我国青海、西藏等高海拔地区自然环境极端恶劣，空气稀薄缺氧，空气含氧量随着海拔的升高逐渐降低，导致驾驶员血氧量降低。医学研究表明，人体血氧量随着海拔的升高而不断降低，人体血氧量低易导致机体疲劳，反应迟钝。高海拔地区地势空旷，长直线路段较多，交通量较小，且长直线路段路侧景观单调无变化，研究表明长直线单调性驾驶环境易导致驾驶员麻痹迟钝^[1]。驾驶员在高海拔地区长直线路段行车，在缺氧恶劣环境和长直线单调性耦合作用下，极易导致驾驶员行车疲劳，且驾驶员在交通量较小的长直线路段行车速度较快，存在严重超速行驶现象，驾驶员在疲劳状态下超速行驶极易引发恶性交通事故，严重影响了长直线路段交通安全^[2]。对高海拔地区长直线路段进行合理限速对提高高海拔地区长直线路段公路交通安全具有重要意义。

Jack Stuster和ZailCoffan研究表明，车辆以最接近平均速度的速度运行时，事故率最低，运行速度与平均速度相比过高或过低事故率都会增加，事故率会随速度差的增加而增加^[3]。Lave和Elias研究发现：交通事故发生的可能性随着车速离散性减小而降低，车速限制应基于车速的离散性而设置^[4]。Fitzpatrick等人认为即使在设计速度低于运行车速的路段，85%位车速也是最为合适的车速限制值^[5]。HC Joksch通过统计大量的交通事故数据，研究交通事故造成的人员伤亡率和肇事车辆行车速度之间的关系，得到了两者之间的关系式，人员伤亡率和行车速度之间呈现出指数关系^[6]。长安大学杨少伟教授以现行限速方法为基础，提出以可能速度作为限速依据，并提出了基于可能速度的限速界和限速标志位置^[7]。湖南大学唐敏文分析设计速度、期望速度、运行速度和限制速度之间关系，提出小型车最高限速值和最低限速值分别为85%位车速和25%位车速^[8]。交通运输部公路科学研究院李长城总结了当前国内外主要的限速方法，结合中国实际提出以V₈₅速度作为一般路段初始限速值，根据运行状况对初始限速值进行动态修正^[9]。交通运输部公路科学研究院唐琤琤在研究国外成果基础上，阐述了车速与安全的关系、限速与车速的关系^[10]。重庆交通大学的李娟分析了85%位车速与圆曲线的曲率变化率CCRs关系，建立85%位车速与CCRs的回归模型，并提出了高速公路直线段和曲线段限速值建议^[11]。西南交通大学罗良鑫基于人机工程学，分析驾驶员信息处理过程，提出了道路限速设置方法^[12]。孙静怡通过分析快速路上的主线车速及进出口匝道车速特性，提出基于安全性主线车速的约束条件^[13]。夏荣霞构建了公路平曲线路段客车发生侧滑的运行速度计算模型，并计算了不同道路条件下大型客车在平曲线路段最大运行速度^[14]。本研究采用雷达测速枪采集青海省国道214试验路段长直线路段汽车运行速度样本，利用SPSS计算得到不同海拔长直线路段运行速度V₈₅，基于运行速度提出了高海拔地区长直线路段限速值。

为研究高海拔地区长直线路段汽车运行特征，在高海拔地区长直线路段进行运行速度采集试验。采用Bushnell手持式雷达测速仪采集青海省国道214试验路段3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~4 500 m，4 500~5 000 m，这4个不同海拔直线路段汽车运行速度，4个长直线路段的地理环境较为单调，地势空旷，有利于运行速度的采集。运行速度的采集采用Bushnell手持式雷达测速仪，测速单位：KPH(km/h)；测速精度：±2 KPH(km/h)；测速范围：车类：16~322 km/h，设备参数满足试验要求。运行速度采集位置为国道214试验路段3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~4 500 m，4 500~5 000 m，这4个不同海拔直线路段起点1 000 m附近，保证采集的运行速度反映长直线路段速度特征。试验人员实时记录雷达测速仪的测量数据，作为计算运行速度V₈₅的基础数据。

利用SPSS统计软件对不同海拔直线段运行速度进行计算^[15-18]，绘制不同海拔区间直线路段运行速度累积频率曲线，从而得到不同海拔区间直线路段运行速度V₈₅。

将采集的海拔3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~4 500 m和4 500~5 000 m直线路段小汽车速度样本利用SPSS处理，得到运行速度累积频率曲线如图 1所示，由运行速度累计频率曲线可看出海拔3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~4 500 m和4 500~5 000 m直线路段小汽车运行速度V₈₅为98，91，88 km/h和84 km/h。

图 1 直线路段运行速度累计频率曲线 Fig. 1 Cumulative frequency curve of operating speed in straight section

高海拔地区长直线路段交通量较小，汽车运行速度较快。由图 2可看出，不同海拔运行速度变化趋势规律总体呈现出随着海拔升高运行速度V₈₅逐渐减小，高海拔地区寒冷缺氧环境对汽车动力系统也存在影响，在缺氧环境中，汽车燃料燃烧不充分，对汽车的动力性能产生一定的影响，随着海拔的升高空气含氧量逐渐降低，汽车动力性能受影响程度逐渐增大，汽车运行速度随着汽车动力性能的降低而略有减小。汽车运行速度V₈₅与海拔高度H的关系模型如式(1)所示，相关分析及回归模型参数如表 1和表 2所示。

(1)

图 2 不同海拔区间运行速度变化图 Fig. 2 Vehicle operating speed curve within different altitude intervals

国外大多采用运行速度V₈₅作为限速值，85%位限速值也符合国外法律宗旨。国外研究发现采用运行速度V₈₅作为限速值，可保障道路交通安全，满足驾驶员对行程时间的心理期望。故本研究借鉴国外研究成果，针对高海拔地区长直线路段进行实测，不同海拔路段自由流条件下的地点汽车运行速度，利用SPSS等软件进一步分析和计算地点速度累积频率的85%分位速度，采用85%分位速度作为高海拔地区长直线路段及大半径路段的限速值。

通过以上分析，海拔3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~4 500 m和4 500~5 000 m直线路段小汽车运行速度V₈₅为98，91，88 km/h和84 km/h，为保障不同海拔区间长直线路段交通安全，减少因超速引发的交通事故，取高海拔长直线路段限速值为84 km/h，取整为80 km/h。

采用雷达测速枪采集高海拔地区不同海拔区间长直线路段汽车运行速度样本，利用SPSS计算得到不同海拔长直线路段运行速度V₈₅，运行速度V₈₅随着海拔的升高而逐渐降低，基于运行速度提出了高海拔地区长直线路段限速值80 km/h，以期减少因超速行驶导致的交通事故。由于设计资料及恶劣自然条件的限制，海拔区间间隔较大，后续研究将细化海拔区间研究不同海拔的运行速度变化规律。