因为憧憬所以相信

文/本刊记者 汪玚

因为憧憬所以相信

文/本刊记者 汪玚

韩直，重庆交通科研设计院研究员、博士，国务院政府特殊津贴专家，从事交通工程科研、设计与咨询工作多年，著有《公路隧道节能技术》、《公路隧道运营安全技术》。

Belief in Engineer读懂工程师的信仰

如果将我国隧道里程看作一支股票，相信会是股民们都热衷追捧的“绩优股”，一路上扬的曲线映射着我国隧道建设的跨域式发展。

从1908年，由杰出工程师詹天佑规划并督造的我国自行修建的第一座越岭铁路隧道——京张铁路八达岭隧道建成，仅18个月完成全长1091米，名动天下，到全长18020米，应用最先进全断面隧道掘进机技术的秦岭隧道，中国隧道建设如同连续跳级的少年，用短时间完成了学长学姐们的课时。

近15年来，我国公路建设飞速发展，并逐渐向西部山区延伸，公路隧道里程也呈爆发式增长态势。2000年，全国公路隧道1683座，里程62.8万米，到2012年，全国公路隧道10022处、805.27万米，里程增长十多倍。外国隧道专家在秦岭隧道贯通后曾说，“就隧道修建的技术进步，中国用20年的时间走完了发达国家50年甚至100年走完的路程。”

然而，随着运营公路隧道的快速增加，隧道运营交通安全问题日益凸显。隧道的道路情况复杂，并具有封闭的特殊性，一旦发生事故，除了造成一般交通事故的人员伤亡、车辆损毁、交通堵塞等后果外，还易引起火灾、爆炸等次生灾害，导致救援、疏散困难，事故后果往往十分严重。

继2010年的采访后，记者又联系到重庆交通科研设计院研究员、博士韩直，在采访过程中，这位享受国务院政府特殊津贴专家、曾获国家科技进步一等奖的年过五十的老专家显得格外和蔼可亲、积极乐观，正如他的QQ网名“天上有太阳”。或许，正是因为满怀憧憬，期望用双手改造他所相信的行业。

安全，是至高的目标

近年来，公路隧道运营安全技术得到了普遍关注和迅速发展，国内隧道大省也纷纷积极探索研究。目前，公路隧道运营安全技术在规范标准的编制，技术应用，公路隧道运营安全评估，控制技术、灾害预防与应急救援等方面上交了多张“优异答卷”。

安全问题的重点在于主动安全技术（如防火技术、预警技术、安全管理和评价技术等），即做好事故的预防，把发生事故的可能性降到最低，这样可以最大限度的保障道路使用者的生命和财产安全。而被动安全技术（如灾害的应急疏散技术、消防技术），则是在事故发生后采取的减少灾害的严重程度的技术，也同样不可忽视，否则，隧道灾害，尤其是特长隧道和隧道群的灾害一旦失控，其后果（例如隧道火灾引起的爆炸）常常非常严重。

“我们更侧重于主动安全技术，因为如果做好了安全预防，无限接近于消除事故和灾害的发生，才能减少减灾、救灾的压力，从根本上杜绝事故和灾害的发生。”

路过的不仅是隧道更是技术认同

自2000年6月1日发布实施的《公路隧道通风照明设计规范》（以下简称为《规范》），作为交通行业公路隧道通风照明设计的首部专业规范，对推动我国公路隧道营运通风照明工程科技进步和规范其设计行为起到了积极的作用，但由于当时我国隧道较少、照明技术较落后，主要依据国外上世纪90年代初期的成果，与目前的公路隧道照明应用存在较大差距。

设计的实现不仅需要适应应用的需要，还要指导应用的实践。《规范》是基于L20、设计速度和交通量来确定安全行车的照明需求，而依据这三个参数并不能确定安全行车的照明需求。

韩直向记者举例说明：目前国内外照明理论普通认可的观点是照明需求与交通量的大小成正比，照明需求的确定方法主要有以下方法：方法1以CIE为代表，根据需要的停车视距和隧道照明等级确定照明需求，隧道照明等级由交通量的大小和交通组成所决定；方法2以中国为代表，以混合交通量和设计速度为参数，根据这两个参数确定照明需求。

②或为李铁夫去世后，黎家提供给美院收藏。同时应包含油画2件，书法1件。书法即李铁夫自署的“旅台画集”。

方法1存在的问题在于，照明需求与交通量的大小成正比这一结论与实际不符。交通量最大时，交通流处于跟踪状态，跟踪车只要开启车辆大灯，就可以清楚地看见前导车，照明需求不是最大，而是最小。

方法2除了存在方法1存在的问题外，在照明需求与行车安全之间没有建立直接的关系。隧道交通事故以追尾为主，事故中又以货车居多，影响隧道行车安全的主要因素是停车

视距。

两种方法均未考虑大车混入率大小的影响，而混合交通量与速度并不能完全确定停车视距，无法说明提供的照明需求能满足安全的需要。

一些人存在认识误区，认为确定安全行车的照明需求主要取决于交通量的大小，实际上，

最关键的“黑匣子”在于行车所需要的辨识距离，包括车辆跟踪和超车时的刹车距离。同时，虽然隧道内按照规定禁止超车，但从安全保障和考虑国内驾驶员的行车习惯，隧道照明应提供足够的安全视距，该距离需要通过车辆跟踪和超车时的刹车距离来确定。

对细节苛求

隧道事故不时出现，而初次交通事故如不能及时预警后方来车，更易引发二次交通事故和火灾、爆炸等次生灾害，这也是我国大多数重特大交通事故的主要形态。究其原因，韩直将目光锁定在各个细节，如隧道交通灯的安装方式对隧道运营安全的影响。

目前国内外的公路隧道布灯大致有以下三种基本方式：双侧对称布置、双侧交错布置、中间布置。这些传统布灯方法的共同特点为：传统照明隧道内部设置有入口段和中间段，甚至还设置有过渡段和出口端，但其布灯方式主要以中间段为基础，都设置有基本照明灯组，布灯方式都是在隧道的圆弧顶壁上安装照明灯，有的安装在圆弧顶壁的两侧，有的安装在圆弧顶壁的顶端，而公路隧道的高度往往在6、7米以上，相应照明灯距离地面的高度也达到了5.2米以上。

而照明灯布灯过高，加大了灯组的维修难度；同时，一旦发生火灾，烟雾上串，很容易就遮挡住5米以上的灯组，灯组无法对逃生路径照明，影响隧道运营安全；灯组过高，光路过长，会造成路面光照强度的损失，增加路灯的能耗。

“推荐采用低度照明方式，实现提高维修便利性、火灾逃生照明的有效性、不改变原有光源性能且提升光源效能。”

安全，是至高的目标。图为京珠北举行的隧道火灾事故联合演练

“愚公移山”不怕慢

行业标准滞后，自制知识产权的机电设备少，系统化、信息化、智能化水平有待提高……中国公路隧道运营安全技术发展前路上，还有一道道需要斩破的壁垒。

公路行业目前整体在向智能化发展，公路隧道机电设施非常集中，隧道安全风险在线评估、装备设施在线检测、运营环境在线控制、系统状态远程诊断、运营状态识别预测、控制策略实时生成等都和智能交通密切相关，智能化发展的需求更加明显和迫切。

韩直坦言，发展前路正面临着“三座大山”，管理、技术和体制。重建轻管，信息很多，没用好，删不得，甚至成为灾难，增加管理成本；技术成果多，示范少，标准管的区域宽、参数范围宽、更新时间长；交通运营执法管理权在公安部门，设施保障管理权在交通部门，在发生异常事件,如火灾,容易造成管理上脱节或响应滞后，同时，由于管理上条块分割，导致了交通信息孤岛等问题的出现。要打破这些壁垒，在交通管理体制上需要不断深化改革，在技术上还要继续探索，并加快推广应用的力度和速度，切实解决公路隧道运营安全现存的诸多矛盾。

由于标准管的区域宽、参数范围宽、更新时间长，所以很多省份都加大了地方标准的编制。“我们正在编写和参加编写修订的标准有：《公路隧道交通工程及附属设施设计规范》、《公路隧道火灾自动报警系统技术条件》、《公路隧道消防标准》等。主要解决的是公路长大隧道和隧道群方面的监控、照明、消防等方面的设计标准问题。”

韩直表示，“目前推广公路隧道运营安全技术工作最困难的是和管理体制的一些矛盾之处。”现有的隧道安全管理方并未实施真正的安全管理责任制，责、权、利的脱节导致管理方对新技术的应用和改善运营安全性并不主动和迫切，甚至增大了推广应用的障碍。

投入100%的努力只为哪怕1%的提升

近年来，韩直和他的团队以大量的国家及省部级项目研究为依托，通过实地调研、模拟实验、数学分析、依托工程应用分析等各种科学手段，在运营安全及节能方面主要取得硕果连连：

试验创新——揭示了公路隧道交通事故的发生机理，搭建了公路隧道驾驶行为模拟试验平台，解决了隧道交通运营安全管理策略的模拟与优化问题。

装置创新——建立了一种新的交通状态识别方法和交通安全预警模型，自主开发了公路隧道“速度智能控制系统”设备，有效解决了隧道安全运营的状态识别、安全预警与控制诱导的关键问题。

方法创新——构建了隧道交通运行安全框架体系，制订了基于隧道分类与危险品编组相结合的危险品车辆管理策略，提出了高速公路隧道及隧道群运行安全分类分级方法与安全分级标准、隧道安全设计“性能化”配置法、基于云物元多指标性能参数的隧道运营安全评价方法、EED交通状态识别法、基于人工免疫机理的交通安全预警模型、避免车辆尾撞与侧翻的车速控制模型以及4类灾害天气、4种典型工况、6个危险特征点的车速控制标准，解决了隧道交通安全的风险判定和设施优化配置问题，提升了隧道运营管理的标准化和规范化水平。

在保障隧道运营安全的同时，韩直和他的团队还提出了定向光隧道照明节能原理、隧道照明光源在不同区段色温的适应范围、自然光和人工光相结合的隧道照明布灯和控制方法、公路隧道照明四元控制等技术方法，解决了原有照明需求确定方法与隧道实际交通状态不符，光源效能提升和减少供电线缆数量，安全照明与舒适照明结合，利用自然光实现隧道照明节能等一系列问题，取得了6项发明专利、3项实用新型专利、1项外观专利。

编制了公路隧道LED灯产品、设计、控制、验收、检测评价标准，实现光源模组尺寸统一、光源接口统一、安装支架统一、控制接口统一、控制协议统一、设计有章可依、以及应用平台的数据格式、通讯协议的统一，为物联网应用打下基础。

研究成果在工程应用方面，广东云梧高速公路有限公司鹅公髻隧道、闻垣高速公路建设管理处中条山、大虎峪1#、大虎峪2#、浦掌隧道、青岛国信胶州湾交通有限公司胶州湾隧道、重庆高速集团有限公司万云高速二期工程袁家垭隧道、青蝴山隧道、曾家垭隧道、云奉高速红狮坝隧道、土地垭隧道、庙垭口隧道、向家隧道、金桥2号隧道应用课题研究成果实现减少初始投资2108.6万元，20年运营费用节约18480万元（以15个月已节约运营费用1155万元为基础推算），实现高速公路隧道LED照明比高压钠灯运营节能60%以上。广东云罗高速罗岭、道村尾隧道、江西奉昌高速铜鼓隧道仅应用低度照明布灯方法不改变光源性能实现照明方式节能30%以上。

多年从事公路隧道的安全与节能等方面的研究工作，韩直坦言自己最大的感受和收获是坚持，“隧道安全与节能是一个永恒的研究课题，都属于社会公益工作的范畴，与每个人的生活息息相关，值得去做，大家受益。要做好这一工作，要靠政府支持，企业与研究单位互动，概言之，市场需求决定研究方向，研究方法决定成果水平，标准规范决定效益。选好研究方向与方法，及时上升为标准规范，做好推广应用，才会有效益。”

“今后将关注交通发展的动力与阻力、需求与供给二者之间的关系，研究的重点在智能交通与节能方面。”

继《公路隧道节能技术》之后，基于承担完成的国家支撑计划《高速公路特大交通事故预防技术研究及示范》、《山区公路隧道安全评估技术研究》以及《公路隧道智能联动控制技术研究》、《沪蓉西高速公路隧道（群）运营安全与节能技术》等一批省部级科技项目的背景研究与实际经验，为了更好地推广这些项目成果，以《公路隧道及隧道群车辆运行安全保障技术研究》为契机，韩直又编撰出版了《公路隧道运营安全技术》一书。编写工作从2009年开始，2011年出版，共历时2年。

工程院院士梁文灏评价这本著作“是一本很有价值的工程技术专著，具有先进性、实用性和指导性，提升了我国公路隧道运营安全的技术水平”。

韩直自己评价说，“这本书的很多技术内容具有众多专利支撑，个人认为它是具有理论创新与实用价值的。”

实际上，这本书综合了历年隧道运营安全方面的研究成果，并是一本具有完整架构体系的隧道运营安全专著。书中较全面地介绍了隧道运营安全的基础知识、框架体系，系统总结了公路隧道灾害的特点、安全的影响因素、安全标准，并结合大量工程案例，全面阐述了公路隧道交通状态识别技术、安全预警技术、运营安全管理技术、安全评价技术等专业技术。书中的很多技术成果也已纳入国家行业标准、规范。

据了解，欧盟许多国家已经开展了全面的、强制性的公路隧道运营安全评估工作，如法国从2004年起就实施了该制度，并有固定的隧道安全评估培训班。“我国很可能在近年开始展开全面的公路隧道运营安全评估工作，以便和国际接轨。”韩直希望，这本书的安全性评估技术及其他安全保障技术将为我国公路隧道运营的国家化工作提供坚实的技术支撑。