在道路交通网络中，公路弯道路段特殊的道路线形、复杂的驾驶行为以及多样的载运车辆类型，极易导致交通事故的发生。以美国为例，文献^[1]指出，美国水平曲线路段上的碰撞事故数量比相同长度且具有相同交通量的直线路段高出1.5倍到4倍。国内学者指出^[2]，在我国2013年一次死亡10人以上的重大道路交通事故中，弯道路段发生事故数量占全部事故数的37.5%，弯道路段事故造成的死亡人数占全部事故死亡人数的42.8%。由此可见，公路弯道路段发生的事故数量多，严重程度高，公路弯道路段的行车安全问题已成为道路安全中的痛点。根据弯道路段主要事故形态的成因分析显示，不当的车速选择以及驾驶轨迹选择是导致事故的主要诱因^[3]。

弯道车速决策的研究是探究该路段交通事故发生机理的重要基础工作之一^[7]。通过合理的车速决策，改善车速判断错误的发生，能够显著降低交通事故的发生率^[12]。车辆在弯道的车速决策受到驾驶员生理、心理因素，车辆动力学特性，道路线形以及前车行驶状况等多方面因素的影响。国内外学者从多个角度对弯道车速的决策进行了研究。

1.1公路弯道限速研究

朱秋萍^[4]综合考虑车辆在弯道上的受力情况以及车辆悬架与轮胎特性建立车辆侧翻、侧滑临界车速计算模型，并结合道路横断面因素以及交通量因素的影响，根据车速离散度要求给出车辆弯道运行车速取值范围，结合路段实测85%分位运行车速，利用多属性决策方法，确定最终限速参考值。该模型考虑了车、路、交通流对车辆弯道临界车速的影响，但其影响的量化大部分是静态的，而车辆过弯是一个动态过程，且该方法没有考虑到驾驶风格对过弯车速的影响。Pratt^[5]从驾驶员车速选择与侧向加速度关系的探究出发，建立了基于切入车速、弯道半径和弯道超高的弯道车速预测模型，并对模型进行了标定。该模型简洁实用，但对于不同车型的车速预测区别不大，不能体现车辆特性对弯道车速选择的影响。孙川等^[6]综合考虑小型轿车以及客车、重型货车在公路弯道上易发生的侧翻、侧滑等侧向失稳事故形态，给出了车辆入弯安全车速计算模型，并在弯道安全车速计算模型中引入驾驶人影响因子，测定了不同视距条件下驾驶人影响因子的取值范围。该模型综合考虑了道路环境、车辆参数结构以及驾驶人特性对过弯车速的影响，但在目前的科技水平条件下，部分参数值的实时获取存在一定困难。赵树恩^[8]基于车辆侧翻、侧滑临界安全车速的研究，利用层次分析法建立多层次车辆弯道行驶安全度静态因素综合评价体系，通过安全度评价值引入安全系数，建立了基于人车路协同的安全车速预测模型。该模型通过建立弯道行驶安全评价体系，较为全面的考虑了驾驶员、车辆、道路、天气等多方面因素的影响，但其评价指标的量化需采集的信息繁多，且量化标准存在较强的主观性；道路评价指标中的参数与车辆侧翻、侧滑临界车速计算公式中的参数有重合，道路因素对车速的影响被二次放大。

1.2基于微观跟驰模型的车速决策研究

王婉秋^[7]在预瞄跟随轨迹决策理论的基础上，引入驾驶人行为控制因素与速度决策行为控制因素，建立了基于多目标模糊优选理论的速度决策模型，并通过实验取得了良好的有效性验证。该模型较好的考虑了驾驶人车速选择中主客观因素的影响，但车辆的动力学性能约束并没有在模型中得到体现。陈康^[9]基于心理场理论的驾驶行为建模，在传统GM跟驰模型的基础上建立了弯道路段的改进模型，通过Carsim和Matlab的联合仿真显示，该模型算法使得弯道车速变化更为平顺，车速更为稳定，提高了行车安全舒适性。但该模型中，基于心理场的驾驶行为建模以及GM改进模型均未直观体现弯道几何特性对车速决策的影响，车辆动力学约束也并未得到充分考虑。

1.3综合评述

基于以上研究成果的学习和分析可以发现，目前车速决策模型可大致分位两类：一类为基于运行车速统计分析的数学模型和基于车辆动力学的临界车速计算模型，这类模型只输出单一的弯道车速值，而研究显示，车辆在弯道的车速是动态变化的^[10][11],单一的车速决策值对驾驶员驾乘安全性以及舒适性的改善能力有限。第二类为基于微观跟驰模型的车速决策模型和基于驾驶员行为模型的车速决策模型，这两类模型虽可以对弯道路段车速进行实时决策，但该类模型不能体现车辆动力学稳定性约束，且跟驰模型无法应用于自由流情况下，对公路弯道路段而言实用性不强。因此，公路弯道车速决策模型仍待进一步开发与改善。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

第一章 绪论