文 美國資深規(guī)劃設計專家 梁康之

速度控制是道路交通控制和管理的重要項目，是交通工程學科的主要內容之一，限制速度也是一項比較復雜的交通控制管理工作。那么，速度和事故風險之間存在什么關系？如何用科學的方法設定限制速度？

法定限制速度與設定限制速度

一般說來，制定限制速度要考慮很多因素，比如土地利用、道路設計、周邊環(huán)境、車流量等。在世界大多數(shù)國家，限制速度是由道路交通控制管理法規(guī)來規(guī)定的，也是工程技術層面上對道路上行駛的車輛管理要求，因此，限制速度可分為法定限制速度和工程研究建立的限制速度區(qū)段。

法定限制速度

在美國，法定限制速度是由州政府和地方政府根據(jù)美國《統(tǒng)一車輛條例》（Uniform Vehicle Code ，簡稱UVC），按照道路等級、道路設計來制定的。州和地方政府的交通管理部門則負責根據(jù)道路和交通的實際狀況，對法定限制速度作相應的調整，設置符合現(xiàn)有條件的限制速度，以滿足道路交通運輸?shù)男枨螅▓D1）。

法定限制速度是指在理想的道路和交通條件下，對同一類型道路設置的可有效運行的最高行駛速度。美國各州的機動車法律規(guī)定了各種類別街道和高速公路的限制速度。在美國，大多數(shù)州規(guī)定住宅區(qū)的法定限制速度為25英里/小時（40公里/小時），商業(yè)區(qū)為30英里/小時（50公里/小時），所有其他道路法定限制速度為55英里/小時（90公里/小時）。

設定限制速度

由于自然條件限制，道路建設過程往往不同于理想條件。因此，在特定的道路、交通或土地使用條件下，法定限制速度可能并不符合某一具體道路交通安全和效率的需求。道路管理部門有權設定合理的限制速度區(qū)域，以保證道路交通的安全和效率，所選擇的合理限制速度可能高于或低于《統(tǒng)一車輛條例》規(guī)定的或州政府規(guī)定的法定限制速度。

道路在使用過程中，因為設計不同、通過的地段不同，或是周邊環(huán)境發(fā)生了變化等，就要對道路的法定限制速度進行相應的調整。比如，由于特殊的土地使用或其他因素而造成非典型交通特性、道路設計的約束元素大大高于或低于典型值、當前道路上大多數(shù)車輛的行駛速度都高于或低于法定速度限制、主要公路在城市和郊外地區(qū)之間的過渡區(qū)域、學?；蚱渌饕男腥私煌▍^(qū)域、道路施工區(qū)域、由于速度原因造成的事故頻發(fā)地段、特殊情況的道路等。

美國一般采用的“理性車速限制”是什么概念？駕駛人大多數(shù)時間不會注意標志上的限速是多少，而是會用個人認為比較舒適的速度駕駛，這是由整個道路的構造、車流量情況以及周邊環(huán)境等因素來決定的。因此，理性車速限制要反映大多數(shù)駕駛人“合理和舒適”的車輛駕駛行為。

設定限制速度是要鼓勵駕駛人遵守限制速度并以合理的速度行駛，而不是通過警察上路執(zhí)法、安裝攝像設備監(jiān)控強迫駕駛人遵守，因此，要在道路上設置合理的限速標志，使駕駛人看到后就會按照限速值駕駛。合理設定限制速度也能減少超速的違法現(xiàn)象，降低執(zhí)法成本，節(jié)省有限執(zhí)法資源，還能降低車輛碰撞風險。

限制速度與事故風險

速度和事故風險存在什么關系？大多數(shù)研究表明，在道路上行駛的速度接近這條道路上大多數(shù)駕駛人的行駛速度是最安全的。另外，什么時候事故率最低？如圖2所示，在平均速度偏右的區(qū)域，事故發(fā)生概率較低，也就是說如果大多數(shù)駕駛人都以同一速度駕駛，相對來說發(fā)生碰撞的機會就小很多。

圖2 平均速度偏差值

圖2中紅線表示事故數(shù)量，各個不同標記表示不同公路的事故數(shù)量。圖中的“零點”代表平均值，根據(jù)這個圖表可以找出不同等級的道路，以什么樣的速度行駛，事故率最低。一般來說，以接近道路的平均速度值來設置限速是比較安全的。也就是在一條道路上，大多數(shù)駕駛人基本以某一速度行駛，那么，在這個速度值左右去設置限速是比較合理的。

在美國如何進行法定限制速度的調整

有專門的評價和審批程序

在美國，限制速度是法定的，調整限制速度有一套工程評價程序和法律審批程序。首先經(jīng)過交通工程調查研究后提出交通工程評價報告，申請建立或變更交通管理法令的相關文件，再經(jīng)議會或政府指定的機構批準，列入當?shù)氐慕煌ü芾矸蓷l例，報送到執(zhí)法機構（警察）、裁決機構（法院）和交通管理部門文件存檔，最后安裝有效的標志。其中，存檔的目的是為了警察執(zhí)法的時候知道這條道路的限速是多少，如果駕駛人收到罰單后去法院申訴，法官也清楚這一限速確實是有相關法律條文規(guī)定的。有時候也會出現(xiàn)因限速相關法律文件不齊全導致法官否定處罰的情況。

進行限制速度評價

從道路交通工程的角度如何進行限制速度評價呢？限制速度的交通工程評價包括以下內容：一是查閱道路的環(huán)境、特征、條件和交通特性；二是在理想的天氣和車輛行駛自由流動的交通條件下，選取沿道路一個或多個點，觀察和測量能夠反映該路段運行狀況的車輛行駛的點速度；三是分析速度數(shù)據(jù)，以確定速度平均值和第85百分位數(shù)速度和其他速度特征；四是查找和分析該路段3-5年內的事故記錄歷史；五是檢查駕駛中的任何道路和交通控制的異常情況。

在限制速度的交通工程評價中有十幾項指標，主要分析三種速度數(shù)值：第85百分位數(shù)速度（85th percentile speed）、平均速度（Mean Speed）和10英里/小時配速（10 mph Pace）。

采集速度數(shù)據(jù)，一般用車載測速雷達設備，要選取道路的典型地點進行采集，比如，如果是一條彎道較多的道路，就要在一個比較典型的彎道上采集速度數(shù)據(jù)，然后進行分析。同時，還要了解這條道路上的事故記錄及其他一些特殊情況，比如周邊交叉口情況、接入情況等（圖3）。

圖3 車載測速雷達設備

在表1中標出所測速度數(shù)據(jù)，表中縱向代表速度，橫向代表車的數(shù)量。一般情況下會測試100-200輛車的速度數(shù)據(jù)，也需觀測自由車流，一般取一組自由車流中的第一輛車的速度，同時還需取速度很快或很慢的車輛的速度數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下，采集的這些數(shù)據(jù)在表中會形成一個拋物線，就是車輛運行速度的曲線。

分析車輛運行速度曲線

簡單來說，我們通常采用第85百分位數(shù)速度、平均速度和10英里/小時配速這三個指標來分析車輛運行速度的曲線。

第85百分位數(shù)速度（85th percentile speed）代表了曲線的離散度，是85%的駕駛人行駛在某一段路上，經(jīng)過測速點時等于或低于的速度值；是在理想條件下，大多數(shù)駕駛人不會超過的速度值，是該路段設置合理限速的指導性指標。如圖4、圖5所示，藍色縱坐標左側的黃色拋物線部分就代表了大多數(shù)駕駛人經(jīng)過該路段時的速度低于或等于50英里/小時，剩下的15%駕駛人會比這個速度再快一些。

表1 車輛運行速度研究表

圖4 車輛運行速度曲線狀態(tài)

圖5 第85百分位數(shù)速度（紅色區(qū)域顯示大多數(shù)人在一個速度之下駕車的速度值）

平均速度（Mean Speed）是將所有測量的速度總和除以樣本總數(shù)計算得出平均值，代表了該路段速度分布的集中趨勢。平均速度與第85百分位數(shù)速度這兩個數(shù)值越接近，即速度分布的離散值和聚合值更接近，說明大多數(shù)駕駛人行經(jīng)該路段時的行駛速度比較接近于一個定值，這一指標可以用于評價限制速度設置的是否合理。在低速行駛的居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)，可考慮使用平均速度作為限制速度值（圖6）。

圖6 平均速度與第85百分位數(shù)速度這兩個數(shù)值越接近，說明速度分布的離散值和聚合值更接近

10英里/小時配速（10 mph Pace）是指在“速度”與“以速度統(tǒng)計的車輛數(shù)”的拋物線上，最高10英里/小時范圍內包含的車輛數(shù)。這個指標代表了這條道路上的駕駛人的速度是比較接近，還是差距較大。圖7中，紅色橫線表示10英里/小時配速，紅線上面的拋物線是在這個速度范圍內行駛的車輛。包含在10英里/小時的范圍內車輛越多，說明大多數(shù)車輛行駛的速度越接近，車流接近勻速行駛，設置的限制速度越合理。

如果考量一條道路的限速設置是否合理，我們希望圖中的拋物線跨度越窄越好，這意味著大多數(shù)駕駛人的速度越接近一個定值。如果拋物線跨度越大，甚至被拉平直了，說明設置的限速值和這條道路上駕駛人的實際速度差別就越大。也就意味著有的車速很慢，有的車速很快，那么在變換車道或超車時，發(fā)生碰撞的概率就會大。

圖7 紅色橫線表示10英里/小時配速，紅線上面的拋物線是在這個速度范圍內行駛的車輛

如何設定限制速度

設定限制速度常用的方法

美國、加拿大設置限速時常用的工程方法，即以交通工程學原理，對道路基礎設施條件和交通狀況進行調查分析，例如，是否有行人穿越道路的需求，是否設置了中間隔離帶等，考慮各項因素后制定限制速度。工程方法又分為：運行速度法，以第85百分位數(shù)速度為基準點設置限制速度；道路風險法，以道路功能分類和設計參數(shù)為基準設置限制速度（圖8）。

圖8 運用運行速度法設置限制速度

美國大多數(shù)洲際公路的設計速度是75英里/小時，但在上世紀60年代石油危機的時候，聯(lián)邦政府頒布法令一般設定洲際公路限速為55英里/小時。到90年代后，限速開始放開，大多洲際公路限速改成為65英里/小時。

美國聯(lián)邦公路局還提供了一種系統(tǒng)方法——專家系統(tǒng)方法：限制速度由美國聯(lián)邦管理局編寫的計算機程序設定，利用積累的相關知識和經(jīng)驗，電腦模擬判斷，提供最合適的限制速度。該系統(tǒng)存儲有知識庫，在得到特定的條件數(shù)據(jù)后，可進行分析模擬道路條件和交通狀況，得出適合條件的限制速度值。實際上這種方法和工程方法類似，只要在數(shù)據(jù)庫中預先輸入大量樣本，設置相應的條件，系統(tǒng)便會推薦一個樣本。

最佳優(yōu)化方法：以減少運輸?shù)目偵鐣杀緛碓O定限制速度。確定最佳限制車速時要考慮旅行時間、車輛運營成本、道路交通事故、交通噪聲和空氣污染等因素。

傷害最小化或安全體系方法：根據(jù)可能發(fā)生的碰撞類型，撞擊力產(chǎn)生的結果以及人體對這些力的耐受性來設置限制速度（圖9）。

圖9 致人死亡的速度值

歐洲、大洋洲的一些國家會使用傷害最小化或安全體系方法。目前世界上還沒有國家使用最佳優(yōu)化法來設置限制速度。

設定限制速度的區(qū)域

一般來說，設定限制速度的區(qū)域長度應該盡可能長，并且與道路環(huán)境和交通狀況保持一致。也就是說道路限速不要頻繁變換，駕駛人應該在較長距離內保持一個速度來行駛，只有在不得已的時候，才去改變限制速度。那么，一個限速區(qū)段應該設定多長的距離？其實并沒有一個特別的規(guī)定，限速區(qū)段的長度主要根據(jù)車輛行駛的特點和限制速度值的高低而定，一般不應小于0.5英里（0.8公里）（圖10）。

圖10 速度限制標志

根據(jù)限制速度的變化 設定緩沖區(qū)或漸變區(qū)

如果在一個過渡區(qū)段設置限速，特別是從較高限速到較低的限速，應該平緩過渡，不能從限速120公里/小時，直接就降到50公里/小時，駕駛人沒辦法做到，容易造成追尾事故。因此，速度變化值等于或大于15英里/小時（24公里/小時）時，要對駕駛人做相應的提示，設置不小于0.2英里（0.3公里）的緩沖區(qū)。

速度變化值大于25英里/小時（40公里/小時）時，需要設置速度漸變區(qū)，如60英里/小時（100公里/小時）降為45英里/小時（70公里/小時），到30英里/小時（50公里/小時）的最后限制速度。尤其在城鄉(xiāng)結合區(qū)域，比如從國道或干道進入城區(qū)道路，存在較大限速差，應該設置速度漸變區(qū)，先從高限速降到中間限速，再降到更低限速，比如100公里/小時，先降到70公里/小時，再降到50公里/小時。