高速公路限速设施对车辆运行及燃油效率影响研究

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1、高速公路限速设施对车辆运行及燃油效率影响研究第1章绪论1.1课题及研究背景自1998年以来，我国对公路建设采取积极的财政政策，每年用于公路建设的资金达到当年GDP的2%~3%，极大地加快了公路的建设速度。据统计，2009年我国公路总里程达到386.08万千米，仅次于美国（635万千米），居世界第二位[1]。然而，伴随着我国经济的高速发展，汽车拥有量的飞速增加，道路交通安全形势却日益严峻我国的交通事故死亡人数居世界第一，远高于欧美发达国家。交通事故的发生是交通参与者、道路、车辆、环境等多种因素综合作用的结果。其中，机动车驾驶员超速行驶导致的交通事故伤亡人数占事故伤亡总人数的比例很大

2、，对人的生命及财产安全构成了极大的威胁，对超速行驶现象的有效治理可以在很大程度上改善我国的道路交通安全状况。目前国内外对超速行驶现象的治理，主要是通过各种不同的速度管理手段，将车辆速度限制在一定的范围内，这样，在既能兼顾出行效率，又能提高其行车安全性。设置速度限制设施作为限制车辆行驶速度、保障行车安全主要的一种管理手段，如何对其制定合理的标准，一直是让世界各国道路运营者感到困扰的一个难题。速度限制影响到交通安全、运行效率、执法成本以及道路使用者的行为，其设施的设置标准应当具备一定的科学性与合理性。国内对这方面的研究尚处于起步阶段，目前还没有制定关于速度限制设施的标准体系，在执法过

3、程中，不同地区执行标准不能较好统一的现状在一定程度上阻碍了我国迈向和谐社会的进程。因此，根据我国的实际情况对公路速度限制设施进行相关研究，对于制定一套适合我国国情的、合理可行的速度限制设施设置标准是很有必要的。速度限制设施对运行效率和燃油效率的影响，需要基于我国的基本国情，对不同等级公路不同设施进行深入的探讨。这样才能为我国相关公路管理部门进行速度管理与控制提供科学、合理的依据，从而提高我国高速公路速度限制设施设置的科学性、合理性，进而改善我国公路的安全水平及运营状况。1.2研究意义及目标1.2.1研究意义我国加强高速公路建设的意义在于提高车速，使车辆快速流通，缩短物资交流周期，

4、使人民群众生活和工作快速、高效、便利。然而为了保障车辆运行安全，又采用多种速度限制设施来将车辆速度控制在一定的范围内，这在一定程度上影响了车辆的运行效率和燃油效率。交通运输业的发展会加快经济增长的步伐。但是，能源是经济发展的重要制约因素，在经济发展过程中，交通发展必然受到燃油的过多消耗的制约，以至于经济增长速度下降。按目前已探明的石油储量及石油需求的增长速度，全球石油储备在未来五十年内将会趋于枯竭。而我国经济持续保持高速增长，所面临的能源短缺问题也就更加严峻。据海关统计，2010年我国进口原油达2.4亿吨，对外依存度超过50%的警戒线，2020年我国石油年需求量将达到5.6至6.

5、0亿吨，对外依存度将超过65%。另外，汽车工业的发展，燃油消耗的增多，不仅会带来能源的短缺，还会对城市环境产生巨大的负作用[2]。在发展中国家，运输系统消耗的燃油占全国总体燃油消耗量的44%，其中公路运输消耗的燃油由占大约80％，可见交通运输系统所消耗的燃油在整个燃油消耗中占有相当大的份额。燃油消耗量在以每年36.9%增长率快速提高，而同期国民经济的增长率仅为5.1%；另外小汽车车拥有量的增长率为经济增长率的两倍。有研究分析，人均收入每增加1%，燃油消耗量会增加1.2%，而汽车的拥有量会增加1.65%。国外经验还表明，燃油价格的提高对燃油消耗量的影响作用并不明显，当燃油价格每增长

6、1%，燃油消耗量仅会减少0.4%，汽车拥有量只会下降0.6%[3]。总之，降低运输系统油耗对于国民经济的发展有着重要的意义。在经济发展过程中，必须确保燃油尽可能的利用。若对交通运输业管理不善，导致燃油过多消耗，必将会对经济的发展带来严重的后果。1.3国内外研究概况1.3.1国外研究综述公路速度限制设施对运行效率的影响，在国外的研究中主要表现为限速与运行速度的关系。1992年，美国国家高速公路交通安全管理部门（NHTSA）通过对18个州的速度数据分析发现，当限速值从55mile/h提高到65mile/h时，平均运行速度从60.4mile/h提高到64mile/h[4]。Burrit

7、t、Dart和Tofany等人均发现随着限速的降低，平均运行速度也发生幅度较小的降低[5]，Jernigan和Lynn发现随着NMSL从55mile/h提高到65mile/h，平均运行速度增加了2~7mile/h[6]。Fitzpatrick（2003）假设限速是确定运行速度的唯一因素，分别对不同功能的公路建立模型，通过一系列有关限速的回归方程预测运行速度，如图所示[7]。第2章高速公路限速设施分析常见的速度控制设施可以分为以下三种方式[23]：1、警示型警示方式包括有限速标志、