高速公路作为专供汽车高速行驶的公路,其安全与效率需要合理的限制速度进行保障。然而,由于交通安全、运行速度以及运输效率目标之间存在难以协调的矛盾,合理限制速度一直是限制速度政策制定者和科研工作者面临的挑战和难题。仅考虑单一目标进行限制速度设置,易造成限制速度不合理,与驾驶员期望和道路条件不符,导致社会对限制速度的认可度不高。基于此,本文通过实地速度收集,研究高速公路交通流不同特征速度与限制速度的关系;通过对比限制速度提升前后我国高速公路历史事故数据,分析限制速度对交通安全的影响。找出限制速度与交通流速度与交通安全的关系,并建立相关关系模型,不仅可以明确限制速度对交通流的全面影响,也可以为高速公路管理部门合理确定限制速度方案提供一定参考。本文在对国内外文献分析的基础上,以西康高速公路限制速度连续变化路段作为研究对象,收集不同限制速度方案以及不同交通流状态下的实地交通流速度数据,提出了高速公路交通流特征速度的概念及其表征参数;通过回归分析的方法,利用SPSS以及Origin等软件,建立了限制速度与高速公路交通流特征速度参数V85、V15以及V50的线性关系模型。研究表明,在自由流下,特征速度与限制速度具有很强的线性关系:V85、V50的变化幅度与限制速度值的变化幅度基本相同,但表征重型车的V15变化幅度仅为限制速度变化幅度的50%。此外,为了研究道路条件对模型的影响,本文对下坡路段和隧道路段的速度与限制速度关系进行了研究,明确了限制速度-特征速度模型的适用范围;全面分析了速度、限制速度与交通安全的关系及相关理论,认为“速度致死”和“速差致死”理论是针对微观或者中观层面的交通安全致因理论,不适用于宏观视角下限制速度对安全的影响分析。依据限制速度理念及观点调整情况及调整前后逐年的国家高速公路事故数据,分析了限制速度变化对我国高速公路安全的影响。研究发现,限制速度提高不会引起我国高速公路事故率以及严重程度的明显变化。研究成果对于指导高速公路合理限制速度具有一定的参考价值,其中限制速度对高速公路特征速度的影响模型,对于丰富和发展高速公路限制速度理论具有重要意义。