车速与交通事故关系及速度控制技术探讨
在法律和国家标准的框架下进行合理的速度控制措施,从而求得交通安全与交通效益的最大公约数,才是我们应当追求的目标
导语:车速是导致交通事故发生和加重事故后果的重要因素。所谓“十次事故九次快。”因此,在预防事故的各类措施中,压降车速始终是主要举措之一。事实证明,在速度控制措施发挥有效作用的路段,事故的发生率有效降低(见下表):
注:以上数据是根据英国交通部对56个村庄在1992年到1997年之间的主干道上交通静化措施和事故情况后得出的,原文是用英里,为方便理解,换算成公里。
但就速度控制技术本身而言,其对事故预防的作用大小,以及对驾驶行为和通行效率的影响,以及使用何种速度控制技术,才能达到想要的目标,是本文想加以探讨的问题。
一、为何要对车速进行控制
1.1事故原因大多与超速相关
从对交通事故的原因分析来看,超速行为在所有事故中被认定与事故有直接关系的占比为30-40%,在致死交通事故中,有超速行为的约占事故的50%。而且超速行为发生率与流量和道路条件呈现正相关,即流量越低,道路条件越好,超速行为就越多发。
1.2事故造成的后果与车速相关
根据动能公式,能量 Ek=1/2mv²,速度v越高,撞击动能越大;车辆自重m越大,撞击动能也越大。而且车速由于是平方关系,因此,车速增加会导致撞击动能大幅度增加。ETSC数据显示:行人被50km/h的车辆撞击,死亡率约为10%,而被80km/h的车辆撞击,死亡率升至50%。
1.3超速导致制动距离延长
根据制动原理,制动距离d=v²/2µg(v:初速度,µ:轮胎与路面的摩擦系数,g:重力加速度),在摩擦力固定的条件下,初速度越高,制动距离越长。以干燥路面为例,车速从50公里/小时紧急制动到驻停状态,制动距离为12.5米,而车速从100公里/小时紧急制动到驻停状态,所需要的制动距离为50米。
1.4超速造成的人因缺陷
人的视野会随着相对速度变化而变窄,也就是通常所说的“隧道视觉”现象。研究表明,大多数目标是在距离视线不到15°的区域被发现的,而随着车速的增加,视锥或“有效视野”就会越窄,之所以高速行驶的车辆会撞上几百米外过马路的人,很多时候的确是因为他们的视锥范围过窄,根本没注意到从侧面进入的行人。同时,高速行驶往往会伴随驾驶员的肌肉紧张、心跳加快和肾上腺素分泌升高,极易导致疲劳,长时间高速行驶容易导致风险感知降低,突发情况时容易导致错误操作。
二、速度控制的依据
2.1法定限速
表1
2.2 行业标准
住建部的《城市道路交通工程项目规范》(GB55011-2021)以及交通运输部制定的《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)、《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)是关于城市道路和公路两类道路的设计速度的技术标准。
表2
表3
此外,国家质监总局和标准化管理委员会发布的《道路交通标志和标线第五部分:限制速度》(GB5768.5-2017),对不同条件下限制速度作出了规定。
三、控制速度分类标准
在以上法律法规和国标、行标的支持下,不同类型的道路可以根据其使用功能从设计到管理措施各个环节对限速值进行明确。基于工程或者管理的角度,有以下几种标准:
3.1设计速度:是道路的几何设计(包括平曲线半径、纵坡、视距等)所采用的行车速度。也是道路限速值的主要依据。从国外经验来看,对于新开通的道路,可以将设计速度作为限制速度的标准,但应当根据事故情况、车辆运行速度、运行车辆构成等情况进行观测修正,及时对限制速度值进行调整。
3.2运行速度:指当交通处于自由流状态且天气良好时,驾驶员操作车辆的速度,通常采用路段某断面或特征点上测定的第85%位速度(V85)。运行速度一般是高于设计速度的,但却是更接近于实际运行条件的,因此更适合作为限速值,如果与设计速度偏离值过大,意味着应当提高道路的安全设施等级或者考虑采取更严格的限速措施。
3.3建议速度:在一段道路上根据道路的设计、交通特征和环境条件等,建议车辆的行驶速度。建议速度一般用来配合其他交通措施如绿波带,并不具有强制意义,在大流率道路上也不具有实际意义,建议速度不得高于该路段的限速值。
3.4限制速度:执法部门根据道路功能、环境差异或者要保障特定地点的安全而对一段道路进行限速。一般有两种方式,一是对区间内平均车速进行限制;另一种是在该区间内的任一地点进行限速。
3.5分车型、分车道限速:作为提高道路使用效率,保障某些特定类型的车辆安全的措施,除法律明文规定的限速要求外,通常按车型划分的车道以公路上居多,这种限速细分虽然有效弥补了设计速度对车型的笼统对待,但也存在操作性不强的局限。
四、速度控制中容易忽视的问题
如何确定道路的限速值,是否应当设置限速措施,该采取何种限速措施,应当有一套完整的流程和规范科学的方法,但在现实中存在相当多的误区和不规范的情况,造成的结果就是由于不具备可操作性和强制力,使得超速行为成为普遍现象。
4.1是不是所有的道路都应当限速?
道路是为车辆服务的,或者说,是为道路使用者服务的。之所以限速,是为了提供更加安全的服务。道路是否安全,最终取决于道路使用者的感受。如果驾驶人以他所期望的车速驾驶车辆,而且事实上以这种车速极少发生事故,我们就可以推断它就是这位道路使用者的安全车速。如果大部分驾驶人都以这种车速行驶,我们也可能推断这条道路的安全车速就是这个车速。但由于驾驶人的个体差异,对安全车速的认知与个人的驾驶经验、驾驶技能和车辆本身的性能而不同,道路本身的安全水平以及与其他交通参与者互动中产生的冲突也是不可预见的因素,如果没有一个可依据的最高速度标准,将导致高风险的超速驾驶行为威胁到他人安全而无法衡量和处罚。限速的目的在于杜绝危险的超速行为,是一种少数人因冒险导致的罔顾自身和他人安全的行为,而不是大部分受过专业驾驶培训和具有正常安全认知的人都会违反的行为。从这一点来看,所有道路都应当进行速度控制。关键在于,如何合理确定限制速度值,以及如何采取有效速度控制措施。《道路交通法》中对“没有限速标志的路段,应当保持安全车速。”的规定,实际上赋予了对所有道路规定“安全车速”的法律地位。
4.2设置固定限速值的困境
道路的设计速度往往在建设之时就确定,除因地形环境等不可变因素作为参考依据外,道路流量的变化导致的离散程度是无法准确预估的,也并非一成不变的。更多情况下,在一条新路刚开通时,由于驾驶习惯的原因,其交通流量有一个由少到多的过程,而驾驶员往往根据车头时距的大小来调整行车速度,如果达到自由流的状态,他往往会以运行车速,或者以他自己所期望的安全车速来行驶。《交通工程手册》(ITE第七版)的观点是设计速度的选择应鼓励驾驶人驾驶车辆的方式与公路或街道预期的功能相一致。随着新开通道路的车流量增加,运行速度逐渐降低,直到接近或者低于设计速度水平。不仅是新开通道路,其他道路也有流量的波动特点,相应地,运行车速也会随之变化。大多情况下,如果没有限速设备的控制,这个变化幅度会基本与车辆的离散程度呈正相关。除此以外,时、空、车型的不同也与安全速度紧密相关。晴雨雪雾、白天和夜晚、有无路灯照明,大车或者小车、摩托车,不同情况下安全车速值可能相距甚远。由此看来,设置固定的限速值既违反驾驶人预期,也容易与实际道路条件脱节。
4.3设置限速值应当考虑的因素
4.3.1以设计车速为基础,以运行车速为最高值,综合考虑道路功能、道路环境、历史事故等因素。
4.3.2是否存在需要特殊保护的路段,如学校、桥梁、隧道、弯道、窄路、长坡等,在这些重点路段,应当设置不高于设计速度的限速值。
4.3.3相邻道路及同类型道路限速值的匹配和一致性。
4.4设置限速标志的不合理例子:
4.4.1不同的道路设置相同的限速,既不考虑不同道路不同的道路功能、流量情况、道路环境等因素,也不考虑同一道路不同路段的差异性;
4.4.2在特殊保护的路段结束后不设置解除限速或者重新设置限速标志,或者特殊保护路段远长于受保护的设施区间;
4.4.3道路流量、环境、功能发生变化而限速值却长期不变;
4.4.4限速标志难以被驾驶人发现,或者限速标志的间距远长于法定标准。
表4: 标志间最大距离表
4.4.5设置20公里、10公里甚至5公里等不合理的限速值;
4.4.6相同路段断崖式(超过30公里/小时)设置不同的限速值。
以上情况,几乎随处可见,构成普遍性的滥用限速标志的现象,其结果就是“超速行为”的普遍化,和因“超速”造成的事故普遍化,几乎每一起事故,事故处理人员只要认为有必要,就去做一个车速鉴定,只要超过限速标志规定的最高值,就可以将超速作为造成事故的成因之一并追究当事人的责任。
五、如何正确设置限速标志
正确设置限速标志,其意义在于使驾驶人能明确知晓所行驶道路的限速标准,更在于该限速值能接近或达到理性驾驶人所预期的安全车速,同时,在对历史事故的分析中,高于该限制车速造成的事故明显大于低于该车速所造成的事故。在GB5768.5-2017中有具体方法,笔者想补充的是包含几条建议的措施:
5.1运用模型工具确定限速值。从微观分析的角度,车头时距是反映交通流的直接指标。一般来说,车速越高,车头时距越大,车速越低,车头时距越小。与此相应的就是该段道路上的车辆密度,也就是道路通行流量的大小。由于速度和密度具有反比关系,根据格林希尔治模型研究表明,道路通行效率是一个类似抛物线的关系:速度越高通行量越大,但过了一个临界点后,速度越高通行量反而下降,因为车头时距也相应增加了。因此,这个临界点的速度是最合适的速度。道路通行能力还受到车道数、路侧干扰、路口数量等因素的影响,在决定对路段速度控制时,首先要搞清楚这个路段的最佳通行速度是多少,如果预设的限速值低于这个速度,说明这个限速值是不合理的。限速标志应当具有引导驾驶人采取合理速度以提高通行效率的功能。
5.2以道路等级为标准统一设置相同的限速值。如高速公路不高于120公里、一级公路和城市快速路不高于80公里,二级公路和城市主干道不高于70公里,二级以下公路和城市次干路及支路不高于50公里,尽量取上限。
5.3对路侧干扰较小的路段,进行速度数据采集,运用《道路交通标志和标线第5部分:限制速度》(GB5768.5-2017)的方法确定第85%位速度,并作为限速值。
5.4有分车道行驶条件的路段,采取分车型限速,但要满足各行其道的要求,避免相互干扰。
5.5特殊保护路段单独设置限速,但必须及时解除限速,且不宜与该路段速度差高于20公里/小时。
5.6对于历史事故多发的路段,结合事故原因中车速造成的影响程度,综合采取其他改善措施,不能仅仅靠降低限速值来替代其他措施。
5.7每五年对限速标志合理性作一次重新评估,对车流、环境有明显改变的,予以重新设置限速值。
六、可行的其他车速控制手段
运用车速控制手段并不仅仅为了预防事故的需要,作为交通控制手段的一种,速度控制也可以服务于道路功能的实现,即在安全的前提下,实现交通流的连续不间断。而交通流的质量,体现在不同的道路使用者能互不干扰地完成各自的出行任务。交通事故体现的是道路使用者之间的冲突,而车速只是造成冲突的诱因之一。低速运行的交通流当然很难发生大的事故,但同时带来出行成本和环境成本的增加也许更让人难以接受。不能把车速控制作为事故预防的万金油,也不能把限速标志作为速度控制的唯一手段,要科学评估,精准施策,在最需要速度控制的地方,使用最有效的控制手段,才是保障安全与畅通双赢的正确路径。
6.1推广使用车辆车速限制系统。就象车辆的防抱死系统(ABS)和制动力分配系统(EBD)一样,作为一种主动安全性系统,车速限制系统用于限制车辆的最高行驶速度。通过电子控制,系统能够对发动机输出进行调节,确保车辆不超过设定速度。通过读取GPS数据实时获取路段限速信息,并强制车辆保持安全车速运行。对于高危车型如公路客车、旅游客车、危险货物运输车、校车等可优先推广。
6.2推广测速执法设备。运用测速设备是控制速度最有效的手段,也是法律许可的执法手段,目前,国内外广泛使用的测速执法设备主要有雷达、激光和感应线圈测速三种类型。
表5 三种类型测速设备功能特点及适应性比较
《关于规范查处机动车违反限速规定交通违法行为的指导意见》(公交管【2013】455号)对测速取证设备的设置规范、处罚标准、道路限速值都作出了明确要求,其中对所测路段的限速值要求综合考虑以下因素:
1)道路设计速度;
2)道路线形条件、路侧环境影响、沿线设施;
3)机动车安全运行速度(第85%位速度)
4)道路交通流量及车辆类型构成;
5)道路交通违法和交通事故情况。
《英格兰自动测速抓拍手册》要求,确定测速执法路段时,繁忙路段的85%位车速要高于测速限值,而非繁忙路段的85%位车速要至少比测速限值高5英里/小时(约10公里/小时)。国内外的对测速点和测速限值的要求均体现了防止执法部门滥用测速手段的态度。
6.3减速设施降速。
6.3.1标线减速。包含横向减速标线和纵向减速标线。《城市道路交通标志和标线设置规范》(GB 51038-2015)及《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2017)对设置条件作出了具体规定。但在实际使用过程中,由于受到标线厚度和易磨损的影响,减速效果不明显。建议可配合突起路标使用。
6.3.2垂直速度控制设施。通过凸起路面设置强制车辆在经过时减速。是交通静化措施的一种,高等级道路上不适用。《公路交通安全设施设计细则》对减速丘的设置有明确规定,但城市道路并无设置垂直速度控制的标准。现实中多有设置橡胶或刚质减速垄的做法,虽然减速效果明显,但由于没有设置标准,容易引起滥用,同时对二轮类车辆并不友好,有安全隐患。这种方法仅适用于于流量较小的社区或村级道路,不建议在城市主次干道或国省干线上使用。
6.3.3水平速度控制设施。与垂直速度控制设施不同的是,它使用改变道路线形或者使用障碍设施的方式迫使驾驶人因不得不蛇行转向而降低速度,如中心线横向偏移、小型交通环岛、路缘突出块、减速弯道等方法,已成为西方常用降速措施。
6.3.4运用人因原理减速。利用人的生物性特点,采取视觉手段反馈速度信息,使驾驶人主动降速。如使用车道线收窄车道,减少行道树间距,用较短的车道分界线、使用有视觉冲击力的路侧标语或图案等。
总之,速度控制技术是一门需要兼顾驾驶体验、通行效率和交通安全的综合性手段,一方面,一味强调速度在引发事故中的作用,而不通过科学规范的方法分析速度与事故的关系,将导致控制速度措施的滥用,最终不仅起不到效果,还会产生人们对限速措施的漠视和对管理部门处罚超速违法是逐利而为的诟病;另一方面,真正应该采取速度控制的区域,却因为设置的不合理、不规范而达不到应有的效果。在法律和国家标准的框架下进行合理的速度控制措施,从而求得交通安全与交通效益的最大公约数,才是我们应当追求的目标。
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