摘要：车速是道路安全运营管理控制的核心，当前国内限速方法普遍采用的设计车速限制法和85%分位车速限制法，这些方法不能有效的和高速公路联网控制系统相结合，具有一定的缺点。本文建立了安全车速管理控制模型，采用了串行并行混合控制技术，其算法高效、直观、切合实际，能够让车速安全管理和高速公路联网控制系统紧密结合，为有效解决安全、效率的矛盾提供了一点思路。

 

关键词：车速 安全 联网控制

车速管理是高速公路联网控制中的重要内容，对车速进行有效的控制、管理也是提高道路运营安全性和运输效率的有效手段。道路交通运行需要安全和有效两者兼顾，但是安全、有效则又是道路交通系统面临的一对矛盾。目前，我国高速公路的限制车速规定依据不充分、取值也不规范，有的高速公路甚至全线采用一个限制车速值。考虑到高速公路沿线不同的行车状态变化，在全线采用一个不变的限速不仅不合理，同时也不利于运行的经济和安全．因此，有必要讨论高速公路安全车速的限制技术，使得高速公路车速管理能够更好的融入高速公路联网控制系统中去。

超速行驶事故率高的原因在于，车辆的车速与平均车速的差值偏大，即车速分布越离散，事故率就会越高。大多数关于车速对事故影响的统计研究都认为，车速提高将导致事故数量上升：另外，这些研究达成这样一个共识，即车速对严重事故的影响要大于轻微事故。

目前，我国运营高速公路采用的限速方法一般有两种：设计车速限制与85%分位车速限制法。近年来，道路交通管理部门逐渐意识到，选用设计速度作为限制速度是非常不合理的。

据我们的调查，大多数人认为当前高速公路及高等级公路中采用设计车速作为限制车速的标准是不当的，特别是在新开通的路段和车流量达不到运量期指标的路段， 限制车速使用设计车速时，认为过于保守的人更多。对于这样一种状况，一旦确定路线的限制车速，大多数情况下，是无法更换或取代的。尽管道路设计者明知设计车速和限制车速的起点不同，且又互相联系，但因为在路线开通时，一般都用设计车速作为限速值，而各种安全设施的使用，车流量的实际了解，各种其它因素的明确，再通过实地观测地定点单车自由流车速的85%分位车速作为修正限速值，实际难以办到。

正是由于上述原因，道路设计人员无法参与从统计的角度加以修正限制车速的工作。导致当前高速公路及高等级公路限速限值往往过低，造成许多驾驶员都反映在良好气候路况以及比较安全的情况，即营运车速超过限制车速（使用设计车速）也不会造成不安全的情况下，仍然要用设计车速来确定限制车速的原因。

合理地限制车速是确保公路安全、高效运营必不可少的措施，确定车速限制值的方法有很多，各国的确定方法通常考虑下列因素：85%位车速、交通法规、安全状况、道路两侧土地的开发程度、停车和行人、交通量和车辆组成、设计车速、公众意见、曲线的安全速度、可见度限制、路面特性和道路宽度、路肩类型和宽度、交叉口数量、现有的交通控制设施以及平均车速。本文尝试建立可变限速模型对路段进行车速管理。

车辆在某一路段的限速需要从三个方面考虑：即各限速要素及其加权、各要素共同作用时采用的串并行控制关系以及车型加权等。因此，可变限速数学模型就是研究上述三个方面关系所建立的数学算式。

1）单纯串行控制模型

为便于计算，单纯串行控制的数学模型采用矩阵算式的形式。其基本思想是：首先由限速要素及其加权值进行矩阵乘法运算，得到一个限速基数值（限速标量），再由限速标量和车型限速加权矩阵进行矩阵乘法运算，得到限速矩阵，限速矩阵中各元素分别表示对应车型的限速值。

单纯串行控制的数学模型的特点是限速标量大小与每个限速要素相关。其数学算式为：