随着我国交通事业的迅速发展，高速公路不断修建，高速公路隧道数量及通车里程正逐年攀升。隧道由于其特殊的行车环境，具有事故率高，事后处理困难等特点，隧道交通安全问题愈发突出。事故资料调查表明，超速行驶是导致隧道交通事故发生的主要原因。因此，高速公路隧道运行速度研究对保障行车安全，减少和预防交通事故的发生具有重要现实意义，并可为公路隧道安全设施设计及合理布置提供可靠依据。本文通过分析隧道行车安全主要影响因素及车速与安全之间的关系，发现影响隧道行车安全的因素较为复杂，但车速与事故的发生及事故的严重程度关系密切。在此基础上，选取陕西省西安至柞水高速的南五台隧道作为研究对象，使用NC200、非接触式五轮仪和测速枪等设备对隧道各区段的运行速度进行实地采集；运用统计分析方法和基于加速度的安全舒适性评价标准，对隧道不同区段的运行速度进行分析与评价。研究表明：隧道入口处存在部分车辆变换车道行驶现象，内侧车道车辆的行驶速度较高，超速行驶现象较严重；隧道出、入口处小型车的车速标准差明显高于大型车，小型车车速分布较离散；隧道入口段车速呈减速—加速—减速变化趋势，出口段车速呈减速—加速变化趋势，行车段车速基本保持在限速值以下，但隧道后半段平均车速明显高于前半段；隧道入口前200m、入口前100m和隧道出口处的行车安全舒适性评价为“差”。最后，本文在分析隧道各区段运行速度变化特征的基础上，从主动安全的角度，针对隧道入口段、出口段及行车段提出具体的安全措施。其中，重点对限速标志限速值的确定和合理设置位置进行了探讨，并给出减速标线及其他速度控制设施合理设置位置的建议。