【安防展覽網(wǎng) 視點跟蹤】公路隧道結(jié)構(gòu)特殊，與普通路段相比，交通事故尤其是追尾和撞壁事故多發(fā)。分析隧道交通事故發(fā)生的原因，提出可采取的措施，對于提升隧道交通安全具有重要意義。今天交通言究社邀請武漢理工大學(xué)教授杜志剛為您介紹相關(guān)內(nèi)容。
改善公路隧道安全的必要性
追尾、撞壁等隧道交通事故高發(fā)
統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，隧道內(nèi)交通事故類型主要有追尾、撞壁、翻車、火災(zāi)等，其中，追尾和撞壁的事故數(shù)量較多，如圖所示。
經(jīng)過對事故致因分析發(fā)現(xiàn)，隧道出入口光環(huán)境劇烈過渡和隧道中部駕駛與視覺環(huán)境昏暗、單調(diào)、封閉等是導(dǎo)致事故的主因?；旧显谒淼廊肟诤茈y看到前車，隧道出口也很難看到前車。那么，什么是黑洞和白洞效應(yīng)？從很明亮的空間到黑暗的空間或者從黑暗的空間到明亮的空間，在照度上會產(chǎn)生劇烈變化，變成“黑”或者“白”；從寬敞的空間到狹窄的空間或者從狹窄的空間到寬敞的空間，在空間上有劇烈的變動，形成“洞”，這樣就會形成黑洞或白洞效應(yīng)，視覺適應(yīng)困難，給駕駛?cè)藥韲乐氐囊曞e覺，同時，由于視距視區(qū)降低，容易造成追尾、撞壁事故。
目前隧道“高配低用”現(xiàn)象普遍
現(xiàn)階段，我國公路隧道接近2萬座，普遍存在隧道機電設(shè)備配得起、用不起的問題。據(jù)統(tǒng)計，全國公路隧道每年耗電量高達數(shù)百億度，費用超過數(shù)百億元，耗電量巨大。但在巨大耗電的情況下，公路隧道開燈率卻遠低于行業(yè)標(biāo)準，“高配低用”現(xiàn)象顯著。公路隧道光環(huán)境昏暗單調(diào)，這種不開燈或者少開燈看似節(jié)能的方式卻犧牲了交通安全。
公路隧道交通事故頻發(fā)，隧道環(huán)境現(xiàn)狀不容樂觀，改善公路隧道交通安全與照明節(jié)能具有很強的現(xiàn)實緊迫性。低成本改善公路隧道安全是主流趨勢，那么，改善公路隧道安全具體有哪些措施，實際應(yīng)用中又應(yīng)如何選擇呢？
改善公路隧道安全的措施
隧道洞口的遮光棚
遮光棚能夠降低隧道洞口附近的適應(yīng)亮度；在一定程度上減少加強照明的功率，有效降低隧道運營期間的能耗，具有良好的節(jié)能效果。遮光設(shè)施初期成本較高，但能大量節(jié)約照明成本，長遠來看較有利，同時景觀效果也非常好。因此，公路隧道用得很少，城市隧道用得多一些。
通過對隧道口遮光棚調(diào)研、分析、實驗發(fā)現(xiàn)，蟬翼式遮光棚、反削竹式遮光棚是較為合理的遮光設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)照度、空間、參照物的合理過渡。遮光棚的優(yōu)點是緩和照度、及空間劇烈過渡，降低隧道出入口照明亮度要求。缺點是難于定位遮光棚屬于隧道主體結(jié)構(gòu)還是交通工程設(shè)施，隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命要求是100年，而作為交通工程設(shè)施，一般使用壽命不超過20年；規(guī)范并未強制性設(shè)置，目前通常將其歸為景觀設(shè)施，而對景觀設(shè)施并沒有規(guī)范上的強制要求；對于已建成的隧道很難再設(shè)置遮光棚。據(jù)統(tǒng)計，我國公路隧道95%以上都沒有設(shè)置遮光棚。
燈具照明
燈具照明的優(yōu)缺點及主要方式
燈具照明是保障隧道安全中使用較多的設(shè)施，尤其在隧道入口段和出口段對亮度值要求很高，需要隧道燈具密集排布。其優(yōu)點是增大隧道內(nèi)環(huán)境亮度、緩和隧道出入口照度劇烈過渡、基礎(chǔ)理論研究和標(biāo)準規(guī)范充足。缺點是運營成本大、耗費大量電能，據(jù)估算，1公里高速公路隧道每年因電能耗費40到60萬元；難以實現(xiàn)內(nèi)外光照的合理過渡；成本大的智能調(diào)光等技術(shù)在我國推廣較難，因為目前我國大部分公路隧道處于比較低的養(yǎng)護水平，且車流量小，大部分養(yǎng)護單位長期處于虧本經(jīng)營狀態(tài)。
燈具照明有兩種方式。
▼ 逆光照明
燈光的投射方式逆向行車方向，大部分光投向汽車前進方向，從而提高目標(biāo)的背景亮度，使前方車輛或目標(biāo)更容易辨認，可節(jié)約30%左右的燈具。逆光照明較容易辨識障礙物，提高路面平均亮度，但眩光明顯，適用于流量較小的隧道入口。
▼ 順光照明
照明燈具沿著車輛行駛方向?qū)β访孢M行照明，直接入射駕駛員眼睛的照明光線與駕駛員視線夾角大于眩光產(chǎn)生的范圍角。順光照明能提升對前車的視認性，減少眩光，但能見度低，受光照隧道壁反射及路面狀況影響，適用于流量大、車速高的城市隧道。
國內(nèi)外隧道照明標(biāo)準比較
在照明標(biāo)準上，我國的標(biāo)準有《公路隧道照明設(shè)計細則》(JTG-T-D702-01-2014)以及《公路隧道設(shè)計規(guī)范》；歐洲的標(biāo)準為《公路隧道和地下通道照明指南》(CIE88-2004)；美國的標(biāo)準為《美國隧道照明國家標(biāo)準》(ANSI/IESNARP-22-05)。我國的照明標(biāo)準參照了美國和歐洲的規(guī)定，總體上與歐洲的標(biāo)準比較接近。
雖然我國隧道照明相關(guān)標(biāo)準與國外類似，但在實際應(yīng)用中有很大差異。國外的照明設(shè)施相對充足，照明及應(yīng)急救援照明完善，開燈率較高，隧道環(huán)境明亮，安全性高；國內(nèi)尤其是中西部地區(qū)照明設(shè)施缺乏，開燈率較低，不足50%，隧道環(huán)境昏暗，不利于安全駕駛。不過我國開燈率低，但耗電量卻不低，有數(shù)據(jù)顯示：我國用電相對成本為美國的30倍，因此，我國隧道亟需采用能夠滿足安全與節(jié)能雙要求的照明方法。
視線誘導(dǎo)設(shè)施
視線誘導(dǎo)設(shè)施相關(guān)規(guī)范
我國《公路隧道照明設(shè)計細則》(JTG/T D70/2-01-2014)對中短隧道及低等級公路隧道沒有嚴格的照明要求。但是，據(jù)統(tǒng)計我國中短隧道的數(shù)量和長度占40%左右，那該怎么樣考慮保障這些隧道中的車輛與行人的安全呢？《公路隧道照明設(shè)計細則》規(guī)定了不設(shè)置照明設(shè)施的隧道應(yīng)設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施，但并沒有明確規(guī)定該如何設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施。
目前，關(guān)于視線誘導(dǎo)設(shè)施的設(shè)置，《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(JTG D81-2017)中提到：應(yīng)對駕駛?cè)诉M行有效視線誘導(dǎo)；加強視線誘導(dǎo)設(shè)施的設(shè)置；不同視線誘導(dǎo)設(shè)施之間應(yīng)協(xié)調(diào)設(shè)置?！豆方煌ò踩O(shè)施設(shè)計細則》(JTG/T D81-2017)也有一些基本要求：視線誘導(dǎo)設(shè)施的反射體，在正常的入射角、觀察角條件下，應(yīng)保持恒定的、充足的亮度，應(yīng)能滿足大、小型車在近光和遠光燈下的識別與確認要求；在設(shè)置多種視線誘導(dǎo)設(shè)施的路段，應(yīng)協(xié)調(diào)不同視線誘導(dǎo)設(shè)施之間的間距和高度，宜保證視線上的一致性和連續(xù)性。
常見視線誘導(dǎo)設(shè)施
▼ 輪廓標(biāo)
隧道側(cè)壁應(yīng)設(shè)置雙向輪廓標(biāo)；隧道內(nèi)設(shè)有高出路面的檢修道時，在檢修道頂部靠近車行道方向的端部或者檢修道側(cè)壁應(yīng)增設(shè)輪廓標(biāo)；在線形條件復(fù)雜的路段應(yīng)設(shè)置反光性能較高、反射體尺寸較大的輪廓標(biāo)。
▼ 隧道輪廓帶
特長隧道、長隧道可每隔500m設(shè)置一處隧道輪廓帶，視距不良等特殊路段宜適當(dāng)加密；無照明的二級及以下等級公路隧道可視需要設(shè)置隧道輪廓帶。
隧道輪廓帶形式比較多樣，圖13所示為隧道視線誘導(dǎo)系統(tǒng)，利用逆反射技術(shù)及蓄能自發(fā)光技術(shù)，設(shè)置反光環(huán)，配合其他逆反射設(shè)施(貓眼
道釘)和自發(fā)光設(shè)施(自發(fā)光輪廓標(biāo))，起到應(yīng)急逃生與方向誘導(dǎo)的作用。圖14所示為隧道反光環(huán)，由逆反射材料制成，可增加隧道輪廓辨識度，幫助駕駛員判斷隧道寬度，起到增加空間感(豎向、橫向、縱向)的作用。
綠色能源利用
除了這些措施以外，還有一些綠色能源可以利用，主要包括新能源(太陽能、風(fēng)能發(fā)電、太陽能光纖)及蓄能自發(fā)光涂料。如圖15所示為太陽能發(fā)電的應(yīng)用，但這類新能源適用于中短隧道，其技術(shù)要求高、建設(shè)成本大、養(yǎng)護維修費用高，且可能會造成污染。如圖16所示為隧道側(cè)壁采用蓄能自發(fā)光涂料進行輔助照明，涂料發(fā)光可使隧道側(cè)壁具有一定的亮度；同時采用高反射率反光蓄光涂料還能起到反射增光的作用，改善隧道照明環(huán)境。
綜上幾種改善公路隧道安全的措施，洞口遮光設(shè)施、燈具照明、綠色能源利用可以起到改善隧道整體亮度的效果；隧道視線誘導(dǎo)設(shè)施可以起到改善隧道局部亮度、增加隧道視線誘導(dǎo)性的效果。整體而言，視線誘導(dǎo)設(shè)施性價比高，應(yīng)用廣泛，尤其適用于照明不足養(yǎng)護程度低的低等級公路隧道。但是，現(xiàn)階段對上述改善技術(shù)措施的使用和研究也存在一定問題，如：集中于主動照明，對逆反射、自發(fā)光等低成本誘導(dǎo)方法研究少；缺乏對隧道各分段進行視覺需求分析與交通安全分析；隧道視線誘導(dǎo)設(shè)施(反光環(huán)、突起路標(biāo)、輪廓標(biāo))頻率、尺寸、色彩混亂；隧道洞口防護設(shè)施設(shè)置不足，如防撞墊、路側(cè)護欄等；隧道應(yīng)急誘導(dǎo)救援系統(tǒng)存在不足，應(yīng)急誘導(dǎo)標(biāo)識使用少等。
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