隧道交通安全影响因素及防治措施研究

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

引言

公路隧道设计是公路安全和路线设计的重要部分，在地形复杂的情况下进行公路建设，可考虑隧道作为比选方案。隧道方案具有可减少对环境和土地的破坏，保护土地资源，降低交通堵塞和环境污染等优势；其数量、总长以及占比均持续增长。截至2018年底，全国公路隧道共17738处，总长1723.61万米，占公路总里程0.0356%。2010年～2018年，隧道、特长隧道、长隧道总长统计见下图1。隧道事故主要有：两辆及两辆以上车辆间碰撞、车辆撞上隧道某部分实体、火灾、隧道实体坍塌等，本文仅对交通事件类型[1]之一交通事故的影响因素及防治进行研究。隧道交通安全由人、车、环境共同决定，本文基于对人、车、环境三个方面的考虑，对其影响因素及防治措施进行分析。

图1 2010年～2018年隧道、特长隧道、长隧道总长统计

一、隧道行驶安全影响因素

隧道行驶行为是“人”于隧道“环境”中驾驶“车”产生，是人、车、环境(隧道)的共同作用。因此，以下从人、车、环境三个方面对交通安全的影响因素进行分析。

(一)过渡区及速度变化

将车辆自开放式公路(包括公路桥梁)驶入至隧道，而后驶出至开放式公路或连续隧道的连接路段的整个区间分为：隧道进口过渡段、隧道进口、隧道内部、隧道出口、隧道出口过渡段[2]；亦有研究人员[3]给出入(出)口、过渡段、中间段的划分。主要是基于两个原则：

1.出、入口因存在明暗环境变化以及速度变化，应给予重视。白天隧道内外亮度差别较大，从明亮处驶入相对较暗的隧道，驾驶人员通常会在靠近入口处减速以适应亮度较低的隧道；驶出时视野较好会提高速度，但易受“炫光”影响。夜间驶出时因“黑洞”现象，看不清外部道路的线形和障碍物，对驾驶造成影响。

2.过渡区是相对危险区域，驾驶人员通常会在驶入和驶出隧道时，调整行驶速度来适应变化的环境。驾驶人员以较高的速度驶向隧道，当车辆接近隧道时，驾驶人员通常在靠近入口处减速以适应相对较暗的环境。通过隧道后，车辆速度低于开放式公路行驶的速度，驶出时通常会提速。这种速度波动对交通安全会产生有害的影响。

(二)照明

我国隧道照明标准[4]给出了照明设计方案，但对昼夜差异、驾驶人视觉认知以及隧道内道路线形、长度等并未作考虑。实际隧道照明设计时，昼夜方案相同，且出入口段落并未设置阶梯变化；运营过程中，存在将双侧改为单侧，甚至取缔的现象。赵炜华等[5]详细分析了昼、夜间入、出口及中间段的照明设计需求，并指出就昼、夜间明/暗适应问题，应针对性设置缓和、渐变照明方案。总的来看，照明设计取决于隧道横截面、长度、基础及岩层特性等，白天与夜间亦不相同。

1.昼间照明

白天司机进入隧道后能较快适应隧道内相对较暗的环境，因适应过程所驶过的距离与行驶速度有关。从明亮处驶入相对昏暗的隧道，隧道入口和过渡区照明应逐渐降低，Bassan等[3]提出沿隧道路线走向照明设计如下图2。相反，从隧道驶出，则需逐渐提高照明。具体来说就是，隧道末端有最高的照明强度，过渡区往内照明强度逐渐降低。过渡区的照明使得驾驶人员在驶向隧道入口时能很好地识别路线走向和隧道边墙下部。

图2 照明变化设计

2.夜间照明

夜间隧道外环境照度较低，驶入隧道时，属低照度环境下的明适应[5]，对驾驶人识认前方环境影响较小，但为减小环境的差异，应逐渐增加照度；为减小驶出时的暗适应，中间段照度相对越低越好；驶出时存在无法看清隧道外环境的问题，此为夜间隧道出口事故的重要原因，因而应设置为逐渐降低照度。

(三)隧道设计及路表特征

1.纵坡增大时，重型车辆会减速，客货车间速度差增大，车辆发生碰撞的可能性增加。相比来看，复杂的水平线形对行驶安全的影响更大。隧道有界的横断面阻挡了驾驶人员的视线，有研究表明，碰撞几率与平曲线半径相关，半径越小，碰撞几率越大。

2.在隧道内，驾驶员的感知反应能力不同。由于隧道环境的限制，驾驶员会感觉驾驶状态不易保持，但因此又会更为警惕。

3.隧道内外可能采用不同的面层材料，摩擦系数等力学性能不同，车辆在经过衔接段时会受到影响。

4.已有研究就隧道长度对行驶安全的影响结论并不十分统一，仅有少数研究认为较长的隧道相对安全。多数研究认为，隧道长度越长，驾驶人员在行驶过程中注意力会下降，隧道单调的视觉环境会导致定位判断产生误差。胡立伟等[2]指出，长隧道中，汽车跟驰较久至出口外部行车环境较好时，易出现逃逸心理，发生超速等危险驾驶行为。

二、防治措施

(一)设计要求

主要应把握如下几点：

1.因其存在区别于一般开放式公路的固有特点：①设计截面、②照明、③路面摩擦系数、④驾驶员为适应隧道环境的感知反应时间、⑤通风设计需要对纵向坡度的影响等，在保证结构安全的情况下，其自身的线形、横截面等设计应满足规范要求，并尽量保证相对较高的技术指标；

2.进出口过渡衔接段应综合考虑运行速度差、环境照度差、路面突变、横断面变化等进行设计[6、7]。

3.为减小因隧道较长时视觉环境单调导致的视觉疲劳，应合理设置警示(提示)标志等，以提高驾驶人员的注意力。

(二)照明

隧道内照明是影响行驶安全的极为重要的因素之一，应定性和定量分析驾驶人对隧道照明的视觉和心理需求，合理制定照明方案，其中应考虑昼夜差异以及出入口、过渡段和中间段的区别，包括中间段最佳照度、明/暗适应时间及照度等。

(三)管理和评价

管理部门应定期、经常性地检查隧道内设施、标志等是否完好，建立投诉建议渠道，通过驾乘人员的反馈对设备、设施进行完善优化。当前国内对隧道交通安全评价尚未形成系统的、可操作的方法，邬洪波等[8]通过实车试验对速度和驾驶员心理、生理指标进行观测分析，提出了隧道进口段的安全评价方法和标准。就安全评价方面仍需开展进一步研究，以便为提高隧道内行驶安全提供理论和试验支撑。

三、结论

本文基于对隧道区别于一般开放式公路设计截面有界、24h提供照明、为适应隧道环境的感知反应时间等特点的把握，从人、车、环境等方面对隧道交通安全的影响因素进行了分析，主要包括过渡区及速度变化、照明、设计及路表特征等。1)出、入口因存在明暗环境变化、视野变化等，驾驶人员会对速度进行调整，因而产生速度波动，对交通安全会产生影响。2)设计和实际运营时，照明方案不能很好地适应于驾驶人员的明/暗适应和昼夜区别等心理和生理需求。3)纵坡、横截面有界、单调的隧道环境以及长度等都会对驾驶行为产生影响。纵坡增大时，重型车辆减速，客货车间速度差增大，车辆发生碰撞的可能性增加；有界的横断面会影响驾驶人员的视线；单调的视觉环境会导致定位判断产生误差；长隧道中，汽车跟驰较久至出口外部行车环境较好时，易出现逃逸心理，发生超速等危险驾驶行为。

针对性地给出了提高隧道交通安全的防治措施。应充分把握其区别于一般开放式公路的特点，提高设计技术指标，综合考虑运行速度差、环境照度差、路面突变、横断面变化等对衔接段进行设计；合理制定照明方案；加强管理力度等。本文对影响因素及防治措施的分析及结论，为减少公路隧道交通事故，提高交通安全提供了理论支撑。