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速度控制是道路交通控制和管理的重要項目，是交通工程學科的主要內容之一，限制速度也是一項比較複雜的交通控制管理工作。那麼，速度和事故風險之間存在什麼關係？如何用科學的方法設定限制速度？交通言究社邀請了公安部道路交通安全研究中心特約專家、美國資深規劃設計專家梁康之談談他的觀點。
法定限制速度與設定限制速度
一般說來，制定限制速度要考慮很多因素，比如土地利用、道路設計、周邊環境、車流量等。在世界大多數國家，限制速度是由道路交通控制管理法規來規定的，也是工程技術層面上對道路上行駛的車輛管理要求，因此，限制速度可分為法定限制速度和工程研究建立的限制速度區段。
❖ 法定限制速度
在美國，法定限制速度是由州政府和地方政府根據美國《統一車輛條例》（Uniform Vehicle Code ，簡稱UVC），按照道路等級、道路設計來制定的。州和地方政府的交通管理部門則負責根據道路和交通的實際狀況，對法定限制速度作相應的調整，設置符合現有條件的限制速度，以滿足道路交通運輸的需求。
圖：美國各州的法定最高限制速度
法定限制速度是指在理想的道路和交通條件下，對同一類型道路設置的可有效運行的最高行駛速度。美國各州的機動車法律規定了各種類別街道和高速公路的限制速度。在美國，大多數州規定住宅區的法定限制速度為25英里/小時（40公里/小時），商業區為30英里/小時（50公里/小時），所有其他道路法定限制速度為55英里/小時（90公里/小時）。
❖ 設定限制速度
由於自然條件限制，道路建設過程往往不同於理想條件。因此，在特定的道路、交通或土地使用條件下，法定限制速度可能並不符合某一具體道路交通安全和效率的需求。道路管理部門有權設定合理的限制速度區域，以保證道路交通的安全和效率，所選擇的合理限制速度可能高於或低於《統一車輛條例》規定的或州政府規定的法定限制速度。
道路在使用過程中，
因為設計不同、通過的地段不同，或是周邊環境發生了變化等，就要對道路的法定限制速度進行相應的調整。比如，由於特殊的土地使用或其他因素而造成非典型交通特性、道路設計的約束元素大大高於或低於典型值、當前道路上大多數車輛的行駛速度都高於或低於法定速度限制、主要公路在城市和郊外地區之間的過渡區域、學校或其他主要的行人交通區域、道路施工區域、由於速度原因造成的事故頻發地段、特殊情況的道路等。美國一般採用的“理性車速限制”是什麼概念呢？駕駛人大多數時間不會注意標誌上的限速是多少，而是會用個人認為比較舒適的速度駕駛，這是由整個道路的構造、車流量情況以及周邊環境等因素來決定的。因此，理性車速限制要反映大多數駕駛人“合理和舒適”的車輛駕駛行為。
設定限制速度是要鼓勵駕駛人遵守限制速度並以合理的速度行駛，而不是通過警察上路執法、安裝攝像設備監控強迫駕駛人遵守，因此，要在道路上設置合理的限速標誌，使駕駛人看到後就會按照限速值駕駛。
合理設定限制速度也能減少超速的違法現象，降低執法成本，節省有限執法資源，還能降低車輛碰撞風險。❖ 限制速度與事故風險
速度和事故風險存在什麼關係呢？大多數研究表明，在道路上行駛的速度接近這條道路上大多數駕駛人的行駛速度是最安全的。另外，什麼時候事故率最低？如下圖所示，在平均速度偏右的區域，事故發生概率較低，也就是說如果大多數駕駛人都以同一速度駕駛，相對來說發生碰撞的機會就小很多。
圖：平均速度偏差值
圖中紅線表示事故數量，各個不同標記表示不同公路的事故數量。圖中的“零點”代表平均值，根據這個圖表可以找出不同等級的道路，以什麼樣的速度行駛，事故率最低。一般來說，以接近道路的平均速度值來設置限速是比較安全的。也就是在一條道路上，大多數駕駛人基本以某一速度行駛，那麼，在這個速度值左右去設置限速是比較合理的。
在美國如何進行法定限制速度的調整
❖ 有專門的評價和審批程序
在美國，限制速度是法定的，調整限制速度有一套工程評價程序和法律審批程序。首先經過交通工程調查研究後提出交通工程評價報告，申請建立或變更交通管理法令的相關文件，再經議會或政府指定的機構批准，列入當地的交通管理法律條例，報送到執法機構（警察）、裁決機構（法院）和交通管理部門文件存檔，
最後安裝有效的標誌。其中，存檔的目的是為了警察執法的時候知道這條道路的限速是多少，如果駕駛人收到罰單後去法院申訴，法官也清楚這一限速確實是有相關法律條文規定的。有時候也會出現因限速相關法律文件不齊全導致法官否定處罰的情況。❖ 進行限制速度評價
從道路交通工程的角度如何進行限制速度評價呢？限制速度的交通工程評價包括以下內容：一是查閱道路的環境、特徵、條件和交通特性；二是在理想的天氣和車輛行駛自由流動的交通條件下，選取沿道路一個或多個點，觀察和測量能夠反映該路段運行狀況的車輛行駛的點速度；三是分析速度數據，以確定速度平均值和第85百分位數速度和其他速度特徵；四是查找和分析該路段3-5年內的事故記錄歷史；五是檢查駕駛中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有十幾項指標，主要分析三種速度數值：第85百分位數速度（85th percentile speed）、平均速度（Mean Speed）和10英里/小時配速（10 mph Pace）。
採集速度數據，一般用車載測速雷達設備，要選取道路的典型地點進行採集，比如，如果是一條彎道較多的道路，就要在一個比較典型的彎道上採集速度數據，然後進行分析。同時，還要了解這條道路上的事故記錄及其他一些特殊情況，比如周邊交叉口情況、接入情況等。
圖：車載測速雷達設備
在下表中標出所測速度數據，表中縱向代表速度，橫向代表車的數量。一般情況下會測試100-200輛車的速度數據，也需觀測自由車流，一般取一組自由車流中的第一輛車的速度，同時還需取速度很快或很慢的車輛的速度數據。大多數情況下，採集的這些數據在表中會形成一個拋物線，就是車輛運行速度的曲線。
圖：車輛運行速度研究表
❖ 分析車輛運行速度曲線
簡單來說，我們通常採用第85百分位數速度、平均速度和10英里/小時配速這三個指標來分析車輛運行速度的曲線。
第85百分位數速度（85th percentile speed）代表了曲線的離散度，是85％的駕駛人行駛在某一段路上，經過測速點時等於或低於的速度值；是在理想條件下，大多數駕駛人不會超過的速度值，是該路段設置合理限速的指導性指標。如下面的曲線圖所示，藍色縱座標左側的黃色拋物線部分就代表了大多數駕駛人經過該路段時的速度低於或等於50英里/小時，剩下的15%駕駛人會比這個速度再快一些。
圖：車輛運行速度曲線狀態
圖：第85百分位數速度(紅色區域顯示大多數人在一個速度之下駕車的速度值)
平均速度（Mean Speed）是將所有測量的速度總和除以樣本總數計算得出平均值，代表了該路段速度分佈的集中趨勢。平均速度與第85百分位數速度這兩個數值越接近，即速度分佈的離散值和聚合值更接近，說明大多數駕駛人行經該路段時的行駛速度比較接近於一個定值，這一指標可以用於評價限制速度設置的是否合理。在低速行駛的居民區、商業區、工業區，可考慮使用平均速度作為限制速度值。
圖：平均速度與第85百分位數速度這兩個數值越接近，說明速度分佈的離散值和聚合值更接近
10英里/小時配速（10 mph Pace）是指在“速度”與“以速度統計的車輛數”的拋物線上，最高10英里/小時範圍內包含的車輛數。這個指標代表了這條道路上的駕駛人的速度是比較接近，還是差距較大。下面的曲線圖中，紅色橫線表示10英里/小時配速，紅線上面的拋物線是在這個速度範圍內行駛的車輛。包含在10英里/小時的範圍內車輛越多，說明大多數車輛行駛的速度越接近，車流接近勻速行駛，設置的限制速度越合理。
如果考量一條道路的限速設置是否合理，我們希望圖中的拋物線跨度越窄越好，這意味著大多數駕駛人的速度越接近一個定值。如果拋物線跨度越大，甚至被拉平直了，說明設置的限速值和這條道路上駕駛人的實際速度差別就越大。也就意味著有的車速很慢，有的車速很快，那麼在變換車道或超車時，發生碰撞的概率就會大。
圖：紅色橫線表示10英里/小時配速，紅線上面的拋物線是在這個速度範圍內行駛的車輛
如何設定限制速度
❖ 設定限制速度常用的方法
在美國、加拿大設置限速常用工程方法，即以交通工程學原理，對道路基礎設施條件和交通狀況進行調查分析，例如，是否有行人穿越道路的需求，是否設置了中間隔離帶等，考慮各項因素後製定限制速度。工程方法又分為：運行速度法，以第85百分位數速度為基準點設置限制速度；道路風險法，以道路功能分類和設計參數為基準設置限制速度。
圖：運用運行速度法設置限制速度
美國大多數洲際公路的設計速度是75英里/小時，但在上世紀60年代石油危機的時候，聯邦政府頒佈法令一般設定洲際公路限速為55英里/小時。到90年代後，限速開始放開，大多洲際公路限速改成為65英里/小時。
美國聯邦公路局還提供了一種系統方法——專家系統方法：限制速度由美國聯邦管理局編寫的計算機程序設定，利用積累的相關知識和經驗，電腦模擬判斷，提供最合適的限制速度。該系統存儲有知識庫，在得到特定的條件數據後，可進行分析模擬道路條件和交通狀況，得出適合條件的限制速度值。實際上這種方法和工程方法類似，只要在數據庫中預先輸入大量樣本，設置相應的條件，系統便會推薦一個樣本。
最佳優化方法：以減少運輸的總社會成本來設定限制速度。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。
傷害最小化或安全體系方法：根據可能發生的碰撞類型，撞擊力產生的結果以及人體對這些力的耐受性來設置限制速度。
圖：致人死亡的速度值
在歐洲、大洋洲一些國家會使用傷害最小化或安全體系方法。目前世界上還沒有國家使用最佳優化法來設置限制速度。
❖ 設定限制速度的區域
一般來說，
設定限制速度的區域長度應該儘可能長，並且與道路環境和交通狀況保持一致性。也就是說道路限速不要頻繁變換，駕駛人應該在較長距離內保持一個速度來行駛，只有在不得已的時候，才去改變限制速度。那麼，一個限速區段應該設定多長的距離？其實並沒有一個特別的規定，限速區段的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：速度限制標誌
❖ 根據限制速度的變化，設定緩衝區或漸變區
如果在一個過渡區段設置限速，特別是從較高限速到較低的限速，應該平緩過渡，不能從限速120公里/小時，直接就降到50公里/小時，駕駛人沒辦法做到，容易造成追尾事故。因此，速度變化值等於或大於15英里/小時（24公里/小時）時，要對駕駛人做相應的提示，設置不小於0.2英里（0.3公里）的緩衝區。
速度變化值大於25英里/小時（40公里/小時）時，需要設置速度漸變區，如60英里/小時（100公里/小時）降為45英里/小時（70公里/小時），到30英里/小時（50公里/小時）的最後限制速度。尤其在城鄉結合區域，比如從國道或幹道進入城區道路，存在較大限速差，應該設置速度漸變區，先從高限速降到中間限速，再降到更低限速，比如100公里/小時，先降到70公里/小時，再降到50公里/小時。
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