導語：在上一期《限速的含義及美國設定限速的相關規定》中，我們初步了解到美國設定限速的一些相關規定，那麼，在美國，決定限速的要素包括哪些？採用哪些方法來設定限速？今日言究社繼續為您帶來公安部道路交通安全研究中心特約專家、美國資深交通工程師樑康之的分析。

一、駕駛人對道路的期望與需求

除了速度方面的期望以外，駕駛人還在工程、教育、執法、救援等方面有一定的期望，具體如下：

♦期望及時得到關於限制速度的資訊。不僅是通過路側限速標誌獲取資訊，在進入行車環境後就能大致了解該路段的限速情況；

♦期望設定的限制速度與周邊的駕駛環境相符合；

♦期望有穩定連續的速度區段，以便平穩駕駛，而不是速度忽高忽低；

♦期望周圍其他車輛的行駛速度基本相同；

♦期望有安全的行駛間距；

♦期望道路暢通。

概括地說，駕駛人期望有“舒適”的駕駛速度、明確清晰的資訊以及合適的反應時間。

二、決定限速的要素

1、兩種不同狀況的道路

在決定限速時，首先要面對的就是兩種不同狀況的道路：新建道路與現有道路，現有道路又分為交付運營道路和需改造道路兩種。道路狀況不同，決定限速的因素也相應不同。

在新建道路上如何決定限速？一般是根據指定設計速度，推斷設計速度和目標速度三者來設定限制速度。

在交付運營道路或需改造道路上如何修改限速？一般是根據工程調查來對限制速度進行修訂。

2、設定限速需考慮的關鍵因素

♦設計速度（Design Speed）：

根據美國2018年版《公路和街道幾何設計政策》（A Policy on Geometric Design of Highways and Streets）所給出的定義，設計速度是用於確定道路各種幾何設計要點的選定速度，其中，“幾何設計要點”一般指的是彎道，包括水平曲線和豎直曲線，前者指道路拐彎，後者指上下坡。水平曲線的限速由其彎道半徑和外超高決定，豎直曲線的限速由坡道停車距離決定。

所選擇的設計速度應該符合合理的需求，包括：預期的執行速度、地形、相鄰的土地利用、共用模式以及高速公路的功能分類。其中，共用模式指的是行人、非機動車和其他一些特種車輛，如大型卡車、大型公車輛等是如何分配使用同一道路平面的。

美國聯邦公路局的另一本有關速度的手冊《速度概念：資訊引導》（Speed Concepts: Informational Guide）中，設計速度被定義為“指定的設計速度在公路設計中明確使用的最小值”，比如水平曲線半徑和視距。舉例來說，在某個困難路段設計水平曲線半徑時所取的不低於設計速度的最小值，就是該路段的設計速度。當然，反過來說，該最小值就是設計速度的最大值。

♦推斷設計速度（Inferred Design Speed）：

上面提到的《速度概念：資訊引導》這本手冊還提出了一個叫做“推斷設計速度”或“判斷設計速度”的概念（這個術語是筆者從英文直接翻譯過來的，此前國內似乎還未有人用過），它的含義是“在特定的地段，滿足所有設計速度相關條件臨界點的最大速度”。

推斷設計速度僅用於根據（指定的）設計速度得出的規範規定的特徵和元素（如垂直曲率、視距、超高），是在特定道路區段上滿足所有設計速度相關規範關鍵值的最大速度。當實際值不同於規範限制值時（最小值或最大值），道路特徵的推斷設計速度將不同於指定的設計速度。

彎道半徑和超高組合的推斷設計速度是對於設計的超高率和推斷設計速度不超過以速度為基準的側向摩擦係數限制的最大速度（通過反覆迭代確定）。也就是說，外超高與車速之間呈正相關係，但由於車輛在超高路段上行駛時會向內側滑，因此需要超高的高度設定一定要避免車輛側滑情況的發生。此外，車輛是否側滑與路段所在地區的自然條件也有一定關係，例如，在冬天不下雪的美國南方，超高可以設定的高一點，在冬天下雪、地面易結冰的美國中部或北部，超高就要設定的低一點，避免車輛側滑。總之，我們需要在超高的設定高度與車輛側滑的發生概率之間尋找到合適的臨界值。

水平曲線的推斷設計速度可能受到水平曲線內側視線障礙物的水平偏移限制。就是說，當車輛在水平曲線的彎道上行駛時，其視線會隨著曲率偏移而發生變化，所以它其實是動態的，這時就不能用靜態的設計速度來進行衡量了。

垂直曲線的推斷設計速度則要求停車視距不超過可用停車視距的最大速度。車輛在下坡行駛時，停車視距是動態的，處於不斷變化之中，因此需要找到停車視距的最大值，該取值好於靜態的設計速度值。

此外，推斷設計速度也可能受到車道寬度和平均每日交通量的組合限制。因為推斷設計速度是動態的，所以它可以大於、等於或小於指定的設計速度。一般來說，大於的情況多一些，小於的情況少一些。

圖1：速度曲線示例

圖1是在某路段上進行的各型別限制速度的比較實驗，即彙總某條道路從設計、建造、運營各階段的資料並加以疊加所得出的結果。上方的黑色粗線是推斷設計速度，中間的點線是設計速度，下方的兩條淺灰線是第85百分位數速度與第15百分位數速度，淺灰線中間的線是兩條曲線的中間速度，下方的灰色虛線是標誌限制速度，即公佈的限制速度。通過對圖1的研究可得出圖2。

圖2：不同情況下各種速度之間的關係

圖2左上圖是“概念上理想的速度關係”，包含了指定設計速度和限制速度，意圖說明理想狀態下的限速應該是多少。限制速度一般不能等同於指定設計速度，因為這兩者之間通常需要預留一個安全值。在不考慮駕駛人、區段、出入口數量等因素的前提下，指定設計速度減去5或10就能得出限制速度。當然，這隻適用於美國的洲際公路。這是最簡單、最理想的情況。

圖2右上圖是“設計過程考慮的典型速度關係”。在設計過程中綜合考慮這些典型的速度關係（即規劃中對於典型道路的設計速度）以後，能夠看出指定設計速度和推斷設計速度的大致關係：推斷設計速度在多數情況下都會高於設計速度，因此，最好的情況是限制速度處於設計速度與推斷設計速度之下，即低於設計速度和推斷設計速度。這意味著即使駕駛人駕車時超速，也不會產生太大的安全問題。

圖2左下圖是“低速和中速設計速度的關係”。在低速道路上，推斷設計速度會稍微超過設計速度，因為低速道路通常處於學校、居民區或商業區，期望的執行速度不超過推斷速度。道路設計者在設計時就應考慮如何實現這一點。

圖2右下圖是“根據實際執行速度而提高速度限制的關係”。它用於衡量道路執行一段時間後道路限速是否合理。道路限速可能高於指定設計速度、低於推斷設計速度。這是在一些道路執行過程中實際的車輛執行速度。經交通工程調查認為當第85百分位數速度高於設計速度，同時並沒有產生與速度相關的事故時，提高限速可以提高效率和安全。

♦目標速度

雖然我們在設計限速時採用了推斷設計速度，但實際中仍然不能達到既保障安全又保證效率的目標，因此美國國家公路與運輸協會（AASHTO）在2018年綠皮書中提出了“目標速度”的概念。其實關於目標速度的理念在十幾年前就已出現，但一直未在設計政策中提出。

概言之，所謂目標速度指的就是道路建成後的限制速度，具體而言，它指的是車輛在特定環境中通行的最高速度，與鄰近土地使用產生的多模式（如非機動車、電動車等）道路執行活動保持一致，為機動車輛提供機動性，為行人、騎單車者和公交乘車人提供安全的道路環境。目標速度應作為設定的限制速度。在某些司法管轄區，限制速度是根據道路上測量的速度確定。在這些情況下，非常重要的一點是道路環境設計要保證實際執行速度等於目標速度。

在道路設計過程中，應在較長的直線、很容易超速的路段設定一些諸如彎道、縮減車道寬度或路邊的變換等“小障礙”，使車輛速度降低；在條件較為困難的路段則應儘量使車速提高至與目標速度一致的程度。所以，以前的道路設計只關注彎道、困難地段這樣的難點，現在則不但要關注這些難點，還要關注容易超速的那些路段，不讓車輛在這些路段超速。

三、設定限速的方法

一般來說，有四種設定限速的方法，分別為工程方法、專家系統方法、最佳優化方法、傷害最小化或安全體系方法，實際中較為常用的方法是第一種和第二種。

♦工程方法：按照交通工程學原理對道路基礎設施條件和交通狀況，例如行人穿越道路、中間隔離帶等，進行調查分析，綜合考慮各項因素制定限速。工程方法又分為兩種：一是執行速度法，即以第85百分位數速度為基準點設定限制速度；二是道路風險法，即以道路功能分類和設計引數為基準設定限制速度。該方法多用於省道、國道的限速。

♦專家系統方法：由計算機程式設定限制速度，該程式由美國聯邦公路管理局編寫，電腦利用程式裡儲存的知識庫和特定的條件資料分析模擬道路條件和交通狀況，進行判斷，得出最合適的限制速度。該方法適用於城市道路限速。

♦最佳優化方法：以減少運輸的社會總成本為目的來設定限制速度。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、交通噪聲和空氣汙染等因素。據美國聯邦公路管理局的相關記載，目前尚未有國家採用這種方法設定限速。

♦傷害最小化或安全體系方法：根據可能發生的碰撞型別，撞擊力產生的結果以及人體對這些力的耐受性來設定限制速度。一些北歐國家和紐西蘭採用這種方法設定限速。該方法適用於低速度的居民區、商業區或者一些城市道路。

四、限制速度的交通工程評價

限制速度的交通工程評價包括五個步驟：首先，查閱道路的環境，特徵，條件和交通特性；其次，在理想的天氣和車輛行駛自由流動的交通條件下，沿道路選取一個或多個點，觀察和測量能夠反映該路段執行狀況車輛行駛的點速度；第三，分析資料以確定平均值和第85百分位數的行駛速度和其他速度特徵；第四，查詢和分析該路段3-5年內的事故記錄歷史；最後，駕駛車輛上路進行檢查，以便及時發現駕駛中可能發生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，主要分析以下三種速度數值：第85百分位數速度、平均速度、10英里/小時配速。

那麼，美國如何根據上述資料確定限速呢？圖3反映了美國州政府和地方政府在確定限速時考慮的各類因素比例。絕大多數州政府都根據第85百分位數速度來制定限速，地方政府考慮的其他因素多一些，其中事故記錄、行人量是考慮比較多的因素。

圖3：美國州政府和地方政府確定限速時考慮的各類因素佔比

根據馬里蘭州州政府《統一交通控制設施手冊》（MUTCD——MD）的規定，限速通常最好設定在第85到第90百分位數範圍內，以正確反映最大安全速度。通常在這個範圍內事故率最小。

需要注意的是，速度區域（法定限制速度除外）只能在根據交通工程實踐進行的工程研究的基礎上建立。工程研究應包括對自由流動車輛當前速度分佈的分析。限速設定區域的長度應該儘可能長，並且與道路環境和交通狀況保持一致。限制速度區段長度主要根據車輛行駛的特點和限制速度值的高低而定，一般不應小於0.5英里（0.8公里）。

圖4：限速區段最小距離

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√ 美國如何安裝限速標誌？

√ 安裝限速標誌時需遵循哪些原則？

√ 限速標誌應安裝在哪些位置？

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