1、道道 路路 交交 通通 安安 全全专题专题1：道路速度管理：道路速度管理江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院1.引言2.车辆速度对交通安全的影响3.基于交通安全的速度管理对策23江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院至至20042004年，此前年，此前3030年前仅有年前仅有10%10%的汽车的速度的汽车的速度可以达到可以达到150km/h150km/h，目前达到这一速度的车辆已经，目前达到这一速度的车辆已经超过超过90%90%。车辆速度的提高对交通安全有非常重要的。车辆速度的提高对交通安全有非常重要的影响。影响。4江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程
2、学院在高收入国家，车辆超速以及速度不当所造成在高收入国家，车辆超速以及速度不当所造成的交通事故大约占到有人员死亡交通事故的的交通事故大约占到有人员死亡交通事故的30%30%，南非约南非约50%50%的交通事故与车速有关。多个国家的经的交通事故与车速有关。多个国家的经验表明，平均速度增加验表明，平均速度增加1km/h1km/h，交通事故伤害就会，交通事故伤害就会增加增加3%3%，死亡性交通事故就会增加，死亡性交通事故就会增加4 45%5%，反之亦，反之亦然。澳大利亚的研究表明，当车速大于然。澳大利亚的研究表明，当车速大于60km/h60km/h时，时，车速每增大车速每增大5km/h5km/h，交
3、通事故危险性为原来的两倍。，交通事故危险性为原来的两倍。19961996年美国警察局报告表明，交通事故中有年美国警察局报告表明，交通事故中有12%12%是因为速度原因引起的，而在所有致命撞车中是因为速度原因引起的，而在所有致命撞车中有有31%31%是因为速度原因且它所造成的经济损失为每是因为速度原因且它所造成的经济损失为每年年240240亿；亿；30%30%城市道路事故与城市道路事故与36%36%公路事故是与公路事故是与速度有关。速度有关。5江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院车辆超速以及速度不当也已成为中国交通事故频车辆超速以及速度不当也已成为中国交通事故频发的主要原因。表发
4、的主要原因。表1 1为中国为中国2000200020052005年车辆超速年车辆超速造成交通事故死亡状况。造成交通事故死亡状况。6表1 中国20002005年车辆超速造成交通事故死亡状况年份200020012002200320042005死亡人数（人）800192429672121071841016015占交通事故总死亡比例（%）8.58.78.811.617.216.27江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（1）对视力的影响车速增加时，驾驶员的视力要比静止状态时的视力下降，车速越高，视力下降就越大。下图为车速与驾驶员视力的关系。8江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工
5、程学院据有关实验介绍：车速提高1/3，可视距离将减少1/3。引起驾驶员视力下降的原因是由于汽车在行驶时，驾驶员道路环境中的物体发生相对运动，人眼分辨物体的最小距离发生变化。相对运动速度增大，人眼分辨物体的最小距离也增大。以驾驶员辨认道路标志为例，当汽车行驶速度为20km/h时，驾驶员视力比静止时衰减19.7%，当速度为40km/h时，衰减34%。速度越高驾驶员视力下降速度越快，这将严重影响驾驶员对道路上信息的接收。因此，为了安全行车，驾驶员应控制车速，以便有充分的时间辨别前方障碍物。9江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（2）对注视点和可视范围的影响随着车速的提高，驾驶员的注视
6、点远移，视野变窄。下图为车速与驾驶员可视范围和注视点的关系。随着车速提高，驾驶员的视野变窄，势必降低其捕捉危险信息的能力。另外，车速对驾驶员适应光线的能力尤其对“明适应”和“暗适应”影响较大。10江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院11车速与驾驶员动视力的关系车速与驾驶员动视力的关系行驶车速(km/h)驾驶员视点(m)驾驶员可视范围()401809560250757036065803806010060040正常情况下，在不改变人眼所处位置时，视野范围通常为左右限各160，两眼为200左右。机动车在行驶中，驾驶员的视野同行驶车速有关，随着车速的提高，驾驶员眼睛的注视点也逐渐前移，
7、同时有效视野也会越来越狭窄。江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（3）对判断能力的影响当需要判断的目标位置一定时，车速越快需要驾驶员的反应时间越短。随着车速的提高，外界环境给驾驶员留下的刺激强度越小、信息量也越少，严重影响了驾驶员的判断能力。下表为不同情况下驾驶员感知车速为60km/h时与实际车速差异。驾驶员感知到目标出现偏差，将会导致其无法准确确认停车视距、超车视距以及会车视距等等。12不同情况下驾驶员感知车速为60km/h时与实际车速差异试验条件实际车速(km/h)误差(%)100km/h保持5s后减速66.711100km/h连续行驶30km后减速75.726100km/
8、h连续行驶60km后减速80.132江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（4）对辨认视距的影响车辆行驶中，驾驶员需对各种交通标志或交通环境进行辨认。车速不同，驾驶员对各种标志辨认距离亦不同。下图为车速与驾驶员对各种标志视认距离的关系。随着车速提高，驾驶员的视认距离较短，加之视认时间缩短，势必增加其辨认的难度。行驶车速(km/h)辨认距离(m)警告标志禁令标志指示标志40272336435602393074118021227637410017923932613江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院14江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院15转弯半径不
9、变条件下离心力随速度的变化关系转弯车速V(km/h)离心力F(N)离心力增加倍数(与V=40 km/h比较)401600m/R1.00603600m/R2.25806400m/R4.0010010000m/R6.2512014400m/R9.00江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院轮胎的发热与轮胎的负荷和速度的乘积成正比。机动车在长时间高速行驶的过程中，由于轮胎承受反复变形的次数增加，产生大量的热，轮胎内部的温度就会上升（尤其在炎热的夏天）。同时，路面对轮胎的冲击力也会增加，易造成轮胎超载现象。在我国大型轮胎生产企业的多数产品尚不能适应时速超过120km的高速行驶，子午线轮胎的
10、最高速度等级只能达到210km/h；实验证明，子午线轮胎在长期高速行驶下，其使用寿命降低1/3。因此，在高速行驶过程中的轮胎温升和过载易造成爆胎或行驶方向不稳定的危险状态，甚至引起驶离公路、车辆翻滚和车辆碰撞等形式的交通事故。16江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院由于国内多数汽车制造厂商，特别是大型车辆制造商并没有调整生产结构，生产出适合高速行驶的车辆，也就是说还有大量的车辆（特别是大型车辆）大部分性能指标达不到高速行驶的要求，容易出现各种故障，造成交通事故。事故资料分析发现国产车高速行驶之所以容易发生交通事故，主要是动力性、制动能和操纵稳定性不能满足高速行驶的需要，轮胎及车
11、内外安全设施不够完善之故。因此，当长时间高速行驶时，汽车的各总成和零件超负荷工作，工作可靠性降低，故障率提高。尤其是货车，一般都是超载行驶、长时间运行，故障更多。17江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院18高速公路、一级公路的停车视距高速公路、一级公路的停车视距 二、三、四级公路的停车视距、会车视距、超车视距二、三、四级公路的停车视距、会车视距、超车视距江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院2.7.1 车速与交通事故死伤数量的关系 多数关于车速对交通事故影响的研究认为，车速提高将导致事故数量上升，并一致认为：车速对严重交通事故的影响大于轻微交通事故。挪威交通安全手
12、册指出：平均车速每增长10%，有人员受伤的交通事故数量将增加25%，有人员死亡的交通事故数量将增加35%。1995年欧洲交通委员会指出：车速对有严重伤亡的交通事故影响较大，并得出平均车速每增加1km/h，有人员死亡的交通事故数将增加56%。19江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院世行、WHO（World Health Organization）报告在“发展中国家道路交通安全对策”中用这组公式可真实地表达发展中国家道路平均速度和交通事故和伤亡数量的关系:A1/A2=(V1/V2)2 I1/I2=(V1/V2)3 F1/F2=(V1/V2)4 20该组公式表明：交通流的交通事故数量
13、、受伤人数、死亡人数与平均车速分别成2次方、3次方、4次方的关系，交通流平均速度较小范围增幅,将导致事故数量和伤亡人数,特别是伤亡人数大幅度增加。因而控制交通流平均速度,可有效地减少交通事故和伤亡人数,特别是在减少伤亡人数上具有更大的成效。江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院1964年Solomon在600km不同断面的高速公路上观测约10000个驾驶员的车速与交通事故的情况，他将交通事故诱因归结为速度变化，总结出模型如下：21式中：I为路段事故率（次/10万车公里）；V为车速与平均车速的差值（km/h）。该模型表明：在交通流中，车速接近平均车速时，发生交通事故率最低；随着车速
14、与平均车速的差增大（离散性增加），无论是大于或者小于平均车速，交通事故数都呈增加趋势。20.000602v0.006675v 2.23I10江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院1993年,澳大利亚针对公路现状模拟出车速与平均运行车速差异与交通事故率的近似函数关系：2223I5000.8 v0.014 v当车辆运行车速大于路段平均车速时，该模型与Soloman模型结论一致；当车辆运行车速小于路段平均车速时,该模型认为交通事故率只有轻微的增加,即车速低于平均车速时的速度离散性与事故率无关。江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院23江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车
15、与交通工程学院研究表明，在同一条道路或某一段路段上，交通事故的多少不仅与车速有关，而且与道路上的各种车辆的速度离散程度成正比。采用平均速度行驶的事故率最低，随着车速的增加或减少事故率都逐渐提高，换句话讲，车速愈是偏离平均车速，发生交通事故的可能性愈大。24江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院国内学者（2004年）对中国部分高速公路交通事故分析后认为，事故率随着车速标准离差的增大而增大，即车速分布得越离散，事故率越高，这与国外研究结果是一致的。此外，研究认为，车速标准离差与事故率为指数关系，随着车速离散程度的提高，事故率将以指数增长率增长。25江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽
16、车与交通工程学院实践表明，车速离散程度越低，车速基本接近平均速度，车辆保持良好的行驶状态，交通事故率越低；车速离散程度越高，即车速偏离平均车速程度越大，就会频繁出现超车现象从而增加车辆变换车道的数量，有的车辆为了跟车不得不频繁调整车速，车辆间的干扰增加，增大了发生交通事故的概率。26江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院交通事故碰撞前后车速变化越大，能量转化越多，事故后果越严重，造成伤亡的可能性也就越大。车辆的机械能是其质量与速度平方之积，碰撞中消散的能量越多，乘员所受的危害就越大。研究发现，交通事故中伤亡可能性取决于事故中速度的变化率,当变化率小于16km/h时，严重伤亡的可能
17、性小于5%，当变化率超过48km/h时，严重伤亡的可能性超过50%。27江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（1）车速对行人伤害的影响行人受伤的严重性与速度的平方成正比，在行人与车辆的碰撞中,车速在15mph时其死亡率为3.5%,车速为31mph时其死亡率为37%,当车速达到44mph时,其死亡率为83%。WHO研究表明，对于行人而言，车辆碰撞速度不高于30km/h时，幸存的可能性约为90%；当车辆碰撞速度高于45km/h时，幸存的可能性不高于50%。28江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（2）车速对车内乘员伤害的影响车辆碰撞速度对于车内乘员而言同样是致命的。
18、对于乘员而言，碰撞的严重程度取决于车辆在事故过程中的速度变化。速度从20km/h增至100Km/h，交通事故死亡的可能性大约从0增加至近乎100%。对于系安全带的前排乘员而言，碰撞速度分别是30mph和40mph时，严重伤害的可能性分别是20mph的3倍和4倍。而对于没有系安全带的乘员而言，车辆碰撞速度为50mph时，其死亡的可能性是20mph的20倍。29江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院车速对交通安全的影响不限于诸如以上所述，随着车速的提高车辆的制动性、使用性能以及道路性能等均会受到影响，在此不再赘述。总之，车速越高，发生交通事故的危险性也就越大。澳大利亚的研究表明，当车
19、速超过60km/h时，车速每增加5km/h，交通事故的危险性基本上是原来的两倍。因此，当车辆以较高速度行驶时，微小的速度变化将会对行车安全带来显著影响。表3为车速与交通事故危险性的关系。30行车速度（km/h）危险性601.00（基数）652.00704.167510.608031.818556.55江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院相邻路段车辆行驶速度差异对交通安全有很大的影响。通常用相邻路段的运行速度的85%位的差值表示。下表为美国联邦公路署（FHWA）所作的数据统计。31美国联邦公路署（美国联邦公路署（FHWAFHWA）所作的相邻路段速度差与交通事故率的情况）所作的相邻
20、路段速度差与交通事故率的情况相邻路段速度差平曲线个数3年交通事故累计数百万车公里百万车公里事故率|V85|10km/h451814833206.060.4610|V85|20km/h1474717.052.76说明：V85:相邻路段间85%的运行速度差（km/h）资料来源:美国联邦公路署研究报告（FHWA-RD-99-174,November 1999）江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院下表为我国所作的数据统计。可以看出，我国与美国具有相同的规律：随着相邻路段运行车速差值加大，交通事故率也是呈现增长趋势。32 我国某高速公路运行速度差与交通事故率的关系速度差值区间交通事故数（
21、次）路段数事故率（次/亿车公里）|V85|10km/h11011819410|V85|20km/h181037533江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院降低或提高车速限值,将对交通事故发生率以其严重性产生较大影响。1989 年夏天,瑞典曾将限速110km/h的道路车速均降低到90km/h,此项实验持续了2个月。降低限速标准使小客车车速降低14km/h,高速公路的平均车速降低11km/h；与1988年相比，事故率同期减少27%,伤亡人数减少21%，表明运行车速的降低有利于交通事故率的减少。下表为世界各国速度限值的实施情况。34江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院3
22、5世界各国速度限制的实施情况世界各国速度限制的实施情况速度限制国家限速值变化结果降低瑞典110km/h到90km/h平均速度降低14km/h；重大事故降低21%英国100km/h到80km/h平均速度降低4km/h；事故降低14%瑞士130km/h到120km/h平均速度降低5km/h；重大事故降低12%提高美国89km/h到105km/h重大事故增加21%澳大利亚100km/h到110km/h受伤事故增加25%江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院根据安全要求，瑞士规定了两连续曲线路段或连续的曲线和直线路段之间速度差,小客车运行车速之差不应超过20km/h,当路段运行车速小于7
23、0km/h时,该差值要小10km/h；澳大利亚要求两连续路段的预测运行速之差不宜超过10km/h。下表所示为部分国家相邻路段运行车速差值。36 部分国家相邻路段运行车速差取值部分国家相邻路段运行车速差取值国家美国德国瑞士澳大利亚相邻路段运行车速差值(km/h)16102010江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院 由于相邻路段运行速度差对于交通安全影响是非常重要的。我国指出：相邻路段的运行速度差值：|V85|小于10km/h时，认为运行速度协调性好|V85|在1020km/h时，运行速度协调性较好，但建议条件允许时适当调整；|V85|大于20km/h时，认为速度协调性不良，应该对
24、相邻路段重新调整平、纵面设计。国内研究者也建议我国的V取值为:两相邻均匀路段之间小客车运行车速之差不可超过20km/h,大货车运行车速之差不可超过15km/h。37江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院 此外，可利用车辆在某路段运行速度与前一路段末端所达到的速度的比值K分析相邻路段车速协调性。当k在0.81.0时，认为是安全的，不需设置明显的道路设施；当k在0.60.8时，认为具有较小危险；当k在0.40.6时，认为是危险的；当k小于0.4时，认为是很危险的。38江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（1）限速标志 在标志牌上标明最大或者最小车速限值；有的标志牌标明
25、最大值和最小值,可缩小交通流的速度分布范围,保证车速稳定、顺畅行驶；有的限速标志标明限速车型、时段。39江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（2）限速丘等路丘在不损害车辆的情况下,被证实能有效地将车速减少2030m/h；也可以采取设立标识、扩缩道路或者车道宽度、设环形路、减速振动带和减速路障等稳妥的道路管理措施来减缓车辆运行速度。40江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（3）路面标识、标线常用是在行车道上画有限制车速、车型的图案，或者形似障碍物的立体图案，使驾驶员产生要降低车速的明显的心理效果。（4）采用速度监控技术例如，视频检测和雷达测速技术，可以威慑那些超速行车者。41江苏大学汽车与交通工程学院江苏大学汽车与交通工程学院（5）采用净化车种、人车分离等技术净化车种可以减少车速离散性人车分离可以减少高速行驶的车辆对行人的伤害。（6）在行人较多的区域，禁止车辆驶入或者设置为车辆低速行驶区域。42
