高速公路限速調(diào)整效果評價分析

韋紅亮，羅 璽，吳兆輝

(1.廣西壯族自治區(qū)高速公路發(fā)展中心，廣西 南寧 530022；2.廣西壯族自治區(qū)高速公路發(fā)展中心柳州分中心，廣西 柳州 545036；3.廣西壯族自治區(qū)收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)清分結(jié)算中心，廣西 南寧 530026)

0 引言

公路限制速度是指對在公路上行駛車輛規(guī)定的允許行駛速度的限值，限速值的確定需要平衡交通安全和運(yùn)行效率之間的關(guān)系。隨著《公路限速標(biāo)志設(shè)計規(guī)范》(JTG/T 3381-02-2020)的發(fā)布實(shí)施，新建或改擴(kuò)建高速公路限制速度綜合論證是公路限速標(biāo)志設(shè)計階段的重要組成內(nèi)容。高速公路建成通車后，由于實(shí)際情況與原有預(yù)期不相符或者公路行車環(huán)境發(fā)生改變，需要對限速標(biāo)志設(shè)計實(shí)施效果進(jìn)行評價，以確定是否需要調(diào)整、優(yōu)化。2019年以來，廣西分階段全面啟動高速公路限制速度調(diào)整工作，截至2021年底，完成了已通車的7 339 km高速公路限速調(diào)整，調(diào)整后限制速度為120 km/h、100 km/h和80 km/h的路段里程分別為5 347 km、1 657 km和335 km，對限速標(biāo)志設(shè)計實(shí)施效果評估將是今后工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

目前，國內(nèi)外關(guān)于公路限速標(biāo)志設(shè)計實(shí)施效果評價的研究并不多，針對高速公路限速標(biāo)志設(shè)計實(shí)施效果進(jìn)行評價尚缺少相應(yīng)的指導(dǎo)方法。黃晨[1]針對我國高速公路速度管理的實(shí)際，從運(yùn)行效率和交通安全兩個目標(biāo)出發(fā)，建立了用于高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整效果評價的方法，提出了直接和間接評價指標(biāo)。凌鐳、李杰[2]從運(yùn)行效率、安全水平、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益、社會效益五個方面出發(fā)，提出了用于干線公路限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整效果評價的理論方法和指標(biāo)體系。曲燕、金波[3]以某市外環(huán)高速公路為例，結(jié)合現(xiàn)場檢查、事故統(tǒng)計等進(jìn)行驗(yàn)算和評價，分析高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)提高后的交通安全性。隨著在役高速公路限速調(diào)整工作的不斷推廣深入，更多新建和改擴(kuò)建高速公路也陸續(xù)建成通車運(yùn)營，對限速標(biāo)志設(shè)計實(shí)施效果評估工作也是迫在眉睫。

本文以廣西某山區(qū)高速公路為例，在采集運(yùn)行速度、交通量與交通組成、交通事故和社會公眾意見等相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，選取定量與定性分析相結(jié)合的方法，對運(yùn)行速度、交通安全、社會經(jīng)濟(jì)效益等內(nèi)容進(jìn)行評價，為廣西高速公路限速調(diào)整的實(shí)施效果評價提供參考。

1 評價內(nèi)容及方法

限速標(biāo)志的變化對于道路運(yùn)行效率和交通安全水平有一定的影響，因此評估的內(nèi)容主要包括道路運(yùn)行狀況、道路交通安全狀況、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益等幾個方面，具體如下：

(1)運(yùn)行速度評估：評估限速方案實(shí)施后運(yùn)行速度的一致性、協(xié)調(diào)性、離散性和限速遵守率等。

(2)交通安全評估：評估限速方案實(shí)施后交通安全改進(jìn)效果，可通過因速度導(dǎo)致的交通事故分布、交通事故數(shù)、事故嚴(yán)重程度等進(jìn)行評估。

(3)社會效益評估：從公眾滿意度調(diào)查和污染物排放減少量計算兩方面進(jìn)行評估。

(4)經(jīng)濟(jì)效益評估：通過計算旅客節(jié)省在途時間價值和節(jié)約行程時間等兩個方面評估限速方案實(shí)施效果。

本項(xiàng)目采用定量分析與定性分析相結(jié)合的評估方法，主要為對比分析與綜合評估，即通過本路段在限速標(biāo)志調(diào)整實(shí)施前后的車輛運(yùn)行速度、交通事故水平、汽車尾氣污染物排放和旅客節(jié)約時間效益等方面進(jìn)行對比，總結(jié)出路段在限速標(biāo)志調(diào)整后通行效率和交通安全狀況的變化情況，并結(jié)合預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度和社會經(jīng)濟(jì)效益，評估限速標(biāo)志的設(shè)置效果。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

某高速公路地處山嶺重丘區(qū)，設(shè)計速度80 km/h，雙向四車道。全線線形較為平順，平曲線最小半徑為450 m。原施行單一限速方式，最高限速值按照設(shè)計速度統(tǒng)一設(shè)置為80 km/h，特長、長隧道限速值為60 km/h。從運(yùn)營情況發(fā)現(xiàn)，該限速值嚴(yán)重違背小客車駕駛員的速度值期望，超速行車現(xiàn)象普遍存在。在進(jìn)行大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，于2020年8月對該高速公路的限速標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，采用分車型限速方式。其中小客車最高限速值為100 km/h，其他車型最高限速值為80 km/h，具體路段為：K1303+950～K1261+410，計42.54 km；K1257+600～K1228+945，計28.655 km；K1183+552～K1161+039，計22.513 km；K1152+900～K1136+843，計16.057 km；K1132+760～K1127+600，計5.16 km。限速調(diào)整至100 km/h的路段長為114.9 km，占該高速公路路段總長179 km的64.2%。設(shè)置分車道限速標(biāo)志，如圖1所示。

圖1 分車道限速標(biāo)志示意圖

2.2 通行效率評估

為分析研究高速公路限速調(diào)整對高速公路通行效率的影響，分別通過ECT門架數(shù)據(jù)和路段交通調(diào)查站采集2019—2021年該高速公路全路段交通量、交通組成、運(yùn)行速度和擁擠度等數(shù)據(jù)，具體如表1～2所示。

表1 通車后連續(xù)3年路段平均日交通量和交通組成

由表1可知，項(xiàng)目開通運(yùn)營后3年，車流量一直處于上升的階段，但總車流量較低，2021年非假日平均日交通量僅為3 476輛，節(jié)假日如2020年國慶節(jié)僅為9 424輛。交通組成以小型客車為主，非節(jié)假日小型車客車占比為72%，節(jié)假日小型車客車占比為92.3%，擁擠度均為一級，說明車流處于自然流狀態(tài)。

為了研究限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整的影響情況，分別在限速值調(diào)整前后，選取典型斷面進(jìn)行車速測試。選取了2個觀測點(diǎn)，使用交通調(diào)查站對小客車、中大型客車、小型貨車、中大型貨車進(jìn)行地點(diǎn)車速調(diào)查。調(diào)查中剔除了受其他車輛影響的車速數(shù)據(jù)，每個觀測點(diǎn)每種車型的速度樣本≥50個。

表2 不同車型瞬時車速統(tǒng)計情況表

由表2可知：

(1)小型客車的平均運(yùn)行速度V平均和V85較限速調(diào)整前增加19.21%和21.21%，小型貨車的平均運(yùn)行速度V平均和V85較限速調(diào)整前增加了5.77%和2.29%；限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整后，由于采用“大型車靠右”的策略，提高了小客車的運(yùn)行效率，卻導(dǎo)致大中客貨車的平均運(yùn)行速度V平均和V85均有所降低。

(2)限速調(diào)整后小型客車同步速度提高，與運(yùn)行速度更為接近，表明小客車的運(yùn)行速度更為均一，交通流運(yùn)行更為平穩(wěn)，由于車流以小型客車為主，因此平均車頭間距也隨著小型客車車速的提高而增大。中大客貨車同步速度降低，與運(yùn)行速度也更為接近，表明大客貨車之間的運(yùn)行速度差減小，有利于交通安全；但是小客車與大型客貨車之間的速度差增大，當(dāng)兩類車在同一車道混行時，事故風(fēng)險增加。同時，限速調(diào)整前后，小型貨車的V85均超過限速值80 km/h，最大達(dá)到83.3 km/h，說明針對小型貨車的限速調(diào)整還有待進(jìn)一步研究。

2.3 交通事故影響評估

為分析限速調(diào)整對交通事故的影響，通過對該高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整前后的交通事故數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和分析，如圖2和下頁表3所示。

圖2 通車3年內(nèi)交通事故月統(tǒng)計柱狀圖

表3 交通事故類型及位置統(tǒng)計表

圖2所示為以實(shí)施年份2020年為對象進(jìn)行的月平均交通事故統(tǒng)計分析柱狀圖。2020年8月實(shí)施限速調(diào)整，調(diào)整年當(dāng)年前7個月的交通事故次數(shù)為26起，調(diào)整年當(dāng)年后5個月為12起，調(diào)整前后平均月交通事故率從3.71起/月降低至2.4起/月，說明限速調(diào)整后全線月平均交通事故發(fā)生率降低了35.4%。

由表3可知，從事故形態(tài)方面看，交通事故大多為單方事故，2019年、2020年和2021年由于操作不當(dāng)和疲勞駕駛導(dǎo)致的交通事故占年度交通事故比例分別為50%、56.7%和58.3%；發(fā)生追尾事故分別為2起、7起和7起，分別占年度交通事故起數(shù)的14.3%、18.9%和19.4%，說明駕駛員操作不當(dāng)和疲勞駕駛占事故總量的絕大多數(shù)。

從事故發(fā)生路段上看，2020年8月至2021年12月，發(fā)生在限速調(diào)整路段的交通事故為18起，占同期事故總量48起的37.5%，低于非調(diào)整路段的62.5%，可以看出限速調(diào)整在一定程度上降低了交通事故發(fā)生率。

2.4 社會效益分析

該高速公路限速標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整后的社會效益分析主要體現(xiàn)在公眾滿意度調(diào)查和污染物排放減少量兩方面。

2.4.1 限速標(biāo)準(zhǔn)滿意度調(diào)查

為做好限速標(biāo)準(zhǔn)滿意度調(diào)查，分別于2019年、2020年和2021年在該項(xiàng)目某服務(wù)區(qū)對小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車司乘人員分別發(fā)放調(diào)查問卷100張。滿意度調(diào)查結(jié)果如表4所示。

表4 限速標(biāo)準(zhǔn)滿意度調(diào)查結(jié)果分析表

從表4可知，2019年由于該高速公路尚未實(shí)施限速調(diào)整，限速值按照設(shè)計速度設(shè)置，不論小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車司乘人員對限速值按照設(shè)計速度設(shè)置的滿意度較低，反映限速值嚴(yán)重違背小客車駕駛員的速度值期望，超速行車現(xiàn)象普遍存在；2020年8月實(shí)施限速調(diào)整后，司乘人員對限速值的滿意度出現(xiàn)了較大變化，小型客車司乘人員的滿意度較2019年提升了35%，其他車型司乘人員的滿意度也出現(xiàn)一定程度的上升；2021年，小型客車、中大型客車、小型貨車和中大型貨車的司乘人員對路段限速值設(shè)置的滿意度上升至91%、80%、55%和70%。主要原因是：限速調(diào)整后，小型客車的限速值提高了10～20 km/h，限速值的設(shè)置基本與線形一致，小型客車司乘人員的滿意度出現(xiàn)大幅度提高；而部分小型貨車司乘人員認(rèn)為，小型貨車和小型客車技術(shù)狀況類似，應(yīng)該享受與小型客車同等待遇，盡管對交通工程論證的科學(xué)性做出解釋后，滿意度有所提高，但也僅為55%；對中大型客車和中大型貨車司乘人員而言，盡管限速標(biāo)準(zhǔn)沒有得到提高，對交通工程論證的科學(xué)性做出解釋后，多數(shù)司乘人員比較認(rèn)可安全第一的理念，對限速方案的滿意度也出現(xiàn)了大幅度提高。

2.4.2 環(huán)境保護(hù)分析

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)雖然往往是低技術(shù)產(chǎn)業(yè)或非研究密集型產(chǎn)業(yè)，但傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)對就業(yè)和GDP增長具有較大貢獻(xiàn)率.改革開放以來，我國一些地區(qū)(如浙江省)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，而這些地區(qū)發(fā)展傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)又與國家的經(jīng)濟(jì)政策密切相關(guān).一項(xiàng)政策一旦實(shí)施，即有自己的自增強(qiáng)作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的一些省份現(xiàn)在依然具有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的好時機(jī).在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型過程中，不同地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)有所不同；特大型城市，如上海、北京、廣州今后應(yīng)發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)；而大城市、中等城市目前適宜發(fā)展一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高這些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力.一段時間內(nèi)呈現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)行業(yè)分工發(fā)展的局面，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級奠定基礎(chǔ).

文獻(xiàn)[4]在對汽車排量為1.2～3.5 L的11種小型客車進(jìn)行CO2排放實(shí)車試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了CO2排放比例與行車速度之間的關(guān)系。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，11種小型客車在高速公路上行駛時，當(dāng)車速從80 km/h提高至100 km/h時，CO2排放比例平均下降0.37%。按照燃燒1 L汽油平均產(chǎn)生2.7 kg CO2以及小型汽車在高速公路平均油耗為0.075 L/km計算，結(jié)合文獻(xiàn)[4-6]對汽車尾氣成分試驗(yàn)分析，該高速公路64.2%路段小型客車的限速值從80 km/h調(diào)整至100 km/h，當(dāng)小型客車平均日交通量為3 000輛、5 000輛、10 000輛和20 000輛時，可按照文獻(xiàn)[7]所給出的公式計算出每年HC、CO、NOX、CO2等污染物的排放減少量，結(jié)果如表5所示。

EQw=P×M×Efw×10-6

(1)

式中：EQw——第w種污染物的年排放減少量(t)；

M——行駛里程(km)；

Efw——第w種污染物的排放因子(g/km)。

表5 汽車尾氣污染物年平均減少量統(tǒng)計表

表5說明，隨著小型客車流量的不斷增加，HC、CO、NOX、CO2等污染物排放減少量也隨著增加，在該限速調(diào)整方案條件下，當(dāng)日均小型客車流量從3 000 pcu/d增加至20 000 pcu/d時，CO2年排量減少量達(dá)到6 377.5 t，HC、CO和NOX的年排放減少量也隨車流量的增加而增加，說明限速標(biāo)準(zhǔn)的提高對環(huán)境質(zhì)量改善作用隨著車流的增加而增加。

2.5 經(jīng)濟(jì)效益分析

高速公路限速調(diào)整實(shí)施后，運(yùn)輸條件得到改善，車流平均速度提高，從而帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在節(jié)省旅客運(yùn)輸時間上。旅客節(jié)省在途時間價值的計算采用文獻(xiàn)[8]所述，具體見式(2)。

(2)

式中：Bk——旅客節(jié)省在途時間價值(萬元)；

Qk——公路的旅客周轉(zhuǎn)量(萬人公里)；

T——全程節(jié)省小時數(shù)(h)；

L——公路全長(km)。

表6 旅客節(jié)省在途時間效益計算表

表6說明，隨著小型客車流量的不斷增加，公路的旅客周轉(zhuǎn)量也隨著增加，旅客節(jié)省在途時間價值也不斷增加；由于2020年8月起實(shí)施限速調(diào)整，導(dǎo)致2020年該路段公路的旅客周轉(zhuǎn)量較2021年要低；當(dāng)限速調(diào)整方案明確時，旅客節(jié)省在途時間價值與旅客的人均國民收入和限速值出現(xiàn)調(diào)整的車型流量有關(guān)。

3 結(jié)語

(1)部分路段限速值提高后，小型客車的平均運(yùn)行速度V平均和V85較限速調(diào)整前出現(xiàn)增加；由于限速調(diào)整采用“大型車靠右”的策略，小型客車運(yùn)行效率的提高，卻導(dǎo)致大中型客貨車的平均運(yùn)行速度V平均和V85均有所降低。

(2)采用“大型車靠右”的策略后，無論是小型客車，還是大中型客貨車，運(yùn)行速度更為均一，交通流運(yùn)行更為平穩(wěn)，有利于交通安全；但導(dǎo)致小型客車與大型客貨車之間的速度差增大，當(dāng)在同一車道混行時，事故風(fēng)險增加。

(3)小型客車限速值提高并不會誘增交通事故發(fā)生，小型客車限速值提高后當(dāng)年全線月平均交通事故發(fā)生率出現(xiàn)了35.4%的降低。

(4)CO2、HC、CO和NOX等污染物年排放減少量隨限速值提高車型流量的增加而增加，旅客節(jié)省在途時間價值也隨著限速值提高車型流量的增長而增長。

(5)本文的限速方案調(diào)整前后，小型貨車的V85均超過限速值80 km/h，對交通事故影響不大，而且小型貨車廣大司乘人員要求對小型貨車進(jìn)行限速提高的愿望較為強(qiáng)烈，建議下一步針對小型貨車限速值的合理確定進(jìn)行分析和論證。