路行车环境发生改变，需要对限速标志设计实施效果进行评价，以确定是否需要调整、优化。2019年以来，广西分阶段全面启动高速公路限制速度调整工作，截至2021年底，完成了已通车的7 339 km高速公路限速调整，调整后限制速度为120 km/h、100 km/h和80 km/h的路段里程分别为5 347 km、1 657 km和335 km，对限速标志设计实施效果评估将是今后工作的重点内容之一。

目前，国内外关于公路限速标志设计实施效果评价的研究并不多，针对高速公路限速标志设计实施效果进行评价尚缺少相应的指导方法。黄晨[1]针对我国高速公路速度管理的实际，从运行效率和交通安全两个目标出发，建立了用于高速公路限速标准调整效果评价的方法，提出了直接和间接评价指标。凌镭、李杰[2]从运行效率、安全水平、经济效益、环保效益、社会效益五个方面出发，提出了用于干线公路限速标准调整效果评价的理论方法和指标体系。曲燕、金波[3]以某市外环高速公路为例，结合现场检查、事故统计等进行验算和评价，分析高速公路限速标准提高后的交通安全性。随着在役高速公路限速调整工作的不断推广深入，更多新建和改扩建高速公路也陆续建成通车运营，对限速标志设计实施效果评估工作也是迫在眉睫。

本文以广西某山区高速公路为例，在采集运行速度、交通量与交通组成、交通事故和社会公众意见等相关资料和数据的基础上，结合项目特点，选取定量与定性分析相结合的方法，对运行速度、交通安全、社会经济效益等内容进行评价，为广西高速公路限速调整的实施效果评价提供参考。

1 评价内容及方法

限速标志的变化对于道路运行效率和交通安全水平有一定的影响，因此评估的内容主要包括道路运行状况、道路交通安全状况、社会效益和经济效益等几个方面，具体如下：

(1)运行速度评估：评估限速方案实施后运行速度的一致性、协调性、离散性和限速遵守率等。

(2)交通安全评估：评估限速方案实施后交通安全改进效果，可通过因速度导致的交通事故分布、交通事故数、事故严重程度等进行评估。

(3)社会效益评估：从公众满意度调查和污染物排放减少量计算两方面进行评估。

(4)经济效益评估：通过计算旅客节省在途时间价值和节约行程时间等两个方面评估限速方案实施效果。

本项目采用定量分析与定性分析相结合的评估方法，主要为对比分析与综合评估，即通过本路段在限速标志调整实施前后的车辆运行速度、交通事故水平、汽车尾气污染物排放和旅客节约时间效益等方面进行对比，总结出路段在限速标志调整后通行效率和交通安全状况的变化情况，并结合预期目标的实现程度和社会经济效益，评估限速标志的设置效果。

2 实例分析

2.1 工程概况

某高速公路地处山岭重丘区，设计速度80 km/h，双向四车道。全线线形较为平顺，平曲线最小半径为450 m。原施行单一限速方式，最高限速值按照设计速度统一设置为80 km/h，特长、长隧道限速值为60 km/h。从运营情况发现，该限速值严重违背小客车驾驶员的速度值期望，超速行车现象普遍存在。在进行大量调查研究的基础上，于2020年8月对该高速公路的限速标准进行调整，采用分车型限速方式。其中小客车最高限速值为100 km/h，其他车型最高限速值为80 km/h，具体路段为：K1303+950～K1261+410，计42.54 km；K1257+600～K1228+945，计28.655 km；K1183+552～K1161+039，计22.513 km；K1152+900～K1136+843，计16.057 km；K1132+760～K1127+600，计5.16 km。限速调整至100 km/h的路段长为114.9 km，占该高速公路路段总长179 km的64.2%。设置分车道限速标志，如图1所示。

图1 分车道限速标志示意图

2.2 通行效率评估

为分析研究高速公路限速调整对高速公路通行效率的影响，分别通过ECT门架数据和路段交通调查站采集2019—2021年该高速公路全路段交通量、交通组成、运行速度和拥挤度等数据，具体如表1～2所示。

表1 通车后连续3年路段平均日交通量和交通组成

由表1可知，项目开通运营后3年，车流量一直处于上升的阶段，但总车流量较低，2021年非假日平均日交通量仅为3 476辆，节假日如2020年国庆节仅为9 424辆。交通组成以小型客车为主，非节假日小型车客车占比为72%，节假日小型车客车占比为92.3%，拥挤度均为一级，说明车流处于自然流状态。

为了研究限速标准调整的影响情况，分别在限速值调整前后，选取典型断面进行车速测试。选取了2个观测点，使用交通调查站对小客车、中大型客车、小型货车、中大型货车进行地点车速调查。调查中剔除了受其他车辆影响的车速数据，每个观测点每种车型的速度样本≥50个。

表2 不同车型瞬时车速统计情况表

由表2可知：

(1)小型客车的平均运行速度V平均和V85较限速调整前增加19.21%和21.21%，小型货车的平均运行速度V平均和V85较限速调整前增加了5.77%和2.29%；限速标准调整后，由于采用“大型车靠右”的策略，提高了小客车的运行效率，却导致大中客货车的平均运行速度V平均和V85均有所降低。

(2)限速调整后小型客车同步速度提高，与运行速度更为接近，表明小客车的运行速度更为均一，交通流运行更为平稳，由于车流以小型客车为主，因此平均车头间距也随着小型客车车速的提高而增大。中大客货车同步速度降低，与运行速度也更为接近，表明大客货车之间的运行速度差减小，有利于交通安全；但是小客车与大型客货车之间的速度差增大，当两类车在同一车道混行时，事故风险增加。同时，限速调整前后，小型货车的V85均超过限速值80 km/h，最大达到83.3 km/h，说明针对小型货车的限速调整还有待进一步研究。

2.3 交通事故影响评估

为分析限速调整对交通事故的影响，通过对该高速公路限速标准调整前后的交通事故数据进行了收集和分析，如图2和下页表3所示。

图2 通车3年内交通事故月统计柱状图

表3 交通事故类型及位置统计表

图2所示为以实施年份2020年为对象进行的月平均交通事故统计分析柱状图。2020年8月实施限速调整，调整年当年前7个月的交通事故次数为26起，调整年当年后5个月为12起，调整前后平均月交通事故率从3.71起/月降低至2.4起/月，说明限速调整后全线月平均交通事故发生率降低了35.4%。

由表3可知，从事故形态方面看，交通事故大多为单方事故，2019年、2020年和2021年由于操作不当和疲劳驾驶导致的交通事故占年度交通事故比例分别为50%、56.7%和58.3%；发生追尾事故分别为2起、7起和7起，分别占年度交通事故起数的14.3%、18.9%和19.4%，说明驾驶员操作不当和疲劳驾驶占事故总量的绝大多数。

从事故发生路段上看，2020年8月至2021年12月，发生在限速调整路段的交通事故为18起，占同期事故总量48起的37.5%，低于非调整路段的62.5%，可以看出限速调整在一定程度上降低了交通事故发生率。

2.4 社会效益分析

该高速公路限速标准调整后的社会效益分析主要体现在公众满意度调查和污染物排放减少量两方面。

2.4.1 限速标准满意度调查

为做好限速标准满意度调查，分别于2019年、2020年和2021年在该项目某服务区对小型客车、中大型客车、小型货车和中大型货车司乘人员分别发放调查问卷100张。满意度调查结果如表4所示。

表4 限速标准满意度调查结果分析表

从表4可知，2019年由于该高速公路尚未实施限速调整，限速值按照设计速度设置，不论小型客车、中大型客车、小型货车和中大型货车司乘人员对限速值按照设计速度设置的满意度较低，反映限速值严重违背小客车驾驶员的速度值期望，超速行车现象普遍存在；2020年8月实施限速调整后，司乘人员对限速值的满意度出现了较大变化，小型客车司乘人员的满意度较2019年提升了35%，其他车型司乘人员的满意度也出现一定程度的上升；2021年，小型客车、中大型客车、小型货车和中大型货车的司乘人员对路段限速值设置的满意度上升至91%、80%、55%和70%。主要原因是：限速调整后，小型客车的限速值提高了10～20 km/h，限速值的设置基本与线形一致，小型客车司乘人员的满意度出现大幅度提高；而部分小型货车司乘人员认为，小型货车和小型客车技术状况类似，应该享受与小型客车同等待遇，尽管对交通工程论证的科学性做出解释后，满意度有所提高，但也仅为55%；对中大型客车和中大型货车司乘人员而言，尽管限速标准没有得到提高，对交通工程论证的科学性做出解释后，多数司乘人员比较认可安全第一的理念，对限速方案的满意度也出现了大幅度提高。

2.4.2 环境保护分析

传统产业虽然往往是低技术产业或非研究密集型产业，但传统产业对就业和GDP增长具有较大贡献率.改革开放以来，我国一些地区(如浙江省)经济发展与传统产业密切相关，而这些地区发展传统产业又与国家的经济政策密切相关.一项政策一旦实施，即有自己的自增强作用，经济发达地区的一些省份现在依然具有传统产业发展的好时机.在经济发展方式转型过程中，不同地区产业发展的重点应有所不同；特大型城市，如上海、北京、广州今后应发展现代产业；而大城市、中等城市目前适宜发展一些传统产业，提高这些传统产业的国际竞争力.一段时间内呈现现代产业和传统行业分工发展的局面，为经济发展方式转型、产业结构升级奠定基础.

文献[4]在对汽车排量为1.2～3.5 L的11种小型客车进行CO2排放实车试验的基础上，研究了CO2排放比例与行车速度之间的关系。试验数据表明，11种小型客车在高速公路上行驶时，当车速从80 km/h提高至100 km/h时，CO2排放比例平均下降0.37%。按照燃烧1 L汽油平均产生2.7 kg CO2以及小型汽车在高速公路平均油耗为0.075 L/km计算，结合文献[4-6]对汽车尾气成分试验分析，该高速公路64.2%路段小型客车的限速值从80 km/h调整至100 km/h，当小型客车平均日交通量为3 000辆、5 000辆、10 000辆和20 000辆时，可按照文献[7]所给出的公式计算出每年HC、CO、NOX、CO2等污染物的排放减少量，结果如表5所示。

EQw=P×M×Efw×10-6

(1)

式中：EQw——第w种污染物的年排放减少量(t)；

M——行驶里程(km)；

Efw——第w种污染物的排放因子(g/km)。

表5 汽车尾气污染物年平均减少量统计表

表5说明，随着小型客车流量的不断增加，HC、CO、NOX、CO2等污染物排放减少量也随着增加，在该限速调整方案条件下，当日均小型客车流量从3 000 pcu/d增加至20 000 pcu/d时，CO2年排量减少量达到6 377.5 t，HC、CO和NOX的年排放减少量也随车流量的增加而增加，说明限速标准的提高对环境质量改善作用随着车流的增加而增加。

2.5 经济效益分析

高速公路限速调整实施后，运输条件得到改善，车流平均速度提高，从而带来了一定的经济效益，经济效益主要表现在节省旅客运输时间上。旅客节省在途时间价值的计算采用文献[8]所述，具体见式(2)。

(2)

式中：Bk——旅客节省在途时间价值(万元)；

Qk——公路的旅客周转量(万人公里)；

T——全程节省小时数(h)；

L——公路全长(km)。

表6 旅客节省在途时间效益计算表

表6说明，随着小型客车流量的不断增加，公路的旅客周转量也随着增加，旅客节省在途时间价值也不断增加；由于2020年8月起实施限速调整，导致2020年该路段公路的旅客周转量较2021年要低；当限速调整方案明确时，旅客节省在途时间价值与旅客的人均国民收入和限速值出现调整的车型流量有关。

3 结语

(1)部分路段限速值提高后，小型客车的平均运行速度V平均和V85较限速调整前出现增加；由于限速调整采用“大型车靠右”的策略，小型客车运行效率的提高，却导致大中型客货车的平均运行速度V平均和V85均有所降低。

(2)采用“大型车靠右”的策略后，无论是小型客车，还是大中型客货车，运行速度更为均一，交通流运行更为平稳，有利于交通安全；但导致小型客车与大型客货车之间的速度差增大，当在同一车道混行时，事故风险增加。

(3)小型客车限速值提高并不会诱增交通事故发生，小型客车限速值提高后当年全线月平均交通事故发生率出现了35.4%的降低。

(4)CO2、HC、CO和NOX等污染物年排放减少量随限速值提高车型流量的增加而增加，旅客节省在途时间价值也随着限速值提高车型流量的增长而增长。

(5)本文的限速方案调整前后，小型货车的V85均超过限速值80 km/h，对交通事故影响不大，而且小型货车广大司乘人员要求对小型货车进行限速提高的愿望较为强烈，建议下一步针对小型货车限速值的合理确定进行分析和论证。