隧道交通安全影響因素及防治措施研究

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

引言

公路隧道設計是公路安全和路線設計的重要部分，在地形復雜的情況下進行公路建設，可考慮隧道作為比選方案。隧道方案具有可減少對環境和土地的破壞，保護土地資源，降低交通堵塞和環境污染等優勢；其數量、總長以及占比均持續增長。截至2018年底，全國公路隧道共17738處，總長1723.61萬米，占公路總里程0.0356%。2010年～2018年，隧道、特長隧道、長隧道總長統計見下圖1。隧道事故主要有：兩輛及兩輛以上車輛間碰撞、車輛撞上隧道某部分實體、火災、隧道實體坍塌等，本文僅對交通事件類型[1]之一交通事故的影響因素及防治進行研究。隧道交通安全由人、車、環境共同決定，本文基于對人、車、環境三個方面的考慮，對其影響因素及防治措施進行分析。

圖1 2010年～2018年隧道、特長隧道、長隧道總長統計

一、隧道行駛安全影響因素

隧道行駛行為是“人”于隧道“環境”中駕駛“車”產生，是人、車、環境(隧道)的共同作用。因此，以下從人、車、環境三個方面對交通安全的影響因素進行分析。

(一)過渡區及速度變化

將車輛自開放式公路(包括公路橋梁)駛入至隧道，而后駛出至開放式公路或連續隧道的連接路段的整個區間分為：隧道進口過渡段、隧道進口、隧道內部、隧道出口、隧道出口過渡段[2]；亦有研究人員[3]給出入(出)口、過渡段、中間段的劃分。主要是基于兩個原則：

1.出、入口因存在明暗環境變化以及速度變化，應給予重視。白天隧道內外亮度差別較大，從明亮處駛入相對較暗的隧道，駕駛人員通常會在靠近入口處減速以適應亮度較低的隧道；駛出時視野較好會提高速度，但易受“炫光”影響。夜間駛出時因“黑洞”現象，看不清外部道路的線形和障礙物，對駕駛造成影響。

2.過渡區是相對危險區域，駕駛人員通常會在駛入和駛出隧道時，調整行駛速度來適應變化的環境。駕駛人員以較高的速度駛向隧道，當車輛接近隧道時，駕駛人員通常在靠近入口處減速以適應相對較暗的環境。通過隧道后，車輛速度低于開放式公路行駛的速度，駛出時通常會提速。這種速度波動對交通安全會產生有害的影響。

(二)照明

我國隧道照明標準[4]給出了照明設計方案，但對晝夜差異、駕駛人視覺認知以及隧道內道路線形、長度等并未作考慮。實際隧道照明設計時，晝夜方案相同，且出入口段落并未設置階梯變化；運營過程中，存在將雙側改為單側，甚至取締的現象。趙煒華等[5]詳細分析了晝、夜間入、出口及中間段的照明設計需求，并指出就晝、夜間明/暗適應問題，應針對性設置緩和、漸變照明方案。總的來看，照明設計取決于隧道橫截面、長度、基礎及巖層特性等，白天與夜間亦不相同。

1.晝間照明

白天司機進入隧道后能較快適應隧道內相對較暗的環境，因適應過程所駛過的距離與行駛速度有關。從明亮處駛入相對昏暗的隧道，隧道入口和過渡區照明應逐漸降低，Bassan等[3]提出沿隧道路線走向照明設計如下圖2。相反，從隧道駛出，則需逐漸提高照明。具體來說就是，隧道末端有最高的照明強度，過渡區往內照明強度逐漸降低。過渡區的照明使得駕駛人員在駛向隧道入口時能很好地識別路線走向和隧道邊墻下部。

圖2 照明變化設計

2.夜間照明

夜間隧道外環境照度較低，駛入隧道時，屬低照度環境下的明適應[5]，對駕駛人識認前方環境影響較小，但為減小環境的差異，應逐漸增加照度；為減小駛出時的暗適應，中間段照度相對越低越好；駛出時存在無法看清隧道外環境的問題，此為夜間隧道出口事故的重要原因，因而應設置為逐漸降低照度。

(三)隧道設計及路表特征

1.縱坡增大時，重型車輛會減速，客貨車間速度差增大，車輛發生碰撞的可能性增加。相比來看，復雜的水平線形對行駛安全的影響更大。隧道有界的橫斷面阻擋了駕駛人員的視線，有研究表明，碰撞幾率與平曲線半徑相關，半徑越小，碰撞幾率越大。

2.在隧道內，駕駛員的感知反應能力不同。由于隧道環境的限制，駕駛員會感覺駕駛狀態不易保持，但因此又會更為警惕。

3.隧道內外可能采用不同的面層材料，摩擦系數等力學性能不同，車輛在經過銜接段時會受到影響。

4.已有研究就隧道長度對行駛安全的影響結論并不十分統一，僅有少數研究認為較長的隧道相對安全。多數研究認為，隧道長度越長，駕駛人員在行駛過程中注意力會下降，隧道單調的視覺環境會導致定位判斷產生誤差。胡立偉等[2]指出，長隧道中，汽車跟馳較久至出口外部行車環境較好時，易出現逃逸心理，發生超速等危險駕駛行為。

二、防治措施

(一)設計要求

主要應把握如下幾點：

1.因其存在區別于一般開放式公路的固有特點：①設計截面、②照明、③路面摩擦系數、④駕駛員為適應隧道環境的感知反應時間、⑤通風設計需要對縱向坡度的影響等，在保證結構安全的情況下，其自身的線形、橫截面等設計應滿足規范要求，并盡量保證相對較高的技術指標；

2.進出口過渡銜接段應綜合考慮運行速度差、環境照度差、路面突變、橫斷面變化等進行設計[6、7]。

3.為減小因隧道較長時視覺環境單調導致的視覺疲勞，應合理設置警示(提示)標志等，以提高駕駛人員的注意力。

(二)照明

隧道內照明是影響行駛安全的極為重要的因素之一，應定性和定量分析駕駛人對隧道照明的視覺和心理需求，合理制定照明方案，其中應考慮晝夜差異以及出入口、過渡段和中間段的區別，包括中間段最佳照度、明/暗適應時間及照度等。

(三)管理和評價

管理部門應定期、經常性地檢查隧道內設施、標志等是否完好，建立投訴建議渠道，通過駕乘人員的反饋對設備、設施進行完善優化。當前國內對隧道交通安全評價尚未形成系統的、可操作的方法，鄔洪波等[8]通過實車試驗對速度和駕駛員心理、生理指標進行觀測分析，提出了隧道進口段的安全評價方法和標準。就安全評價方面仍需開展進一步研究，以便為提高隧道內行駛安全提供理論和試驗支撐。

三、結論

本文基于對隧道區別于一般開放式公路設計截面有界、24h提供照明、為適應隧道環境的感知反應時間等特點的把握，從人、車、環境等方面對隧道交通安全的影響因素進行了分析，主要包括過渡區及速度變化、照明、設計及路表特征等。1)出、入口因存在明暗環境變化、視野變化等，駕駛人員會對速度進行調整，因而產生速度波動，對交通安全會產生影響。2)設計和實際運營時，照明方案不能很好地適應于駕駛人員的明/暗適應和晝夜區別等心理和生理需求。3)縱坡、橫截面有界、單調的隧道環境以及長度等都會對駕駛行為產生影響。縱坡增大時，重型車輛減速，客貨車間速度差增大，車輛發生碰撞的可能性增加；有界的橫斷面會影響駕駛人員的視線；單調的視覺環境會導致定位判斷產生誤差；長隧道中，汽車跟馳較久至出口外部行車環境較好時，易出現逃逸心理，發生超速等危險駕駛行為。

針對性地給出了提高隧道交通安全的防治措施。應充分把握其區別于一般開放式公路的特點，提高設計技術指標，綜合考慮運行速度差、環境照度差、路面突變、橫斷面變化等對銜接段進行設計；合理制定照明方案；加強管理力度等。本文對影響因素及防治措施的分析及結論，為減少公路隧道交通事故，提高交通安全提供了理論支撐。