視距作為道路幾何線形設計的關鍵因素，
對道路交通安全有著至關重要的影
響。
為了行車的安全。
駕駛員應能隨時看到汽車前面相當遠的一段路程，
一旦發
現前方路面上有障礙物或迎面來車，
能及時採取措施，
避免相撞，
這一必須的最
短距離稱為行車視距
[1]
。其主要包括停車視距、會車視距、超車視距。目前世界
各國的科學家也在研究更合理的視距取值問題，並且在不斷的改善視距計算模
型，
其值也在不斷的改善以便更加符合實際情況。
由於會車視距通常認為是停車
視距的
1/2
，因此本文著重研究停車視距計算模型和超車視距計算模型。
2
視距計算模型
2.1
停車視距計算模型綜述
2.1.1
停車視距模型綜述
(1)
AASHTO
計算模型
[2]
美國
所提出的視距計算模型在許多國際被廣泛應用。
定
義停車視距為
“駕駛人員發現前方中心線有障礙物，
為了防止衝撞而制動剎車所
需要的安全距離。
”
的模型由三部分組成，即駕駛員反應時間內所行駛
的距離、開始制動到完全停止所需距離、距離障礙物的安全距離。公式如下式：
式中：
y
——
設計速度，
km/h
；
t
——駕駛員反應時間，
S
f
——路面附著係數；
g
——豎曲線縱坡，％；
0
——安全距離，一般取
5
～
l0m
。
(2) NCHRP
NCHRP
計
算
模
型
(National
Cooperative
Highway
Research
Program)
對
模型做了一些改進。它提出了更切合實際情況的減速度值，認為車輛
的減速度是逐漸增大到路面所提供的最大減速度的，
而不是立即以最大減速度進
行剎車。
計算的制動距離大於
公式中得到的距離，更符合實
際情況。
停車視距計算模型如式
(2-2)
a
減速度值，
m/s
式
(2-1)
(3)
RAS-L
[3]
德國在道路設計中的停車視距模型分為反應距離和制動距離，
反應距離的計
算與各國相同，
但反應時間分城內和城外兩種，
城外取值為
秒，
城內為
1.5
秒。
其制動距離模型見下式。
V
—
-
速度
(m/s)
s
——縱坡
(
％
)
——重力加速度
T
(V)
——路面縱向摩阻係數；
W
L
—汽車的空氣阻力
N
G
——汽車重力
(N)
(4) PVSD
[4]
PVSD(Preview Sight Distance)
即為保證行車安全駕駛員所預先應有的視距。
這個概念最早是由美國
和加拿大
TAC
分別提出的。
PVSD
模型主要考
慮了平曲線、豎曲線等線形條件以及實際的執行速度等因素提出的視距計算模
型。
這個模型對路線進行了分段來計算視距值，
分別從平曲線和豎曲線進行了計
算。
分為兩部分：切線部分的
和曲線部分的
切線上的
1
根據曲線型別和減速距離與緩和曲線長度的關係，
分三種情況計算
在
切線上的距離
包括駕駛員在反應時間內行駛的距離和開始減速時行駛距離的
一部分。
(2)
平曲線上的
平曲線上的視距分為兩種情況，
一種是隻有圓曲線的簡單平曲線，
一種是帶
有緩和曲線的平曲線
2.1.2
已有的停車視距模型的不足
計算模型的不足
模型作為基礎模型其應用較為普遍，中國目前規範中也採用該模
型來計算停車視距。
但是這種演算法還存在一些缺陷，
其不足主要存在於以下幾點：
首先採用的速度仍然是設計速度，
而忽視了執行速度的影響；
其次在考慮豎曲線
縱坡的影響時只考慮了單一縱坡，
而沒有考慮在兩個縱坡上行駛時的情況；
並且
選用的摩阻係數是以路面的附著係數來計算，
實際上在汽車制動時的減速度要小
於路面的摩阻係數，所以應該採取更加合理的摩阻係數值。
提出了減速度值的選取之後，
借鑑了這一更加合理的取
值，於
2000
年修改了原計算模型，引入了減速度值的概念。但
模型仍
然採用的是設計速度，並且基於平縱線形組合的模型還沒有得到切實的解決。
(3) PVSD
模型主要適用於圓曲線半徑在
500~2000
米得範圍內，還需要進一步
對不同的圓曲線半徑以及緩和曲線引數進行試驗研究。
在這個模型中建立了執行
速度模型，
但是該執行速度模型只考慮了平曲線半徑因素的影響，
對於其他因素
(2-3)
還沒有考慮進去。
比如書在平曲線和豎曲線組合路段時，
應用當前的執行速度模
型就不太準確了。
因為該模型只考慮了平曲線的半徑因素而忽視了豎曲線的縱坡
影響作用，所以對於執行速度的預測還有待進一步研究。
綜上，
由上述視距計算模型的分析和總結可以看出，
前三種模型都沒有應用
執行而直接使用設計速度計算，即便
模型提出使用執行速度的計算方法，
但是沒有執行速度的計算方法。
而執行速度對視距值的影響很重要。
這是因為在
道路條件比較好的情況下，
實際的行車速度往往要大於設計行車速度，
這就會造
成在一些情況下剎車距離增加而影響了行車安全。
2.2
超車視距模型
2.2.1
超車視距模型的計算
圖
超車過程示意圖
超車視距的計算採用三階段五距離法
[5]
。三階段即為壓線尾隨、加速行駛、
勻速行駛三個過程，而五距離如圖中所示的
D
、
3
超車
=
+
+D
2.2.2
超車視距模型存在的問題
與停車視距模型類似，在利用超車視距模型計算超車視距的時候，需要
確定圖中的
v
的值。很多研究將設計車速作為
的值，因此，在計算停車
視距的時候會存在由於設計速度與執行速度有較大差異而使得計算結果存在偏
差。
計算雙車道公路超車視距時
,
被超車汽車速度和對向來車速度
及車頭
間距
的確定尚需進一步研究。
2.3
決策視距
當公路上的每個點和路段必須設計成能提供安全停車視距的話，
在某些路段
上必須提供更大的視距，
允許駕駛員面對一個潛在的碰撞危險之前做出反應，
而
不是一個簡單的停車動作。在前面，我們已經列出了避免碰撞所需的反應時間。
基於因避免碰撞而做出的決策反應時間的視距就是所謂的決策視距。在
中規定在交叉口必須採用決策視距，因為那些地方常常發生偶然的或
意料不到的事件。
在橫斷面處的變化如車道的增減、
收費站廣場和一些充斥著視
覺汙染的地方（例如，控制設施，廣告，道路的自然環境）也得采用決策視距。
d
V*
tr
tm
—適當避免措施的反應時間
,s
—制動時間，
—速度
中建議的反應時間為
14.5s
允許駕駛員面對複雜的道路和改變速
度。
這個決策視距是以假設最糟的情況以至於需要停車。
這時候的決策視距模型
視距作為道路幾何線形設計的關鍵因素，
對道路交通安全有著至關重要的影
響。
為了行車的安全。
駕駛員應能隨時看到汽車前面相當遠的一段路程，
一旦發
現前方路面上有障礙物或迎面來車，
能及時採取措施，
避免相撞，
這一必須的最
短距離稱為行車視距
[1]
。其主要包括停車視距、會車視距、超車視距。目前世界
各國的科學家也在研究更合理的視距取值問題，並且在不斷的改善視距計算模
型，
其值也在不斷的改善以便更加符合實際情況。
由於會車視距通常認為是停車
視距的
1/2
，因此本文著重研究停車視距計算模型和超車視距計算模型。
2
視距計算模型
2.1
停車視距計算模型綜述
2.1.1
停車視距模型綜述
(1)
AASHTO
計算模型
[2]
美國
AASHTO
所提出的視距計算模型在許多國際被廣泛應用。
AASHTO
定
義停車視距為
“駕駛人員發現前方中心線有障礙物，
為了防止衝撞而制動剎車所
需要的安全距離。
”
AASHTO
的模型由三部分組成，即駕駛員反應時間內所行駛
的距離、開始制動到完全停止所需距離、距離障礙物的安全距離。公式如下式：
式中：
y
——
設計速度，
km/h
；
t
——駕駛員反應時間，
S
；
f
——路面附著係數；
g
——豎曲線縱坡，％；
S
0
——安全距離，一般取
5
～
l0m
。
(2) NCHRP
計算模型
NCHRP
計
算
模
型
(National
Cooperative
Highway
Research
Program)
對
AASHTO
模型做了一些改進。它提出了更切合實際情況的減速度值，認為車輛
的減速度是逐漸增大到路面所提供的最大減速度的，
而不是立即以最大減速度進
行剎車。
NCHRP
計算的制動距離大於
AASHTO
公式中得到的距離，更符合實
際情況。
NCHRP
停車視距計算模型如式
(2-2)
。
式中：
a
——
減速度值，
m/s
2
。
式
(2-1)
式
(2-2)
(3)
RAS-L
計算模型
[3]
德國在道路設計中的停車視距模型分為反應距離和制動距離，
反應距離的計
算與各國相同，
但反應時間分城內和城外兩種，
城外取值為
2
秒，
城內為
1.5
秒。
其制動距離模型見下式。
式中：
V
—
-
速度
(m/s)
；
s
——縱坡
(
％
)
；
g
——重力加速度
(
m/s
2
)
；
f
T
(V)
——路面縱向摩阻係數；
W
L
—汽車的空氣阻力
(
N
)
；
G
——汽車重力
(N)
；
(4) PVSD
計算模型
[4]
PVSD(Preview Sight Distance)
即為保證行車安全駕駛員所預先應有的視距。
這個概念最早是由美國
AASHTO
和加拿大
TAC
分別提出的。
PVSD
模型主要考
慮了平曲線、豎曲線等線形條件以及實際的執行速度等因素提出的視距計算模
型。
這個模型對路線進行了分段來計算視距值，
分別從平曲線和豎曲線進行了計
算。
PVSD
分為兩部分：切線部分的
PVSD
和曲線部分的
PVSD
。
(1)
切線上的
S
1
根據曲線型別和減速距離與緩和曲線長度的關係，
分三種情況計算
PVSD
在
切線上的距離
S
1
包括駕駛員在反應時間內行駛的距離和開始減速時行駛距離的
一部分。
(2)
平曲線上的
S
2
平曲線上的視距分為兩種情況，
一種是隻有圓曲線的簡單平曲線，
一種是帶
有緩和曲線的平曲線
[2]
。
2.1.2
已有的停車視距模型的不足
(1)
AASHTO
計算模型的不足
AASHTO
模型作為基礎模型其應用較為普遍，中國目前規範中也採用該模
型來計算停車視距。
但是這種演算法還存在一些缺陷，
其不足主要存在於以下幾點：
首先採用的速度仍然是設計速度，
而忽視了執行速度的影響；
其次在考慮豎曲線
縱坡的影響時只考慮了單一縱坡，
而沒有考慮在兩個縱坡上行駛時的情況；
並且
選用的摩阻係數是以路面的附著係數來計算，
實際上在汽車制動時的減速度要小
於路面的摩阻係數，所以應該採取更加合理的摩阻係數值。
(2)
NCHRP
計算模型的不足
NCHRP
提出了減速度值的選取之後，
AASHTO
借鑑了這一更加合理的取
值，於
2000
年修改了原計算模型，引入了減速度值的概念。但
NCHRP
模型仍
然採用的是設計速度，並且基於平縱線形組合的模型還沒有得到切實的解決。
(3) PVSD
計算模型的不足
PVSD
模型主要適用於圓曲線半徑在
500~2000
米得範圍內，還需要進一步
對不同的圓曲線半徑以及緩和曲線引數進行試驗研究。
在這個模型中建立了執行
速度模型，
但是該執行速度模型只考慮了平曲線半徑因素的影響，
對於其他因素
式
(2-3)
還沒有考慮進去。
比如書在平曲線和豎曲線組合路段時，
應用當前的執行速度模
型就不太準確了。
因為該模型只考慮了平曲線的半徑因素而忽視了豎曲線的縱坡
影響作用，所以對於執行速度的預測還有待進一步研究。
綜上，
由上述視距計算模型的分析和總結可以看出，
前三種模型都沒有應用
執行而直接使用設計速度計算，即便
PVSD
模型提出使用執行速度的計算方法，
但是沒有執行速度的計算方法。
而執行速度對視距值的影響很重要。
這是因為在
道路條件比較好的情況下，
實際的行車速度往往要大於設計行車速度，
這就會造
成在一些情況下剎車距離增加而影響了行車安全。
2.2
超車視距模型
2.2.1
超車視距模型的計算
圖
1
超車過程示意圖
超車視距的計算採用三階段五距離法
[5]
。三階段即為壓線尾隨、加速行駛、
勻速行駛三個過程，而五距離如圖中所示的
D
0
、
D
2
、
D
0
、
D
0
、
D
3
。
S
超車
=
D
0
+
D
2
+
D
0
+
D
0
+D
3
。
2.2.2
超車視距模型存在的問題
(1)
與停車視距模型類似，在利用超車視距模型計算超車視距的時候，需要
確定圖中的
v
0
、
v
1
的值。很多研究將設計車速作為
v
1
的值，因此，在計算停車
視距的時候會存在由於設計速度與執行速度有較大差異而使得計算結果存在偏
差。
(2)
計算雙車道公路超車視距時
,
被超車汽車速度和對向來車速度
v
1
及車頭
間距
D
0
的確定尚需進一步研究。
2.3
決策視距
當公路上的每個點和路段必須設計成能提供安全停車視距的話，
在某些路段
上必須提供更大的視距，
允許駕駛員面對一個潛在的碰撞危險之前做出反應，
而
不是一個簡單的停車動作。在前面，我們已經列出了避免碰撞所需的反應時間。
基於因避免碰撞而做出的決策反應時間的視距就是所謂的決策視距。在
AASHTO
中規定在交叉口必須採用決策視距，因為那些地方常常發生偶然的或
意料不到的事件。
在橫斷面處的變化如車道的增減、
收費站廣場和一些充斥著視
覺汙染的地方（例如，控制設施，廣告，道路的自然環境）也得采用決策視距。
d
=
V*
(
tr
+
tm
)
式中：
tr
—適當避免措施的反應時間
,s
tm
—制動時間，
s
V
—速度
(m/s)
AASHTO
中建議的反應時間為
14.5s
允許駕駛員面對複雜的道路和改變速
度。
這個決策視距是以假設最糟的情況以至於需要停車。
這時候的決策視距模型