摘要：車(chē)速是道路安全運(yùn)營(yíng)管理控制的核心，當(dāng)前國(guó)內(nèi)限速方法普遍采用的設(shè)計(jì)車(chē)速限制法和85%分位車(chē)速限制法，這些方法不能有效的和高速公路聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，具有一定的缺點(diǎn)。本文建立了安全車(chē)速管理控制模型，采用了串行并行混合控制技術(shù)，其算法高效、直觀(guān)、切合實(shí)際，能夠讓車(chē)速安全管理和高速公路聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)緊密結(jié)合，為有效解決安全、效率的矛盾提供了一點(diǎn)思路。

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關(guān)鍵詞：車(chē)速 安全 聯(lián)網(wǎng)控制

車(chē)速管理是高速公路聯(lián)網(wǎng)控制中的重要內(nèi)容，對(duì)車(chē)速進(jìn)行有效的控制、管理也是提高道路運(yùn)營(yíng)安全性和運(yùn)輸效率的有效手段。道路交通運(yùn)行需要安全和有效兩者兼顧，但是安全、有效則又是道路交通系統(tǒng)面臨的一對(duì)矛盾。目前，我國(guó)高速公路的限制車(chē)速規(guī)定依據(jù)不充分、取值也不規(guī)范，有的高速公路甚至全線(xiàn)采用一個(gè)限制車(chē)速值。考慮到高速公路沿線(xiàn)不同的行車(chē)狀態(tài)變化，在全線(xiàn)采用一個(gè)不變的限速不僅不合理，同時(shí)也不利于運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和安全．因此，有必要討論高速公路安全車(chē)速的限制技術(shù)，使得高速公路車(chē)速管理能夠更好的融入高速公路聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中去。

超速行駛事故率高的原因在于，車(chē)輛的車(chē)速與平均車(chē)速的差值偏大，即車(chē)速分布越離散，事故率就會(huì)越高。大多數(shù)關(guān)于車(chē)速對(duì)事故影響的統(tǒng)計(jì)研究都認(rèn)為，車(chē)速提高將導(dǎo)致事故數(shù)量上升：另外，這些研究達(dá)成這樣一個(gè)共識(shí)，即車(chē)速對(duì)嚴(yán)重事故的影響要大于輕微事故。

目前，我國(guó)運(yùn)營(yíng)高速公路采用的限速方法一般有兩種：設(shè)計(jì)車(chē)速限制與85%分位車(chē)速限制法。近年來(lái)，道路交通管理部門(mén)逐漸意識(shí)到，選用設(shè)計(jì)速度作為限制速度是非常不合理的。

據(jù)我們的調(diào)查，大多數(shù)人認(rèn)為當(dāng)前高速公路及高等級(jí)公路中采用設(shè)計(jì)車(chē)速作為限制車(chē)速的標(biāo)準(zhǔn)是不當(dāng)?shù)?，特別是在新開(kāi)通的路段和車(chē)流量達(dá)不到運(yùn)量期指標(biāo)的路段， 限制車(chē)速使用設(shè)計(jì)車(chē)速時(shí)，認(rèn)為過(guò)于保守的人更多。對(duì)于這樣一種狀況，一旦確定路線(xiàn)的限制車(chē)速，大多數(shù)情況下，是無(wú)法更換或取代的。盡管道路設(shè)計(jì)者明知設(shè)計(jì)車(chē)速和限制車(chē)速的起點(diǎn)不同，且又互相聯(lián)系，但因?yàn)樵诼肪€(xiàn)開(kāi)通時(shí)，一般都用設(shè)計(jì)車(chē)速作為限速值，而各種安全設(shè)施的使用，車(chē)流量的實(shí)際了解，各種其它因素的明確，再通過(guò)實(shí)地觀(guān)測(cè)地定點(diǎn)單車(chē)自由流車(chē)速的85%分位車(chē)速作為修正限速值，實(shí)際難以辦到。

正是由于上述原因，道路設(shè)計(jì)人員無(wú)法參與從統(tǒng)計(jì)的角度加以修正限制車(chē)速的工作。導(dǎo)致當(dāng)前高速公路及高等級(jí)公路限速限值往往過(guò)低，造成許多駕駛員都反映在良好氣候路況以及比較安全的情況，即營(yíng)運(yùn)車(chē)速超過(guò)限制車(chē)速（使用設(shè)計(jì)車(chē)速）也不會(huì)造成不安全的情況下，仍然要用設(shè)計(jì)車(chē)速來(lái)確定限制車(chē)速的原因。

合理地限制車(chē)速是確保公路安全、高效運(yùn)營(yíng)必不可少的措施，確定車(chē)速限制值的方法有很多，各國(guó)的確定方法通常考慮下列因素：85%位車(chē)速、交通法規(guī)、安全狀況、道路兩側(cè)土地的開(kāi)發(fā)程度、停車(chē)和行人、交通量和車(chē)輛組成、設(shè)計(jì)車(chē)速、公眾意見(jiàn)、曲線(xiàn)的安全速度、可見(jiàn)度限制、路面特性和道路寬度、路肩類(lèi)型和寬度、交叉口數(shù)量、現(xiàn)有的交通控制設(shè)施以及平均車(chē)速。本文嘗試建立可變限速模型對(duì)路段進(jìn)行車(chē)速管理。

車(chē)輛在某一路段的限速需要從三個(gè)方面考慮：即各限速要素及其加權(quán)、各要素共同作用時(shí)采用的串并行控制關(guān)系以及車(chē)型加權(quán)等。因此，可變限速數(shù)學(xué)模型就是研究上述三個(gè)方面關(guān)系所建立的數(shù)學(xué)算式。

1）單純串行控制模型

為便于計(jì)算，單純串行控制的數(shù)學(xué)模型采用矩陣算式的形式。其基本思想是：首先由限速要素及其加權(quán)值進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算，得到一個(gè)限速基數(shù)值（限速標(biāo)量），再由限速標(biāo)量和車(chē)型限速加權(quán)矩陣進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算，得到限速矩陣，限速矩陣中各元素分別表示對(duì)應(yīng)車(chē)型的限速值。

單純串行控制的數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)是限速標(biāo)量大小與每個(gè)限速要素相關(guān)。其數(shù)學(xué)算式為：

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