城市车辆速度对道路交通影响的评估

1、城市车辆速度对道路交通影响的评估 本文获国家自然科学基金资助，项目编号701730XX。张 三2 张 三，女，1963年出生，北京市人，北京交通大学交通运输学院博士生，主要研究方向为交通运输系统评估，交通管理理论。zhangsan?.?.cn 陈 四(北京交通大学交通运输学院，北京100044)摘要 机动车速度对城市居民的生活质量和环境有重要影响。较低的速度可以降低道路事故率，但速度降低对社会发展和居民健康所产生的许多间接问题也是不可忽视的。本文研究了速度管制对我国城市交通的一般影响，定量评价了速度管制产生的三方面间接效果，即时间价值、排放、道路通行能力降低等。结合我国城市交通的实践，论文分析

2、了提高机动车速度对改善城市交通拥挤、减轻交通污染、提高交通系统运行效率的重要作用；最后提出了我国不同城市条件下交通车辆速度管制的具体策略。关键词 速度管制，交通安全，道路通行能力，城市交通Appraisal to the Aftereffects of Vehicle Speed on Urban Road NetworkZhang Xiangping and Chen Zhenqi(School of Traffic and Transportation, Northern Jiaotong University, Beijing 100044)Abstract Speed regulati

3、on of motor vehicles has widely affection to the living environment and standard of residents in urban areas. It is believed that lower speed of motor vehicles could decrease the traffic accident rate on road. This paper gives a brief review of speed regulation on urban transport. A quantitative ass

4、essment on indirect effects of speed regulation has then been discussed. The assessment covers three aspects. First, it analyses the value of time derived from speed regulation in urban areas. Secondly, it estimates the additional emissions resulted from speed regulation. Thirdly, it analyses and ev

5、aluates the capacity due to the implementation of speed regulation. The paper finally discusses the policy on speed regulation from viewpoint of sustainable development of urban society. Based on the practice of China urban areas, the paper analyzes the important impacts of the speed of motor-vehicl

6、es on alleviating road traffic, decreasing traffic pollution and improving the transport efficiency in urban region. Some suggestions on speed regulation for different situations in China have also been presented. Key words: Speed Regulation, Transport Sustainability, Road Carrying Capacity, Urban T

7、ransport1引言 “速度杀人”这一观点已经得到许多研究的支持。较早的速度管制是20世纪20年代至30年代从美国开始的(TRB Special Report 254)，但全美55mph的速度管制立法则是在1974年，直接原因是石油危机引发的节能需要。1987年，美国将乡村地区的速度管制放宽到65mph。该速度管制值的提高引发了一系列研究(Ossiander,2002)。Gallagher 等(1989)与 Brown 等(1990)对事故死亡率进行了分析，结果发现死亡率有所增加，范围从阿拉巴马州的18%到新墨西哥州的93%不等。McKnight等人(1990)得出的结论为：提速州事故率上升

8、27%的同时，没有提速的州的事故死亡率也上升了10%。Baum等人(1990)发现：提速第1年的死亡事故增加率为15%，第2年为26%。Lave等人(1994)甚至得出了速度提高后死亡率减少的结论。国家公路交通安全管理局(1992)认为，乡村地区死亡事故增加数量中的30%与速度提高有关。认为超过65m/h限速会增加机动车事故率的研究(如Kaye等人，1995)实际上是基于这样一个假设：高速行驶减少了驾驶员判断更正错误的时间，或对非预期障碍的反应时间。此外，速度越高，碰撞越严重，死亡率越高。本文以中国城市交通为背景，分析了中国大城市中交通速度的现状。在探讨速度变化利弊的同时，以北京为案例，计算了

9、不同目标速度下的各项指标，主要包括道路通行能力变化、出行时间变化、污染物排放的变化。论文最后比较了在中国大城市采取提高道路机动车辆通行速度，尤其是公共交通车辆速度的必要性；分析了提高城市道路交通安全的具体措施。2中国城市交通速度发展中国的城市化在20世纪90年代得到了飞快发展，到1999年底，全国城市数量达到667个，城市市区非农业人口达到26018.5万人。中国对41个大城市的调查表明(朱植训,2001)，88%的城市运能不足，49%的严重不足。城市乘公共交通的出行速度平均为8km/h，低于自行车。建设部开展的调查表明：90%的人认为交通恶化的主要原因是小汽车过多。 3速度管制对环境污染和能

10、耗的影响速度降低直接增加了道路上车辆的排放。在相同的车辆行驶需求条件下，速度越低，车辆排放的污染物越多。关于道路排放增加EM的计算比较复杂。首先，要计算速度降低后排放量的增加部分(下式第一项)；其次，要计算速度降低后导致车辆在路时间增加而引起范围内的排放增加量(下式第二项)： EM= + （1）其中，Ei0、Ei1是速度变化前后车辆i的排放率(g/sec)；。Si为第i类车辆的日均走行公里。 4案例分析下面以北京为例，对全城机动车速度变化的后果进行一个测算。据统计，北京市1996年底，机动车总数达110万辆，1999年机动车146万辆；2001年底，机动车数量达到了170万辆。车种比例及走行公

11、里的调查参照1997年的统计，如表2所示，其中轿车与轻型客车是指长度在7m及以下的客车，中型客车是指长度在7m-10m(含)的客车，大型车是指长度在10m以上的客车。关于排放的指标可参照相关研究，具体取值如下表所示。表1 不同速度对应的车辆排放水平Speed bin1CO Emission(g/km)1CO2 Emission(g/km)3VOC Emissions(g/km)2Fuel Consumption (g/km)104.853104.8130202.802403.096302.052002.379401.701701.865501.251501.555601.151451.4487

12、01.051381.343800.951301.25401000.81101.0550Source: 1Joumard, 1999. 2Samaras, 1998. 3 Leon,1997. 表2别计算了车辆的平均行驶速度从10km/h到35km/h所对应的交通后果的变化。其中，道路车辆的增加是以公交车辆在25km/h时的运力为基础计算的。表2 速度变化导致的排放值的变化指标速度10km/h15km/h20km/h25km/h30km/h35km/h排放变化(T)CO+400+162.9+44.30-29.6-44.8CO2+253.3+108.3+36.40-24.2-39.9VOC+352

13、.8+145.3+41.50-27.7-47.7道路车辆增加+150+67+200-17-29时间损失+150+67+200-17-29能耗+57.5+29.1+9.70-9.7-17.7不难看出，城市交通中速度的变化对环境和交通可持续性有重要影响。从车辆的技术特性上看，低速区的排放与能耗急剧增加，速度从25km/h降低到10km/h时，排放增加40%-100%，能耗增加57.5%。 5小结本文探讨了城市地区速度变化对城市社会发展的影响。众所周知，我国城市交通具有最典型的混合交通特征，速度低是一个非常严峻的现实。过低的速度引起的道路堵塞与环境污染问题已经成为最难以解决的城市问题。 因此，在提高

14、速度的过程中是否需要考虑机动车流与非机动车流的分离是一个需要深入研究的问题。参考文献1 Ossiander, Eric M., Cummings, P., (2002) Freeway speed limits and traffic fatalities in Washington State, Accident Analysis and Prevention 34, 13-18. 2 Gallagher, M.M., Sewell, C.M., Flint, S,Herndon,J.L.,Graff,H.,Fenner,J.,Hull,H.F.,1989.Effects of the 65

15、-mph speed limit on rural interstate fatalities in New Mexico, Journal of American Medical Association 262,2243-2245.3 Brown,D.B.,Maghsoodloo, S., McCardle, M.E., 1990. The safety impact of the 65 mph speed limit: a case study using Alabama accident records, Journal of Safety Research 21, 125-139.4C

16、ohen, Harry, (1994) Review of Empirical Studies of Induced Traffic, Curbing Gridlock, Appendix B, National Academy Press (Washington DC; /trb), 1994, pp295-309.5 国家统计局, 2000中国城市统计年鉴, 中国统计出版社, 2001.pp13-34.6 Limpert, R. (1994) Motor vehicle accident reconstruction and cause analysis, 4th e

17、dition, Michie Company, Charlottsville, 1994, p663.7 郝吉明等，中国城市机动车污染控制，中国环境科学出版社, 2001.Pp136-153.8 Joumard, R.,1999. Estimation of Pollutant Emissions from Transport . Transport Research-EUR 18902-COST319, ISBN 92-828-6797-8, Office for Special Publications of the European Communities, Luxembourg, p.

18、122. 9 Leon,S.; Diaz,M.I. and Mandoza, B., (1997) Traffic, noise and air pollution in Las Palmas de Gran Canaria, Anevaluation of the effects of the ring road, In: Urban Transport and the Environment for the 21st century III, Sucharov, L. and Bidini, G. (Ed.), WIT Press, UK.pp353-360. 10 Baohua Mao, Guiping Xiao and Hong