特長高速公路隧道交通事故特性及安全保障技術研究

王 蕾，錢若霖，梁 磊

（陜西工業職業技術學院，陜西 咸陽 712000）

引言

隨著我國交通強國戰略的持續推進，長隧道和特長隧道建設也呈現出蓬勃發展的趨勢，截至2020年底，全國長隧道和特長隧道的新增數量和里程均占據了公路隧道總增量的70%以上，特長隧道較往年增加219 處、101.8 萬米，長隧道增加757 處、137.01 萬米[1]。與此同時，特長公路隧道的運營安全也成為了目前亟需關注的焦點問題。倪娜[2]以隧道密集段高速公路為對象，研究了該路段的交通特征和安全保障技術。吳玲[3]主要關注駕駛人員的生理和行為指標，對特長公路隧道環境下駕駛人的風險特性進行了研究。杜志剛[4]以交通事故影響因素、分布特性、防治措施和評價方法等方面為基礎，建立了公路隧道群交通安全的改善理論和研究框架。吳小麗[5]主要探究了青藏寒區隧道安全運營的影響因素和防治措施。謝毅寧等[6]以京珠高速7 座隧道的350 起交通事故為基礎分析了隧道事故的時空特性。黎巧臨[7]對山區高速公路的預警機制和應急技術進行了研究。上述文獻對公路隧道的安全管理工作提供了有益借鑒和理論支持，但是針對特長公路隧道運營安全的研究相對較少，且對于安全保障技術的研究也不夠系統。

1 事故影響因素

高速公路隧道交通系統是一個多方參與、互相影響且不斷變化的動態系統，影響其運營安全的風險因素主要可歸結為人員、車輛、道路、環境等方面，見圖1。上述因素在絕大多數時間處于正常狀態，共同構成動態平衡，當某一因素發生較大變化或多因素相互作用下系統平衡被破壞時，則極易發生交通事故。

圖1 公路隧道交通事故影響因素

1.1 人為因素

在眾多研究中，人為因素被歸結為交通事故的最主要影響因素，尤其是駕駛員因素對交通事故的影響最為顯著。駕駛員的生理、心理狀態和技術直接影響其駕駛行為的安全與否。對于特長公路隧道而言，其結構特點和行車環境對駕駛員各方面的要求更高。一方面，特長高速公路隧道通常位于多山地區，海拔較高，根據李倩等[8]研究結果，高海拔高速公路可能對駕駛員的生理狀態造成一定影響，分散其注意力，從而形成安全隱患；另一方面，長期行駛在半封閉的隧道環境中，駕駛員容易產生疲勞感或因壓抑產生潛在的緊張感。此外，由于隧道內外照度差異顯著，會存在明顯的“黑洞效應”和“白洞效應”，駕駛員因視覺參照系的劇烈過渡，會出現短暫視覺障礙，極易因判斷失誤引發交通事故。

1.2 車輛因素

車輛的操作穩定性、制動性、動力、輪胎性能等均會影響到系統的平衡。何石堅[9]指出車速是影響車輛行駛狀態的最主要因素，車速變化的協調性是影響行車安全的重要因素。段萌萌[10]將車輛因素歸納為單車因素和群車因素兩種。王曉燕等[11]認為超載超員、多拉快跑所造成的車輛超速超載是目前隧道安全行車的一大隱患。陳云等[12]發現駕駛大貨車的視覺負荷明顯大于小汽車，在隧道出入口位置視覺參照系劇烈變化時，大貨車駕駛員需要預留更長的安全距離。

1.3 道路因素

影響公路隧道行車安全的道路因素主要包括道路的幾何線形、配套設施、標志標線和路面條件。道路的幾何線形對隧道安全運營影響較大，根據對某特長公路隧道大量交通事故的統計分析，發現特長公路隧道入口段事故率是中間段的3.4 倍，緩和曲線段的事故率遠高于直線段，下坡段事故率約為上坡段的3.77 倍。部分公路隧道的標志標線和配套設施的設置存在一定問題，或設置過少，或設置不合理，難以為駕駛員提供正確的視線誘導。目前在進行隧道路面設計時多采用公路設計規范，導致路面條件無法滿足隧道特殊的行車環境，由于隧道與外界環境的巨大差異造成隧道內外路面抗滑性能的顯著不同，當雨雪天氣時，車輛較易打滑。

1.4 環境因素

特長公路隧道所處地理位置通常較為特殊，不良天氣條件出現次數較為頻繁，雨、雪、霧等不良天氣極易影響駕駛員的感知或車輛的性能，造成車輛打滑偏離路線或發生追尾、碰壁等交通事故。同時特長公路隧道環境單一，長時間駕駛會導致視覺疲勞，增大了事故可能性。由于隧道結構的半封閉性，其噪音遠超外部環境，長期處于噪音環境，會不自覺的產生加速、超車等不安全現象，引發交通隱患。

2 事故分布特征

2.1 時間分布特性

根據相關統計數據[13-15]，對事故的時間分布特征進行分析，可以發現交通事故的時間分布特征主要受交通量的影響。事故數量、傷亡數量均與交通量成正比。節假日由于出行人數較多，事故率也高于非節假日，通過對某特長隧道事故數據的分析，發現節假日的事故率是非節假日的2.3 倍。事故的時間分布特征還與天氣條件息息相關，冬季事故率高于其它季節，這是因為冬季氣候條件差，雨雪頻發，行車條件相比其它季節更為困難。經過統計，發現夜間行車更容易引發事故，且一旦發生事故，夜間的傷亡概率也更高一些，約為白天的1.5 倍。

2.2 空間分布特性

通過公路隧道空間分布特征的研究，可以明晰公路隧道的事故高發路段，從而有針對性的采取相應的防治措施來減少這些特殊路段的事故概率。由于隧道內不同區段的運營環境有所區別，駕駛員的感受與適應程度也不一樣，出入口的事故率往往高于隧道中間段，入口的事故概率最高，其次為出口和中間段。這主要受因照度差異所引起的“黑洞效應”和“白洞效應”的影響。當隧道中設置圓曲線或緩和曲線時，該區段的事故率和傷亡率均高于直線段，同時下坡段的事故率明顯大于上坡段，并且事故形態多以追尾為主。

2.3 形態分布特性

公路隧道交通事故的形態主要有追尾、碰壁、刮擦、側翻、火災等幾大類，通過對不同事故形態進行分析，尋找最易發生的事故形態并針對該形態采取相關預防和處置措施。相關研究表明[13,16-17]，公路隧道最常發生的事故形態為追尾，其次為撞壁和刮擦。追尾的事故數量超過了事故總起數的一半以上，因此，可針對追尾事故設置警示牌、車距確認設施、測速設備，同時應增強路面的防滑性能，多措并舉，防止事故發生。

3 安全保障體系構建

3.1 交通事故預防措施

基于對公路隧道交通事故成因和分布特性的分析結果，從人員的職業素質及安全意識、道路環境的行車條件、隧道內的警示輔助設施等方面入手，有針對性地提出相應的預防措施，進一步提高特長公路隧道的安全運營水平。駕駛人員意識行為對交通系統動態平衡的影響首屈一指，應加強駕駛員的技術技能、心理素質和安全意識，通過嚴格管理駕考過程，增設心理素質和安全意識培訓與測試來提高司乘人員素質；對于道路行車條件的改善，應以增加路面摩阻力為主要措施，混凝土路面可采取刻槽或拋丸的方法增加抗滑能力，公路與隧道銜接處可設置彩色防滑鋪裝，同時應定期清洗路面，防止因油垢灰塵附著降低摩阻力；對于隧道內的安全輔助設施，應根據實際需求科學合理的設置，在照度變化明顯或易造成視覺疲勞的區段，采取有效的光線過渡技術。尤其是特長公路隧道，其行車環境更為復雜，駕駛員長期處于單調、封閉的空間環境，所能獲取到的參照信息較其它隧道更少，其對速度、時間等的感官受到了很大干擾，極易產生疲勞感或做出錯誤判斷。隧道長度的增加也使得煙霧、灰塵更易積聚，一方面降低路面摩阻力，另一方面易形成煙霧效應。可根據特長隧道的具體行車環境在照度檢測的基礎上調整照明設施，根據交通量、通風條件與路面實況，確定路面清洗周期，同時在隧道中部設置一定的疲勞緩解景觀。在特殊區段，通過反光標線、突起路標等突出隧道邊界，增強警示作用，同時加強速度檢測和違法監控，嚴控超速、超車、蛇形等行為。

3.2 交通事故應急預警及處置措施

隨著隧道運營里程的不斷增加，公路隧道的安全管理水平也在迅速提升，但仍有很多地方需要完善。交通事故的預警及處置是安全管理的一大核心內容，及時的預警和有效的處置能很大程度上減輕事故損失，避免二次事故的發生。對于特長隧道，應根據已有數據與經驗，針對事故易發時間、易發路段、車型、天氣等進行分析，分區段分級設置監控和預警設備，加強氣象、環境、道路等相關信息的實時監控，建立健全管理辦法和緊急預案，及時消除不正常狀態。同時還應具體落實不同部門的職責，將責任具體到崗，嚴格管理和落實。事故發生后，應及時主動地進行交通控制，采取車道變向、封閉，車輛限速、限流，大型危險品運輸車輛監管、護送等措施來限制隧道內部車輛流量，充分利用未受阻車道、車行橫洞、人行橫洞和平導洞進行救援與疏散。對于事故易發路段，根據事故大小、形態、占用車道數量、阻塞方向等制定詳細疏散與救援預案，并對不同疏散與救援路徑的優先級和適用性進行分析確定，盡量規避“瓶頸”效應對事故救援的影響，減少事故救援時間，保證事故救援空間，為人員疏散創造有利條件，杜絕二次傷害。

3.3 交通事故聯防聯動體系

交通事故是一個涉及多因素的隨機事件，交通事故的預防、報警、處置同樣涉及多個系統、多種設備、多個部門，它們之間的協調配合、聯防聯動直接決定了事故預警和救援的時效性和實效性。對于特長公路隧道復雜的運營環境，可建立一個以監控系統和報警系統為基礎，不同緊急事件應急預案和自動控制系統為核心，集通風照明系統、給排水系統、消防系統、供配電系統、氣象環境監測系統、地質災害報警系統、電話廣播系統等為一體的智能化管理系統。通過對風險源的識別確認，根據事件處理流程和處治方法，下達指令啟動相應系統和設備，將事故消除在萌芽或初期狀態，同時在事后進行分析與總結，反饋并優化現有管理措施。在事故處置過程中，應以特長公路隧道管理部門的控制中心為樞紐，對各系統、各部門進行統一指揮與調配，隧道管理單位承擔首要指揮任務，可根據災情演變及具體情況將指揮權或部分指揮權移交于交警部門和專業消防救災部門，在此過程中，以人員救治為首要原則，以已有預案和既有設施為主，對相關資源進行及時有效的調配。基于上述聯防聯控體系的構建，可進一步完善事故安全數據庫，縮短事故響應事件，提升事故處理能力與應急管理水平。

4 結語

特長公路隧道運營與管理的安全風險遠高于普通路段，只有充分認識特長公路隧道的事故機理和分布特性，提出針對性地防治措施，才能有效預防事故發生或減少事故所造成的損失。建立以預防-報警-處置-聯動為框架的安全保障體系，對特長公路隧道交通安全管理工作的實施與完善具有重要的現實意義。下一步需要以公路隧道的前瞻性預防措施、機動性處理手段和高效性管理方法為基礎，重點關注公路隧道運營管理系統的聯防聯動和智能化控制技術。