高速公路隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析及動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)

蘇東蘭， 郭忠印， 周亞楓， 李志勇

(1.同濟(jì)大學(xué) 道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201804； 2.蘇州科技學(xué)院 道路工程研究中心， 江蘇 蘇州 215009； 3.湖南交通科學(xué)研究院, 湖南 長(zhǎng)沙 410015)

高速公路隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析及動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)

蘇東蘭1,2， 郭忠印1， 周亞楓1， 李志勇3

(1.同濟(jì)大學(xué) 道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201804； 2.蘇州科技學(xué)院 道路工程研究中心， 江蘇 蘇州 215009； 3.湖南交通科學(xué)研究院, 湖南 長(zhǎng)沙 410015)

以湖南多條高速公路隧道路段調(diào)研資料為基礎(chǔ)，分析了高速公路隧道路段運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀。然后分析了不同事件對(duì)隧道路段運(yùn)營(yíng)安全的影響，建立了針對(duì)隧道內(nèi)不同事件的綜合交通管制對(duì)策庫(kù)。并從系統(tǒng)功能、設(shè)備布設(shè)及系統(tǒng)流程等方面，建立了高速公路隧道路段動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由信息采集、信息處理、信息發(fā)布三大模塊以及信息傳輸設(shè)備組成，可實(shí)現(xiàn)隧道路段運(yùn)營(yíng)狀況監(jiān)控，緊急狀況預(yù)警，從而確保行車(chē)安全。

高速公路隧道; 運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn); 規(guī)避對(duì)策; 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

0 引言

高速公路隧道具有提高線(xiàn)形指標(biāo)，減少行程的作用，是路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)安全保障的重點(diǎn)路段。但是由于隧道路段運(yùn)營(yíng)環(huán)境特殊，一旦隧道洞內(nèi)發(fā)生事故，存在車(chē)流疏散困難、救援難度大等問(wèn)題，將影響路段甚至整個(gè)路網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效率。隨著我國(guó)高速公路隧道數(shù)量的增多，也有相關(guān)學(xué)者對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全開(kāi)展研究：孫龍聲開(kāi)發(fā)建立了山區(qū)高速公路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜路段行車(chē)安全預(yù)警系統(tǒng)[1]；鄧其通過(guò)駕駛模擬研究了隧道煙霧環(huán)境下駕駛視覺(jué)安全[2]；趙峰主從運(yùn)營(yíng)事故統(tǒng)計(jì)分析、風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則、風(fēng)險(xiǎn)定量風(fēng)險(xiǎn)分析等方面，研究了公路隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[3]；戴憂(yōu)華研究了隧道(群)路段駕駛行為的特征，建立了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)特征點(diǎn)的識(shí)別方法[4]。國(guó)外開(kāi)始對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全越來(lái)越重視，并開(kāi)展了相關(guān)研究：歐洲在發(fā)生兩次比較大火災(zāi)事故后開(kāi)始重視適當(dāng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)《跨歐公路網(wǎng)中隧道安全最低要求2004年4月29日歐洲會(huì)議/理事會(huì)2004/54/EC號(hào)指令》要求，歐洲各國(guó)必須對(duì)隧道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[5]；世界道路協(xié)會(huì)也提出了公路隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析方法[6]。Beard, A. N.歸納了歐洲隧道的三點(diǎn)安全特性，隧道事故率比一般開(kāi)放性道路略低，接近段區(qū)域比中間段更危險(xiǎn)，非火災(zāi)事故遠(yuǎn)多于火災(zāi)事故[7]；日本也提出了通過(guò)隧道設(shè)計(jì)、交通規(guī)則、隧道內(nèi)安全設(shè)施，實(shí)現(xiàn)降低事故或火災(zāi)發(fā)生的可能性以及減輕事故后果[8]。

隧道目前國(guó)內(nèi)許多長(zhǎng)隧道已有監(jiān)控設(shè)施，但是對(duì)監(jiān)控視頻利用率不高，也缺乏具有針對(duì)性的預(yù)警措施，無(wú)法根據(jù)洞外氣象及洞內(nèi)運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行有效預(yù)警，因此存在一定的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。為了解決該問(wèn)題，有效評(píng)價(jià)隧道路段運(yùn)營(yíng)安全狀況，采取有效對(duì)策進(jìn)行運(yùn)營(yíng)安全管理，建立有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，是提升隧道路段運(yùn)營(yíng)安全水平的重要工作。本文以多個(gè)高速公路隧道行車(chē)安全管理項(xiàng)目的研究為基礎(chǔ)，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避及安全管理方面進(jìn)行研究，建立隧道監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，可為隧道路段運(yùn)營(yíng)安全管理提供參考。

1 高速公路隧道路段運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀調(diào)研分析

本文對(duì)湖南省邵懷、懷通、懷新等多條高速公路隧道交通事故、交通流狀況及氣象條件進(jìn)行了調(diào)研，從通事故特性、車(chē)輛行駛特性等方面分析了隧道路段運(yùn)營(yíng)安全現(xiàn)狀。

1.1 交通事故特性

交通事故研究是交通安全研究的起點(diǎn)，也是道路安全管理對(duì)策研究的基礎(chǔ)工作。本次調(diào)研收集了懷新(懷化～新晃)高速2012年1月到2014年2月隧道路段，以及懷通(懷化～通道)高速開(kāi)通以來(lái)2014年1月至2014年3月隧道路段的事故資料。共發(fā)生事故97次，其中懷新高速74次，懷通高速23次，基本情況如表1所示。

表1 高速隧道路段事故基本情況Table1 Trafficaccidentofexpresswaytunnel按長(zhǎng)度劃分高速公路名稱(chēng)隧道名稱(chēng)長(zhǎng)度/m路面特征道路特征事故起數(shù)/起死亡人數(shù)/人受傷人數(shù)/人懷新高速許家坳隧道410水泥直道100懷新高速水沖隧道480水泥直道100250m

根據(jù)隧道交通事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知：

① 隧道事故事件分布的月份規(guī)律為： 1月至3月總體交通事故發(fā)生數(shù)量較多，8月和9月交通事故數(shù)也較大，分析原因可知：1月至3月冰雪天氣較多路面結(jié)冰濕滑嚴(yán)重，且春節(jié)期間車(chē)流量較大；8、9月降雨集中，路面濕滑，大雨、濃霧等使能見(jiàn)度大幅度降低。

② 事故時(shí)間分布特性顯示，24 h內(nèi)有2個(gè)事故高發(fā)時(shí)段：05:00～09:00、17:00～20:00。此兩個(gè)時(shí)段占全天交通事故總量的40%，分析原因可知：疲勞駕駛；大貨車(chē)比例較大，且平均速度遠(yuǎn)低于小汽車(chē)，超速變道線(xiàn)形現(xiàn)象較多，車(chē)速離散性增大，均是造成事故的主要原因。

③ 事故空間分布特性顯示，洞口附近交通事故發(fā)生的概率較高，而中間路段相對(duì)較低。隧道進(jìn)出口作為行車(chē)環(huán)境的過(guò)渡路段，受“黑洞”及“白洞”效應(yīng)等多方面原因影響，行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)高于其他路段。且發(fā)生在直線(xiàn)隧道的事故多于曲線(xiàn)隧道，分析原因可知：直線(xiàn)隧道中，線(xiàn)形持續(xù)單調(diào)，駕駛員更容量疲勞；曲線(xiàn)隧道更好的解決了光過(guò)渡和眼睛適應(yīng)等問(wèn)題，使駕駛更為安全。

④ 事故形態(tài)以單車(chē)刮擦、追尾事故為主，超過(guò)事故總數(shù)的60%，其次撞固定物和側(cè)翻事故也相對(duì)較多；

⑤ 從事故原因上分析，未降速駕駛(其中包含雨天路面潮濕即能見(jiàn)度低等情況)、操作不當(dāng)、未保持安全距離占了大部分，分別是24.5%、16.3%和15.3%；從死亡人數(shù)上看，主要由超速駕駛引起，另一起造成2人死亡事故原因仍在調(diào)查中；從受傷人數(shù)上看，未保持安全距離、超速駕駛和制動(dòng)不當(dāng)占了絕大部分，分別是35.3%、25.5%和17.6%。

1.2 車(chē)輛行駛特性

車(chē)輛行駛特性的調(diào)研，主要測(cè)量隧道路段的斷面運(yùn)行車(chē)速，試驗(yàn)采用MC5600氣壓管式車(chē)輛分型統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)輔以雷達(dá)測(cè)速儀的方式測(cè)量隧道特征斷面運(yùn)行車(chē)速。對(duì)所調(diào)查數(shù)據(jù)分車(chē)型(客、貨)分別進(jìn)行分組分析，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，繪制車(chē)速變化曲線(xiàn)。通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，獲得了與之前隧道進(jìn)出口安全設(shè)計(jì)研究相類(lèi)似的運(yùn)行速度特點(diǎn)[9]：

① 客車(chē)與貨車(chē)均會(huì)在隧道進(jìn)口處減速，而在出口處加速，其車(chē)速變化曲線(xiàn)基本相同，大型貨車(chē)(D型車(chē))的加速度值小于小型客車(chē)(A型車(chē))，但是A型車(chē)的車(chē)速標(biāo)準(zhǔn)差及車(chē)速變異系數(shù)高于D型車(chē)；

② 平曲線(xiàn)線(xiàn)形對(duì)車(chē)輛的加減速有一定影響，隨著隧道入口曲線(xiàn)半徑的減小，車(chē)輛減速度的絕對(duì)值逐漸增大；縱坡及變坡對(duì)車(chē)輛加減速變化明顯，隧道進(jìn)出口附近往往存在變坡點(diǎn)，出現(xiàn)速度變化；

③ 對(duì)于隧道群，入口過(guò)渡段、群間隙和出口過(guò)渡段的加速度值大于單個(gè)隧道，其中群間隙和出口過(guò)渡段的速度波動(dòng)最大。

2 基于事件的高速公路隧道運(yùn)營(yíng)安全分析

高速公路隧道事件會(huì)導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)狀態(tài)紊亂而產(chǎn)生意外，是引發(fā)、阻礙或中斷隧道交通正常運(yùn)營(yíng)的計(jì)劃或突發(fā)狀況，主要包括交通擁堵、交通事故、交通沖突、地質(zhì)災(zāi)害、惡劣天氣、計(jì)劃事件等。本節(jié)根據(jù)多條高速公路隧道調(diào)研情況，列出導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)狀態(tài)紊亂的事件，分析其對(duì)運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生的影響。

2.1 隧道路段事件

根據(jù)調(diào)研可知，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全影響較大的事件主要包括：交通事件、超速事件、災(zāi)害天氣事件、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件和計(jì)劃事件5大類(lèi)，見(jiàn)表2。

表2 隧道路段事件類(lèi)型Table2 Eventtypeinexpresswaytunnelsections事件類(lèi)型描述交通事件交通事故、車(chē)輛拋錨、車(chē)上落物等超速事件通過(guò)車(chē)輛超過(guò)隧道路段運(yùn)行車(chē)速限值災(zāi)害天氣事件霧、雨、雪等災(zāi)害天氣危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件隧道內(nèi)有運(yùn)輸危險(xiǎn)品的車(chē)輛通行計(jì)劃事件道路養(yǎng)護(hù)或維修等

根據(jù)事件對(duì)交通流運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生的影響程度和影響范圍，將交通事件與計(jì)劃事件分為三級(jí)，將災(zāi)害天氣事件劃分為四個(gè)等級(jí)，一級(jí)最嚴(yán)重，四級(jí)最輕。超速事件及危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件不分級(jí)(見(jiàn)表3)。

表3 事件分級(jí)Table3 Eventclassification類(lèi)型災(zāi)害名稱(chēng)分級(jí)指標(biāo)交通事件交通事故等剩余車(chē)道數(shù)計(jì)劃事件道路養(yǎng)護(hù)等剩余車(chē)道數(shù)災(zāi)害天氣事件霧雨雪能見(jiàn)度/m能見(jiàn)度/m降水量/(mm·d-1)能見(jiàn)度/m雪厚/cm一級(jí)事件0(關(guān)閉設(shè)施)0(關(guān)閉設(shè)施)≤50≤50>250≤150≥15二級(jí)事件11 50～200 50～20050～250150～25010～15三級(jí)事件22200～500200～50025～50 250～375 5～10四級(jí)事件>500>500≤25>375<5

2.2 事件對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全的影響

① 交通事件。

交通事件主要包括交通事故、車(chē)輛拋錨、車(chē)上落物等事件。交通事件發(fā)生時(shí)，降低了隧道的通行能力，隧道屬于高速公路路網(wǎng)的瓶頸路段，較小的交通事故也可能影響到整個(gè)路網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效率。同時(shí)，交通事件也為造成火災(zāi)、二次事故等影響更為嚴(yán)重的事件留下了隱患。

② 超速事件。

由于高速公路上的車(chē)輛行駛速度較高，駕駛員如果超速行駛，一旦遇到緊急情況需要制動(dòng)時(shí)，由于慣性，車(chē)輛無(wú)法在短時(shí)間或短距離內(nèi)立刻停止下來(lái)，就有可能導(dǎo)致交通事故發(fā)生；與普通路段相比，公路隧道屬于半封閉環(huán)境，駕駛員對(duì)周?chē)h(huán)境的判斷會(huì)受到一定影響，車(chē)速過(guò)快時(shí)，對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)不及時(shí)。

根據(jù)火炭灣隧道交通事故的致因分析結(jié)果，62%的事故都是由超速及雨天路面濕滑未降速引起的，由此可見(jiàn)超速是威脅隧道運(yùn)營(yíng)安全的重要事件。

③ 災(zāi)害天氣事件。

災(zāi)害天氣是指對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生重要影響的惡劣氣象條件，雖然隧道內(nèi)不直接受到雨雪等氣象條件的影響，但是隧道群間隙段，隧道內(nèi)路面潮濕情況依舊會(huì)受天氣影響較大，且隧道交通事故分析結(jié)果顯示交通事故與氣象條件之間存在重要關(guān)系?；鹛繛乘淼澜煌ㄊ鹿式y(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，雨天發(fā)生交通事故的概率高于本地區(qū)雨天分布的概率，雖然隧道內(nèi)路面不直接經(jīng)受雨水的作用，但當(dāng)雨天汽車(chē)車(chē)輪將水帶入隧道，可引起洞內(nèi)數(shù)十米長(zhǎng)的路面濕滑。

④ 危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件。

危險(xiǎn)品運(yùn)輸被視為“流動(dòng)的危險(xiǎn)源”，各類(lèi)危險(xiǎn)品在光、力、溫度、濕度或靜摩擦、振動(dòng)的影響下以及與之性質(zhì)不同的物體相接觸時(shí)，極易發(fā)生燃燒、爆炸、毒害、污染等事故。由于隧道特殊的環(huán)境封閉性，一旦發(fā)生危險(xiǎn)品事故救援難度大，將會(huì)造成更為嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3 高速公路隧道路段交通管制對(duì)策庫(kù)

隧道動(dòng)態(tài)預(yù)警對(duì)策是針對(duì)隧道內(nèi)不同事件提出的綜合交通管制措施，本文根據(jù)隧道路段事件分析結(jié)果、參考相關(guān)研究成果[10]，提出包括災(zāi)害天氣事件對(duì)策、交通事件對(duì)策、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件對(duì)策、計(jì)劃事件對(duì)策以及超車(chē)事件對(duì)策。

3.1 分級(jí)事件隧道行車(chē)控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)策

① 交通事件對(duì)策。

隧道內(nèi)交通事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)交通事件占用的車(chē)道數(shù)采取不同的對(duì)策，并及時(shí)通知隧道管理人員，路政、交警等相關(guān)部門(mén)，啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。隧道左、右線(xiàn)接近事件發(fā)生區(qū)域的可變情報(bào)板顯示事故內(nèi)容，事件上游的車(chē)道指示器顯示紅色“×"，禁止前行；事故下游車(chē)道的車(chē)道指示器顯示綠色的“↑”，使車(chē)輛按正常方式離開(kāi)隧道。待救援人員布置交通錐形路標(biāo)等分隔事故點(diǎn)后，上游受阻車(chē)輛在救援人員的指揮下進(jìn)行疏散。

② 災(zāi)害天氣事件對(duì)策。

災(zāi)害天氣事件對(duì)策，主要包括霧天、雨天以及雪天的行車(chē)控制標(biāo)準(zhǔn)。該控制標(biāo)準(zhǔn)指隧道進(jìn)出口過(guò)渡段(5S行程)的氣象條件，為了防止車(chē)輛隧道內(nèi)加速行駛，隧道內(nèi)采取與進(jìn)出口過(guò)渡段同樣的控制措施

③ 計(jì)劃事件對(duì)策。

計(jì)劃事件發(fā)生時(shí)，隧道管理人員提前設(shè)置好隧道入口外可變信息板及車(chē)道指示器，進(jìn)入隧道進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)或維修的相關(guān)工作人員注意做好安全防護(hù)工作。

交通事件、災(zāi)害天氣及計(jì)劃事件隧道行車(chē)控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 交通事件、災(zāi)害天氣及計(jì)劃事件隧道行車(chē)控制標(biāo)準(zhǔn)Table4 Trafficcontrolstandardoftrafficincident，disasterweatherandplaneventsintunnel事件等級(jí)限速/(km·h-1)一級(jí)事件隧道關(guān)閉、組織車(chē)輛繞行二級(jí)事件40三級(jí)事件60四級(jí)事件80 注：事件范圍內(nèi)若有滯留人員或作業(yè)人員，相應(yīng)限速值再減小20km/h。

3.2 超車(chē)事件對(duì)策

監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控設(shè)備采集的信息進(jìn)行處理分析，判定此時(shí)是否有災(zāi)害天氣事件、交通事件和計(jì)劃事件等的發(fā)生，綜合決策出此時(shí)隧道的限速值。車(chē)牌識(shí)別視頻測(cè)速設(shè)備監(jiān)測(cè)到超速車(chē)輛時(shí)，監(jiān)控中心向可變信息板發(fā)布指令的同時(shí)，通知相應(yīng)的執(zhí)法部門(mén)，在隧道出口處進(jìn)行執(zhí)法。超速事件對(duì)策如表5所示。

表5 超速事件對(duì)策Table5 Countermeasuresforexcessivespeed是否超速對(duì)策是發(fā)布超速信息，停車(chē)罰款否發(fā)布一般警示信息

3.3 危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件對(duì)策

國(guó)內(nèi)外采取的降低公路隧道危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故風(fēng)險(xiǎn)控制措施主要有[12]：完全禁止通行、通行時(shí)段管制、規(guī)定行車(chē)間距、引導(dǎo)護(hù)送運(yùn)行、禁運(yùn)特殊貨物和限定物品數(shù)量，往往根據(jù)不同的隧道狀況、運(yùn)輸管理要求采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。參考目前國(guó)內(nèi)外隧道危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理對(duì)策，結(jié)合高速公路隧道路段運(yùn)營(yíng)狀況調(diào)研現(xiàn)狀，根據(jù)危險(xiǎn)品種類(lèi)的不同提出危險(xiǎn)品運(yùn)輸事件對(duì)策，如表6所示。

表6 危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理對(duì)策Table6 Managementcountermeasuresfordangerousgoodstranspor?tation危險(xiǎn)品種類(lèi)管理對(duì)策易燃易爆等危險(xiǎn)品關(guān)閉隧道、禁止通行有毒放射性危險(xiǎn)品交警或隧道管理所安排車(chē)輛帶隊(duì)通行

4 高速公路隧道路段動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隧道洞內(nèi)外突發(fā)事件具有一定的隨機(jī)性和不預(yù)測(cè)性，因此為了保障隧道運(yùn)營(yíng)安全需要對(duì)隧道內(nèi)的突發(fā)事件以及影響運(yùn)營(yíng)安全的洞外氣候進(jìn)行有效監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，參照動(dòng)態(tài)管理對(duì)策，進(jìn)行有效的信息發(fā)布和交通管制，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警的目的。本節(jié)從系統(tǒng)功能、設(shè)備布設(shè)及工作流程3個(gè)方面，建立了高速公路隧道路段監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4.1 系統(tǒng)功能及組成

根據(jù)隧道內(nèi)事件分類(lèi)分級(jí)，以及其對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響分析結(jié)果，研究提出本系統(tǒng)作為一種布設(shè)在山區(qū)高速公路的隧道動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，可由信息采集、信息處理、信息發(fā)布3大模塊以及信息傳輸設(shè)備組成。并應(yīng)具有如圖1所示的系統(tǒng)功能：

① 信息采集。

通過(guò)外場(chǎng)設(shè)備獲取實(shí)時(shí)路況信息，包括天氣狀況、車(chē)輛行駛參數(shù)采集、隧道內(nèi)交通事件采集等信息。該功能由布置在隧道洞口前的氣象監(jiān)測(cè)器(能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)器、雨量器、雪深監(jiān)測(cè)器)、攝像機(jī)、車(chē)牌識(shí)別、測(cè)速設(shè)備，交換機(jī)等信息交換設(shè)備共同完成。

② 信息傳輸及處理。

采集到的數(shù)據(jù)傳輸至信息處理模塊，信息處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行危險(xiǎn)狀態(tài)識(shí)別，包括災(zāi)害天氣等級(jí)、車(chē)輛區(qū)間運(yùn)行速度、隧道內(nèi)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛位置與隧道內(nèi)交通事件識(shí)別。該模塊功能由處理主機(jī)及光纖或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸完成。

③ 信息發(fā)布及共享。

根據(jù)事件識(shí)別的結(jié)果，進(jìn)行預(yù)警信息提示；同時(shí)，將事件信息及交通管理與控制信息傳輸至交警部門(mén)、路政部門(mén)等部門(mén)。信息發(fā)布模塊由可變信息板、車(chē)道指示燈等設(shè)備組成。

圖1 動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Function structure of dynamic early warning system

4.2 設(shè)備布設(shè)

隧道動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備布設(shè)與隧道長(zhǎng)度、運(yùn)行環(huán)境、交通狀況有關(guān)，不同隧道的布設(shè)存在不同。根據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的組成要求，本文以湖南省懷通高速公路火炭灣隧道(左線(xiàn))為例，進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)的總體布置，如圖2所示。

圖2 動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備總體布置圖Figure 2 Equipment layout of dynamic early warning system

4.3 工作流程

高速公路隧道路段動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)總體流程如圖3所示。

圖3 高速公路隧道路段動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)總體流程Figure 3 Overall process of dynamic warning system in expressway tunnel

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出針對(duì)隧道不同事件的綜合交通管制措施，可為不同的隧道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中提供有效的交通管理與應(yīng)急處置措施，能更好地服務(wù)于隧道監(jiān)控所、交警、路政等部門(mén)。在充分調(diào)研分析高速公路隧道路段運(yùn)營(yíng)狀況的基礎(chǔ)上，建立的隧道路段動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)是有效監(jiān)測(cè)隧道洞外天氣洞內(nèi)運(yùn)營(yíng)狀況的集成系統(tǒng)，是改善山區(qū)高速公路隧道路段安全狀況的有效措施。隧道路段監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建立了基于事件的預(yù)警對(duì)策庫(kù)，可全面實(shí)現(xiàn)山區(qū)高速公路隧道路段災(zāi)害天氣、交通事件、超速事件、危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)仁录膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，從而提高運(yùn)營(yíng)安全性。

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Study on Operation Risk Analysis and Dynamic Warning System of Expressway Tunnel

SU Donglan1,2， GUO Zhongyin1， ZHOU Yafeng1， LI Zhiyong3

(1.The Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2.Road Engineering Research Center, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou, Jiangsu 215009, China; 3.Hunan Communication Scientific Academy, Changsha, Hunan 410015, China)

Based on the operation situationsurvey data of expressway tunnel(s)in Hunan province, this paper analyze the operation safety situation. Then according to influence of different events on the tunnel operation safety, the comprehensive traffic control measures to each event are put forward by respectively. The tunnel dynamic warning system were puts forward based on system function, equipment layout and work flow. This dynamic warning system was including The system consists of information collection, information processing, information release and information transmission equipment, which can monitoring the tunnel sections operational condition and carry out early warning to the emergency condition.

expressway tunnel; operation safety; traffic control; dynamicwarning system

2015 — 02 — 03

交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目(2014318785090);湖南省交通科技項(xiàng)目(200926)

蘇東蘭(1985-)，女，廣西平樂(lè)人，博士生，主要研究方向：道路工程、交通安全工程。

U 458

A

1674 — 0610(2016)06 — 0010 — 06