特长高速公路隧道交通事故特征及预防措施研究

杨锦凤，王钟誉，蒋国梁

（1.广西交通投资集团柳州高速公路运营有限公司贺州分公司，广西 贺州 542809；2.桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）

0 引言

随着我国经济社会发展，环境保护意识不断提升，隧道施工技术的成熟及运营管理经验的积累，为缩短地域间行车时间，实现区域互联互通，隧道在高速公路里程中所占的比重越来越大［1，2］；特长隧道越来越多，隧道是高速公路的瓶颈路段及关键节点路段，交通事故易发多发，且事故危害程度大、事后处理难［3］；罗远超，刘登学等［4］提出了影响高速公路隧道运营安全因素包括安全管理、维修管理、队伍建设、隧道控速、交通信息发布程度；刘志伟，杨振乾等［5］通过统计资料分析了隧道交通事故车型、形态原因和空间分布特征，并通过调查、录像、雷达测速仪对隧道进口处的速度及轨迹进行采集；许致平［6］通过对高速公路隧道与通常道路交通环境对比，提出了高速公路隧道运营安全的管控措施；赵峰、夏永旭等［7］通过收集国内公路隧道一般交通事故、火灾事故以及国外火灾严重事故，得出了事故形态、发生原因、发生频率等方面的初步规律；李浩［8］基于高速公路隧道段事故调查数据，分析了影响事故率因素，并提出了相应对策措施；关于车辆故障的统计，法国、挪威等国家科学家曾从统计学角度考虑，经研究认为最少需要3～5年的统计周期［9－13］。

木冲隧道是分离式双洞单向2车道高速公路隧道，位于G78汕昆高速公路段，于2006年12月开通。木冲隧道上行线起讫点K694＋685～K698＋355，长3 670m；下行线起讫点K698＋350～K694＋655，长3 695m；隧道内限速为80km／h。隧道出入口洞外水泥路面长度均为30m。本文基于广西特长隧道——木冲隧道历年交通事故数据，分析了隧道交通事故空间分布特征、交通事故类型分布特征、交通事故车辆类型分布特征、隧道路段与公路段交通事故特征等，并提出了采取抛丸或刻槽、清洗路面及清理排水沟、视觉环境保障技术等预防交通事故措施。

1 隧道交通事故特征

1.1 交通事故空间分布特征

由于受交通环境、交通组成、交通分布等因素的影响，致使交通事故空间分布不同［3］，通过分析高速公路隧道交通事故分布特征，可掌握交通事故易发多发区域，可采取有效预防措施，保障隧道运营安全、畅通。白天车辆从隧道外驶入隧道内会产生“黑洞效应”，驾驶员为安全起见会适当减速；进入隧道后，由于人眼视觉滞后效应，会产生视觉盲区；当驾驶员行驶到隧道口附近，由于洞内外亮度差会产生“白洞效应”，驾驶员无法判断前车间距，一般采取先减速，待适应后再加速。夜间行车时，驾车入、出洞口正好与白天行车产生相反的现象。

因此，假设驾驶人在隧道路段行车行为是对称的［13］，根据高速公路隧道特性及驾驶人驾驶特性，将隧道划分为4区域，如图1所示。

图1 高速公路隧道段划分图

美国各州公路协会研究表明，车速在确定安全停车距离时，反应时间宜取2.5s，实际总反应时间为0.5～4s［14］。

木冲隧道内限速为80km／h，隧道外设计行车速度为100km／h，取反应时间为4s，计算得制动距离平均值为100m。因此，区间1取值为100m。

根据相关规范［15］将隧道内照明划分为入口照明、过渡照明、中间照明、出口照明。隧道入口、出口段取相等值，即为区间2长度。根据有关规范［15］推荐值取100m。同理，过渡段长度，即区间3长度取值为300m；剩余路段为区间4长度。

木冲隧道下行线交通事故易发多发，根据木冲隧道2007－2014年下行线事故统计得其交通事故空间分布特征，如表1所示。

表1 木冲隧道下行线2007－2014年交通事故空间分布特征表

由表1可看出，区间1、区间2事故频数分别为30、22.5，明显大于隧道平均事故频数17.05，且从区段1至区段4，事故发生频数呈递减趋势，中间段即区间4事故频数最少，表明隧道出、入口附近路段为事故易发多发路段。主因：车辆靠近隧道入、出口时，易产生“黑洞效应”“白洞效应”，驾驶员不能准确判断与前车的距离，易引发追尾事故，急刹车易导致侧翻等事故；车辆进入隧道后，驾驶员眼睛出现视觉滞后效应，产生视觉盲区而易引发事故。当车辆行驶到区间4时，驾驶员心理、视觉等方面已基本适应半封闭空间的隧道环境。

1.2 交通事故形态分布特征

车辆在不同的速度、隧道内外亮度差、抗滑指数的高速公路隧道中行驶时，产生的交通事故形态各异。确定最易发生何种事故，可采取针对性措施，将事故发生率降到最低。

基于对木冲隧道2007－2014年事故统计，可知事故类型主要有爆胎、侧翻、追尾、打滑占道及撞壁。由图2可看出，侧翻事故发生次数最多，追尾事故次之，侧翻、追尾分别占总事故的48%、37%。主因是特长隧道路面长期受油烟粉尘的影响，抗滑性能大大降低，高速行驶的车辆在紧急制动下易产生侧翻事故；车辆在路面抗滑指数低的道路上行驶，制动距离增加，易产生追尾事故，见图2。

图2 交通事故类型分布特征图

1.3 交通事故车辆类型分布特征

由于各类车型性能及运行特点各异，在高速公路隧道行驶的各种车型发生的交通事故存在差异。确定高速公路隧道行驶的哪类车辆最危险很有必要，可采取针对性措施预防交通事故，保证行车安全。

由图3可看出，小客车发生事故最多，占总事故的37%；其次为大型货车，占总事故的32%。根据隧道口测速设备显示，小客车超速现象较严重，超速是引发事故的重要原因。重型车在抗滑性能较低的路面行驶，刹车不及时易导致追尾事故，采取紧急制动时易引发侧翻及撞壁等事故。

图3 不同车辆类型的交通事故特征分布图

1.4 交通事故天气分布特征

不同天气使得行车环境存在差异，进而影响路面抗滑性能；制动距离不同、隧道出入口路段内外存在亮度差等会影响交通事故率。

由图4可看出，雨天交通事故最多，其次晴天，阴天最少。下雨时，隧道路面潮湿，水遇到路面的油烟粉尘会形成一种光滑溶液体，导致路面抗滑性能急剧下降，进而导致交通事故易发多发。晴天时，隧道出、入口附近路段内外亮度差较大，产生“白洞效应”“黑洞效应”显著，极大影响驾驶员视觉判断，增加交通事故。

图4 不同天气状况下的交通事故特征分布图

1.5 交通事故成因分布特征

引发高速公路隧道交通事故因素很多，确定交通事故的主因极其重要，事关使用者生命财产安全，是保障行车安全、畅通的先决条件。采取有针对性的预防措施可有效遏制交通事故的主诱因源，可避免重大特大交通事故的发生。基于2007－2014年木冲隧道交通事故数据，对引发隧道交通事故的主因进行分析。

由图5可得知，隧道交通事故原因是路面打滑、爆胎、车速过快及车流量过大，其中路面打滑导致事故为之最，爆胎导致事故为次之，路面打滑、爆胎导致事故分别占总事故的76%、19%。特长隧道属于半封闭空间，排、抽风机未能有效将行驶车辆产生的烟尘排出隧道，沉积路面，且车辆漏油现象时有发生，致使路面抗滑性能剧降，导致事故频发。车辆在隧道行驶过程中，驾驶者受空间环境影响，视觉较洞外差，心理波动较洞外行车时大，为避免追尾等事故，常采取紧急制动，进而引发车辆爆胎。

图5 事故原因特征分布图

2 木冲隧道路段与公路段交通事故特性分析

高速公路隧道段为半封闭空间，而公路段为开放空间，因此隧道段与公路段的行车环境存在较大差异，受外部环境各种因素的影响，隧道内与公路段交通事故的严重程度也会存在差异。通过综合分析高速公路特长隧道与高速公路路段的交通事故特性，可为高速公路设计人员以及运营管理者提供参考资料，减少安全隐患，保障行车安全。

由表2可看出，2007－2014年整条高速发生交通事故总计969次，其中公路段发生交通事故为862次，木冲隧道发生交通事故为98次。木冲隧道交通事故频数明显大于路段平均频数11.03，且木冲隧道路段交通事故频数为公路段的2.6倍。表明特长隧道是交通事故易发多发区域，重点监管区域。主因是特长隧道内油烟粉尘易覆盖路面上，构造深度衰减较快，抗滑性能不断降低；内部环境较复杂、较隐蔽，处理难度较大，处理时对交通干扰较大；驾驶视觉较室外差，增加了驾驶者反应时间。而高速公路路段事故主要由车辆超速、路面湿滑等因素引起的。事故多发曲线路段，长陡坡路段，公路段视线较隧道内好，驾驶者适应性好，反应时间快，一旦有险情可及时采取措施躲避，降低了事故发生率。

表2 2007－2014年木冲隧道与公路段事故总数及事故频数表

3 隧道交通事故预防措施

3.1 路面进行抛丸或刻槽处治

根据相关调查表明我国大多数隧道路面为水泥混凝土路面，为保证其平整度及表观质量，路面较光滑，抗滑性能不高。随着运营时间的延续，路面不断磨损，抗滑构造深度不断下降，以及长期受油烟粉尘的影响，路面抗滑指数不断下降。根据历年车检数据表明，木冲隧道2007－2012年抗滑指数整体呈缓慢下降趋势，2012－2013年抗滑指数急剧下降，2013年第四季度其抗滑指数最低分值降至42.9。2012年抛丸路段抗滑指数值至2013年年底降至44.5，经2014年对该路段抛丸后其抗滑指数值由44.5回升至85.6。实践表明水泥混凝土路面进行抛丸或刻槽后，其抗滑指数得到很大改善，能达到规范规定的抗滑指数≥75的要求，抛丸或刻槽耐久性较差，抛丸或刻槽处治工艺寿命约为1年，因此至少需对隧道路面进行1次／年的抛丸或刻槽处理。

3.2 及时清洗路面及清理排水沟

隧道为半封闭空间体，油烟机无法有效将车辆尾气排出，随着时间的推移，路面会覆盖一层粉尘，以及车辆行驶过程中由于机械故障或其他原因车辆漏油、滴油现象时有发生，且隧道渗漏水及路面潮湿状况常见，当油烟粉尘遇水后会形成一种光滑的溶液体，致使路面抗滑指数急剧下降，快速行驶的车辆刹车不及时极易造成追尾；路面打滑易引发撞壁、占道等事故；采取紧急制动时易引发侧翻事故。因此需及时清洗路面清除油烟粉尘保证路面整洁，以及及时清理排水沟保证排水畅通，防止路面潮湿而降低路面抗滑性能。

3.3 实施视觉环境保障技术

视觉环境保障技术是从人为因素尤其是驾驶员视觉特点的角度出发，在隧道入口前段设置控速边缘线促使驶入隧道的车辆运行车保持在限速范围内，又要避免车辆明显的减速现象；在隧道入口设置车道保持标线减小隧道入口段侧向净空的变化对驾驶员产生的不利影响；在隧道内部路段分车型设置逆反射轮廓标有效诱导驾驶员的视线，提高驾驶员的视觉适宜性，建议在隧道内部路段分车型设置逆反射轮廓标，以及一定间距设置满屏黄闪警示灯，提高驾驶员行车安全意识。要及时清洗隧道内标志标线，保证其反光效果，提供良好的视线诱导，减少交通事故。

3.4 改善隧道出入口亮度差

根据隧道内外亮度差，并综合考虑照明设计而设置遮光棚。洞外设置遮光棚旨在减光，形成亮光过渡段，即为洞外适应段，既减小洞口内外亮度差，又降低驾驶员眩晕感，降低明暗交替对驾驶员视觉上的差异冲击程度，保障了行车安全。

4 结语

（1）基于隧道历年事故数据，经研究分析表明，隧道出入口附近是交通事故易发多发路段，区间1、区间2交通事故频数明显大于隧道平均事故频数17.05，且从区间1至区间4，交通事故频数呈递减趋势，中间段即区间4事故频数最少。

（2）路面抗滑指数低及车速过快是引发隧道交通事故的重要原因；事故车辆多为小客车及大货车。

（3）隧道平均交通事故频数明显大于路段平均频数11.03，且其平均交通事故频数为公路段的2.6倍。

（4）实施抛丸或刻槽、视觉保障技术、改善隧道内外亮度差等措施，可有效降低交通事故。

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