基于多元因素法高速公路匝道限速研究

王淑妹

（福建農林大學交通與土木工程學院 福州 350002）

1 前言

交通事故發生的最主要原因之一是高速、超速行駛。速度管理是實現道路交通安全運行的一種重要手段，合理的限速對于提高道路交通的安全和暢通具有促進作用。限速的主要目的是規范行車速度，從而實現道路行駛的車輛行車安全和出行效率之間合理的平衡。通過對速度設定一個上限，達到減少事故發生的可能性及減輕事故嚴重程度的目的。

在對高速公路限速值計算模型的研究方面，國外的研究傾向于對實際數據的分析，然后對車速限制值的影響因素進行系統研究，國內的研究傾向于以設計速度、運行車速以及停車視距模型為依據進行研究[1～2]。根據歐美國家的限速發展歷程，主要的限速確定方法包括法定限速、最優限速法、工程研究方法、專家系統方法和傷害最小法等幾種。國內在實施高速公路限速時，主要以設計速度和運行速度為依據，從運行速度協調性，行駛穩定性和駕駛舒適性等方面對研究路段進行限速[3～4]。

多元因素法在分析車速與各影響因素之間關系的基礎上，根據汽車動力學理論確定理想條件下汽車能達到的最大行駛速度（即基準限速值），根據道路線形、交通量與交通組成、能見度與速度摩擦系數等因素對基準限速值進行多因素折減，從而計算出修正后的動態車速限制值。該方法考慮了較多的影響因素，修正后得到的車速限制值比較合理，克服了靜態限速存在的不足。

2 工程概況

本項目為某高速預留互通，互通形式為A型單喇叭A匝道下穿主線，其中已實施的主線橋已按照預留的互通形式進行加寬。預留的互通對應的主線范圍為K272+000-K272+990，主線長0.99km，匝道A、B、C、D、E5條共計長2.09km。A匝道上設一處匝道收費站（四進八出），收費站出口距離終點交叉口約390m，連接線納入A匝道一并設計，終點與出高速現狀道路形成T型平面交叉口。

2.1 匝道平縱面線形

該高速互通形式為A型單喇叭A匝道下穿主線，由于受地形及周邊用地情況限制，匝道平面線形較差，線形布置形式見圖1。

圖1 匝道平面布置圖

2.2 匝道隱患路段

根據運行速度、道路平縱面線形、橫向力系數、視距等核查發現共有六段存在不同程度的安全隱患受限路段。

第一段：A匝道AK0+000-AK0+105.986路段，存在問題：AK0+000-AK0+066.791平曲線半徑過小，AK0+000-AK0+105.986速度梯度不滿足要求。

第二段：A匝道AK0+745-AK0+993路段，存在問題：AK0+745-AK0+993縱坡坡度接近極限值，AK0+895.650-AK0+802.375速度梯度不滿足要求。

第三段：A匝道AK0+105.986-AK0+002.195路段，存在問題：AK0+105.986-AK0+002.195速度梯度不滿足要求。

第四段：B匝道BK0+000-BK0+138.359路段，存在問題：BK0+000-BK0+138.359速度梯度不滿足要求，BK0+000-BK0+111.612橫向力系數不滿足要求、平曲線半徑過小。

第五段：CK0+200.549-CK0+251.614路段，存在問題：CK0+200.549-CK0+251.614小客車速度梯度不滿足要求、回旋線參數過小。

記者也從中鼎集成技術管理中心總工程師趙頤處了解到，該套系統所采用的推拉式倉儲方案，大大節省傳統倉儲中所需的托盤下部伸縮叉放和上部微升降空間，提升倉儲面積近1倍，以一個3米高的倉儲中心為例，傳統存儲堆垛最多只能設計出10層，便已是存儲密度極限，而該系統能夠布置25層。而且該系統還能夠根據客戶所儲存的貨品規格調節系統層間距，小至50毫米、大到100毫米均可，堆垛機運行水平速度達到240 m/分鐘，無論是倉儲空間還是運行速度都能有效滿足企業需求。

第六段：DK0+066.768-DK0+157.305路段，存在問題：DK0+066.768-DK0+157.305大貨車停車視距不滿足要求。

3 多元因素法

根據《基于多元因素的高速公路可變限速值計算方法研究》[5～6]，基于多元因素的高速公路可變限速值計算模型如下：

式中：

v——理論最終限速值，km/h；

υ0——基準限速值，km/h；

fi——各個影響因素的修正系數。

各種影響因素的折減系數如下：

式中：

a——坡度，%；

υd——高速公路設計速度；

Rh——平曲線半徑，m；

φh——橫向附著系數；

ah——超高，%；

Rυ——豎曲線半徑，m；

Qh——小時交通量，pcu/（h·ln）；

r——大型車比例。

將各條匝道的曲線路段參數代入公式，計算結果，見表1。

表1 多元因素法計算結果表

4 結語

依據《道路交通標志和標線（GB5768-2009）》、《福建省高速公路限速標志設置技術指南（閩交建【2015】116號）》規定，限速值應為10km/h的整數倍，但《公路限速標志設置標準（JTGDXX-201X）（送審稿）》規定，一般路段限速值應為10km/h的整數倍，特殊路段限速值可以為5km/h的整數倍。鑒于本項目匝道限速的特殊性，限速值選用5km/h的整數倍。

根據多元因素法計算的限速值，根據最小原則選定最終的限速數值，見表2所示。

表2 新限速方案限速數值對比一覽表（km/h）