高速公路隧道運營安全風險評估與防控探究

摘 要：為探究高速公路隧道運營安全風險因素和防控策略，通過分析高速公路隧道運營事故特性，從隧道土建結構、車輛、道路狀況、人、管理水平等5方面解析隧道運營安全影響因素及作用機理，提出行之有效的防控策略。對提高隧道運營的安全性、降低事故發生率和減輕事故嚴重性具有重要意義。

關鍵詞：高速公路隧道 運營安全 風險因素 防控策略

0 引言

高速公路隧道作為關鍵的交通基礎設施，在縮短行車里程、提高通行效率等方面扮演了關鍵角色。我國高速公路隧道總體呈現出結構長大化、交通復雜化、行車高速化等特點[1]。隧道為人們日常出行帶來了便利，但其運營安全問題也日益突出，各類運營事故相繼發生，造成嚴重的交通擁堵并影響隧道通行能力。由于隧道是一種半封閉式狹長的土建結構，發生突發事件時，逃生難度和救援難度也遠超普通路段。這種結構特點使得隧道事故更容易導致大規模的死傷。因此，對運營中的隧道進行全面的安全評估至關重要，以有效防范隧道內的潛在風險，減少突發事件等重大事故造成的人員傷亡。

影響隧道安全運營的風險因素包括人、車輛、隧道、環境和管理等[2]。 Liao 等[3]通過測試隧道事故中各種隧道管理策略，發現采用變信息標志和開放肩道的斜面控制相結合是最有效的策略。顧雷雨等[4]在探究隧道與地下工程風險管理的過程中，參照了現行的風險接受準則和風險等級標準，進一步結合信心指數法和層次分析法，對海底隧道工程在運營期的風險進行了全面而細致的評估。郭忠印[5]針對高速公路隧道內的主要事故類型，分析隧道內事故的特性和發生機理，構建了追尾事故風險指標和橫向運動事故風險指標，有效提高交通管理的針對性和有效性。Caliendo等[6]使用隨機效應二項回歸模型對事故發生頻率進行建模，聯合應用于非嚴重碰撞和嚴重碰撞，分析了嚴重車禍的年份效應。Ntzeremes等[7]通過評估被困人員的潛在損失，測量隧道系統安全性能，提出了一種改進的疏散模型。

1 高速公路隧道運營事故特性分析

1.1 事故形態分析

對事故形態進行分類，包括單車事故、多車碰撞以及與隧道結構相關的事故等。參考我國對事故形態認定的相關規定[8]并依照有關案例中事故的最終發展結果，將隧道運營事故分為交通事故類、危險品泄露類、火災類、爆炸類、結構損壞類以及自然災害六類[9]，表1表示了六類事故的數量分布。

1.2 事故原因分析

常見的包括駕駛員失誤、機械故障、道路條件不良及視線受限等因素。駕駛員可能會因為疲勞駕駛、分心、超速或者不遵守交通規則而引發事故。在隧道這樣的封閉空間內，車輛故障不僅可能導致事故的發生，還可能阻礙交通，增加其他車輛的風險。隧道內部環境的問題，如照明不足、通風不良、路面缺陷等，都可能成為事故的潛在誘因。隧道內部的“黑洞”效應、視覺疲勞和心理壓抑也可能影響駕駛員的判斷和反應能力。

1.3 車輛類型分析

車輛類型在隧道運營中扮演了多重角色，包括作為交通流量的組成部分、事故發生的主體、安全風險的潛在因素、事故影響程度的決定者、應急響應的考量因素、事故統計分析的維度以及安全管理措施的依據。這些角色反映了車輛類型在隧道運營安全中的重要性，強調了在隧道安全管理中考慮車輛類型差異的必要性。

1.4 事故發生時間分析

側重考慮事故發生頻率、事故類型與時間的關系、季節性和天氣因素、節假日與工作日的差異、特殊事件的影響等。通過分析這些因素，可以更好地了解高峰時段、低峰時段以及特定時間段的事故風險，從而制定更加合理的交通引導和管理措施。對后期的優化交通管理措施、提高應急響應效率、事故預防策略的制定等方面具有重要的意義。

1.5 空間分布分析

在隧道運營事故特性分析中，因空間分布產生的影響至關重要。駕駛員在進入隧道時需要適應光線變化，同時速度變化也會導致事故發生。隧道內部風險區段，隧道內前300米內的事故率較高，這可能與駕駛員對隧道環境的適應有關。針對特定區段如區段1和區段4發生嚴重傷亡的概率較高，這可能與這些區段的特定結構或交通狀況有關。坡度對事故率的影響，縱坡大于2.5%的隧道事故率較高，坡度的增加可能導致車輛控制難度增加，從而增加事故風險。城市道路小半徑曲線隧道的出現也可能帶來新的交通安全挑戰。

2 高速公路隧道運營安全風險源識別

2.1 隧道運營安全風險定義

高速公路隧道運營安全風險源可定義為在運營階段，那些潛在地可能導致隧道發生事故的各種不安全因素，隧道作為一個高度復雜的系統，其內部各組成要素之間的相互關聯與影響尤為顯著[10]。任何單一組成要素的不穩定狀態，都可能間接地對其他要素產生連鎖反應，進而造成整個系統或局部區域的運行失調。這種失調狀態一旦形成，將使得隧道系統陷入一個不安全的狀態，從而增加了發生事故的風險。

2.2 隧道運營安全影響因素及作用機理

2.2.1 隧道土建結構

襯砌開裂、滲漏水、滑移變形等是隧道土建結構常見的病害類型。襯砌開裂是由于施工質量問題、材料老化或者外界力量（如地震、重載交通等）引起。隧道防水層損壞或者排水系統不暢可能導致水分滲透，形成滲水或積水，影響隧道使用壽命和行車安全。滑移變形會大幅度降低結構周邊應力分布，導致其承載能力降低，嚴重時會引發垮塌等惡性事故發生。

2.2.2 車輛因素

交通量、車型比例、車速等是影響公路隧道運營事故的最主要構成部分。隧道內車流量的大小直接影響著運營的安全性。車流量過大，隧道內的車輛密度增加，容易導致交通事故的發生。大型車輛在隧道中的比例也會影響安全。大型車輛由于體積大、重量重，在緊急情況下，大型車輛的制動距離更長，增加了發生事故的風險。車速過快或過慢都可能引起交通安全問題。超速會減少駕駛員的反應時間，增加事故發生的概率，而車速過慢可能會導致交通擁堵，增加追尾事故的風險。

2.2.3 道路狀況因素

隧道運營安全會受到路面狀況、視線引導、信息提示等方面的影響。隧道內的路面狀況會直接影響車輛行駛的穩定性，當路面有積水或者存在損壞的情況時，車輛出現滑移或失控的風險會增加。清晰的道路標志線、交通標志和正常運行的照明設施對于保障隧道內的車輛安全行駛至關重要，這些交通設施設置不當或者出現損壞情況時，會降低駕駛員的視線引導，增加事故發生的概率。隧道內的電子信息提示系統，例如電子顯示屏、指示牌等能夠及時向駕駛員提供路況信息，缺乏有效的信息提示可能會導致駕駛員準備不足，增加安全隱患。

2.2.4 人的因素

人的因素對隧道運營安全中起著至關重要的作用，因為人是交通安全的直接參與者和決策者。駕駛員的行為因素主要表現在：疲勞駕駛，注意力分散，超速行駛，違反交規等幾個方面。此外，隧道管理者的決策能力影響著隧道運行的安全。例如，合理規劃維護工作、及時更新安全設施、制定應急預案等都是保障隧道安全的重要措施。

2.2.5 管理因素

交通管制、日常維護保養以及應急管理在隧道運營安全管理中占據重要地位。合理的交通組織和防控舉措能夠優化運營流程，有效減少隧道內的事故發生。隧道的結構、基礎設施以及電子設備必須定期進行養護維修工作，以便及時發現并處理潛在的安全隱患，確保設施始終維持正常運營狀態。面對緊急突發情況，科學的應急方案能夠指導工作人員迅速、高效地應對，從而最大程度地減少財產損失并降低人員傷亡。

3 高速公路隧道運營防控策略

高速公路隧道運營安全風險的防控策略是一個復雜且多維度的問題，涵蓋隧道土建結構、設備維護、運營管理以及應急處置等多個關鍵環節。

3.1 隧道土建結構策略

（1）嚴格把控建設流程。在隧道土建結構的施工階段，應嚴格遵循相關規范進行設計、施工及驗收，以保障結構的質量與安全性。對于所采用的材料、工藝和技術，應進行細致篩選和嚴格的質量控制，避免因建設質量問題帶來的運營風險隱患。

（2）強化養護與監測機制。定期對隧道土建結構進行細致檢查與養護，并運用現代監測技術對其結構狀態進行實時跟蹤與評估，針對不同的主體結構問題制定各自預處理方案，及時整修和加固，確保結構始終處于穩定安全狀態。

3.2 設備維護策略

（1）定期維護檢查。制定詳盡的設備檢查與維護計劃，定期對隧道內的通風、消防、照明、監控、排水等核心基礎設備進行維護檢查，保障隧道內設備正常使用。

（2）加強技術培訓。強化對工作人員的業務培訓，提高專業素養和管理能力，確保熟練掌握設備的操作與維護方法，提升維護水平，并增強安全防范意識，從而保障設備維護的質量與效率。

3.3 運營管理策略

（1）建立安全管理體系。制定詳盡的安全管理制度與作業規程，確保隧道運營過程的安全可靠。同時，加強對隧道內安全設施的日常管理與維護，確保其正常運作。

（2）優化監控系統。通過先進的交通監控系統和數據處理分析技術，實時掌握隧道內部交通狀況、環境情況，實現動態風險評估和問題預警，進而及時對風險隱患部位排查。在高峰期或突發情況下，通過預警信息，可以迅速采取應急措施，如增派警力、開啟應急通道等，以保障隧道內交通的順暢與安全。

3.4 應急處置策略

（1）建立應急響應機制。制定隧道發生交通事故、危險品泄露、火災、結構損壞等不同突發事件的應急預案，建立應急響應流程和指揮體系，確保在緊急情況下能夠迅速啟動并有效執行應急預案。

（2）提升應急處置能力。明確各級工作人員應急響應的職責，增強管理人員的應急管理能力，定期組織應急演練，增強應急處置的實戰能力。同時，做好宣傳教育工作，規范駕駛員行為習慣，提高自救能力。

4 結語

本文通過分析高速高速公路隧道運營事故特性，探究了高速公路隧道運營安全風險因素和防控策略，從隧道土建結構、車輛、道路狀況、人、管理水平等五個方面解析隧道運營安全影響因素及作用機理，基于隧道土建結構、運營管理、設備維護、應急處置等四個方面提出行之有效的防控策略，對提高隧道運營的安全性、減少事故發生率和降低事故嚴重性具有重要意義。

基金項目：陜西省高校青年創新團隊；2023年陜西交通職業技術學院研究創新團隊資助項目；陜西省自然科學基礎研究計劃項目（項目號：2024JC-YBQN-0609）；陜西交通職業技術學院校級科研項目（項目號：YJ23001、YJ24010）。