設計速率

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設計速率（英文：Design speed）是道路設計過程中用於確定新道路或街道幾何特徵的工具。 [來源請求] 與該詞的含義相反，道路或街道的設計速率不一定是其速限或最大安全速率，可以更高也可以更低。

選擇設計速率意味着在爭奪優先權的多方之間找到平衡。例如：高車速是為了讓駕駛能夠快速到達目的地；而低車速是為了保證車外人員（例如行人和自行車）的安全。 選擇高峰交通時能夠快速移動（交通工程），還是最大化街道的經濟發展潛力（城市規劃）。

幾何特徵[編輯]

高速道路，其設計速率是決定超高率（英語：Superelevation）(Superelevation rate)、彎道（英語：Road curve）半徑、視距以及凸起型和凹陷型垂直曲線（英語：Vertical curve）長度的主要因素。 [來源請求]設計速率較高的道路需要更寬的車道、 [1]寬闊的彎道、 [1]更寬的恢復區(recovery areas)、 [1]更寬的淨空區（英語：Clear zone）、 [1]更陡的彎道傾斜度、 更長的視距， 以及更平緩的山峰和山谷。

設計速率較低的道路和街道，會有更窄的車道、 [1]更尖銳/更急的彎道、 [1]更小的或沒有清晰的區域、 [1]更少的傾斜、更短的視距以及更尖銳的山頂和山谷。[來源請求]

速限與設計速率的差異[編輯]

雖然道路的設計速率有時用於確定初始速限，但它並不能完美地衡量機動車輛可以運行的最大速率，原因包括：

  • 它是在道路建成之前，從理論或實驗室中得到的測量結果。[來源請求]
  • 設計速率不一定是道路的最大安全速率。由於高速公路的設計中納入了重要的安全因素，因此當天氣條件良好時，駕駛員可以毫無困難地以高於設計速率的速率行駛。 [2]
  • 整條道路或路段的最高設計速率，會採用這條道路當中路況最糟的部分的設計速率。例如，某路段的設計速率為 60 英里/小時，但是其中有一段曲線，它的設計速率為 45 英里/小時。所以，整段路的設計速率將會是 45 英里/小時。在現實中，這條路可能在彎道上有 45 英里/小時的建議速限，而在路段的其餘部分則可以有更高的安全行駛速率。
  • 設計速率可能高於法定速限，因此將某些道路的設計速率設定為其速限可能不合法。 [3] [4]
  • 這是基於在設計速率確定時，就已經存在的車輛和現有道路的能力來決定的。車輛和道路技術通常會隨着時間的推移而改進。因此，隨着時間推移，設計速率低於最大安全速率的可能性越來越大。 [來源請求]

意識到使用設計速率來確定速限的局限性：「實際行使速率，甚至標示的速限，其限制可以高於設計速率，而不必然會犧牲安全性」 [5]並且「單靠推論而來的較低設計速率而隨意在特定地點設定較低速限，既不有效，也不是良好的工程實踐。」 [6]

發展[編輯]

為了安全起見，街道必須讓駕駛者感受到真實的風險。換句話說，街道必須促使駕駛對他不安全的駕駛方式感到不適。

——查爾斯·馬羅恩（英語：Charles Marohn），2021

設計速率的概念正在不斷發展。 1994 年版的美國各州公路暨運輸官員協會（英語：AASHTO）綠皮書[7]中，對設計速率的定義是「當環境條件非常有利，因而讓高速公路的設計特徵在佔據主要地位的情況下發揮作用，此時在高速公路的特定路段上可以保持的最大安全速率。假定的設計速率應與地形、鄰近土地利用和公路功能分類相符合。」美國大多數州都使用這個定義。 [8] 2004年，第一句改為「一個選定的速率，用於確定道路各種幾何設計特徵」。 [9]這反映出滿足最低設計速率不足以確保道路安全的事實。[來源請求]

最近，已經使用設計一致性(design consistency)的概念來代替最小設計速率，試圖將駕駛人對道路的期望與道路設計聯繫起來。它使用駕駛人行為模型來預測高速公路路段(segments)上的車輛速率，並比較相鄰路段的預測速率。從一個路段到下一個路段之間，若速率顯着降低，這些地點會被標記為駕駛人可能因未能辨別前方路況而開得太快的位置。 [10]

關於城市和郊區街道的設計速率的理念也正在發生重大轉變。公路工程師會測量道路上的當前速率，然後四捨五入速率到下一個 5 的倍數。接着假設這速率是安全的，再根據該速率設計道路。最近的研究[11]和設計實踐[12]重點關注利用街道設計來影響駕駛人選擇適合社區的速率。該速率稱為「目標速率」，理想情況下等於速限。 [13]

因素[編輯]

規劃道路時，選定的設計速率可能基於或是影響多個因素，包括：

參考條目[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Marohn 2021，第6頁.
  2. ^ Design Speed, Operating Speed, and Posted Speed Practices (Report 504) (PDF) (報告). National Cooperative Highway Research Program. [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-10-21）. Because of differences in design and operation criteria, there are locations where the posted speed limit based on an 85th percentile speed exceeds the roadway's design speed. This situation is because criteria used in highway design incorporate a significant factor of safety. Consequently, it is not surprising that motorists feel comfortable traveling at speeds greater than the roadway's design speed during good weather conditions. ... Although it is obvious that the "maximum" safe speed can be exceeded without difficulty on vertical and horizontal curves when good weather conditions are present, it is difficult to convince the general public that a roadway's design speed can be exceeded with safety. 
  3. ^ WSDOT says roads can't support 90 MPH freeway passes - Seattle News - MyNorthwest.com. [2022-02-27]. （原始內容存檔於2010-09-11）. 
  4. ^ CRITERIA FOR HIGH DESIGN SPEED FACILITIES (PDF). Tti.tasmu.edu. [9 November 2021]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-03-06）. 
  5. ^ Design Speed, Operating Speed, and Posted Speed Practices (Report 504) (PDF). National Cooperative Highway Research Program. [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-10-21）. A significant concern with the 1954 design speed concept was the language of the definition and its relationship with operational speed measures. The term "maximum safe speed" is used in the definition, and it was recognized that operating speeds and even posted speed limits can be higher than design speeds without necessarily compromising safety. In 1997, Fambro et al. (15) recommended a revised definition of design speed for the Green Book while maintaining the five provisions noted above. The definition recommended was, "The design speed is a selected speed used to determine the various geometric design features of the roadway." The term "safe" was removed in order to avoid the perception that speeds greater than the design speed were "unsafe". The AASHTO Task Force on Geometric Design voted in November 1998 to adopt this definition and it was included in the 2001 Green Book (17). 
  6. ^ Design Speed, Operating Speed, and Posted Speed Practices (Report 504) (PDF) (報告). National Cooperative Highway Research Program. [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-10-21）. Arbitrarily setting lower speed limits at point locations due to a lower inferred design speed is neither effective nor good engineering practice. 
  7. ^ A Policy on Geometric Design of Highways and Streets: 1994. American Association of State Highway and Transportation Officials. 1995. ISBN 1-56051-068-4. 
  8. ^ Design Speed, Operating Speed, and Posted Speed Practices (Report 504) (PDF). National Cooperative Highway Research Program. [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-10-21）. 
  9. ^ A Policy on Geometric Design of Highways and Streets: 2004. American Association of State Highway and Transportation Officials. 2004. ISBN 1-56051-263-6. 
  10. ^ Evaluation of Design Consistency Methods for Two-Lane Rural Highways, Executive Summary (PDF). Federal Highway Administration. August 2000 [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2024-02-14）. 
  11. ^ Designing Roads that Guide Drivers to Choose Safer Speeds (PDF). Connecticut Cooperative Highway Research Program. 2009 [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2017-02-10）. 
  12. ^ New York State Highway Design Manual Chapter 25: Traffic Calming (PDF). New York State Department of Transportation. 1999 [2023-12-25]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-01）. 
  13. ^ Saint Louis Great Streets Initiative. Greatstreets-stl.org. [2013-08-29]. （原始內容存檔於2023-12-26）. 

參考書目[編輯]

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