內(nèi)容摘要：根據(jù)高速公路隧道運行環(huán)境特性，提出了隧道路段長度研究范圍。依據(jù)隧道運行環(huán)境風險影響因素和評價指標選取原則，運用德爾菲法和聚類分析法提取隧道運行環(huán)境主因素，從道路環(huán)境指標和氣候環(huán)境指標兩個方面建立了三層次、六個子因素集的高速公路隧道運行環(huán)境安全評價指標，并對各指標進行了分析和對比，為隧道運行環(huán)境的分析和評價提供了參考依據(jù)。
??? 關(guān) 鍵 詞：高速公路?? 運行環(huán)境?? 安全評價
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??? 隧道具有改善路線線形、縮短行車里程、提高運行效率及保護環(huán)境的重要作用，是高速公路穿越山嶺重丘區(qū)的比較經(jīng)濟的工程方案。隧道，特別是長大隧道是公路交通的咽喉，因為隧道的行車環(huán)境具有封閉性特點，一旦發(fā)生事故，對營救和交通組織都極為不利，容易引發(fā)重大事故和二次事故。因此，研究隧道運行安全問題，預防隧道交通事故是世界各國普遍關(guān)注的重要課題。論文從道路環(huán)境及氣候環(huán)境的隧道綜合運行環(huán)境出發(fā)，運用德爾菲法和聚類分析法提取隧道運行環(huán)境主因素，研究隧道運行環(huán)境安全指標，為隧道運行安全性評價以及運行安全管理提供基礎依據(jù)。
??? 一、隧道運行環(huán)境分析
??? 隧道及隧道群，一般位于大山、河流等特殊地理區(qū)段上，具有線形復雜多變、視距不良、洞內(nèi)能見度低等特點，駕駛員在隧道路段行駛時，對其運行環(huán)境的安全感受與普通路段相比有較大差異，造成一定的生理心理壓力。因此，對隧道運行環(huán)境特性進行分析，是建立合理的隧道運行安全評價指標的基礎。
??? （一）隧道路段長度
??????? 對隧道運行環(huán)境進行描述時，應首先對隧道路段的研究范圍進行定義，《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定隧道洞口外與之相連接的路段應設置距洞口不小于3s設計速度行程長度且不小于50 m的過渡段，以保持橫斷面過渡的順適。郭忠印課題組的有關(guān)研究成果表明，隧道路段的過渡段長度應不小于5s設計速度。
??? （二）隧道路段安全特性
??????? 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，隧道的事故率要比一般路段的事故率低，對于較長隧道尤其如此，原因主要可歸為四個方面：（1）隧道空間封閉，不受霧、雨、冰雪、風等惡劣天氣條件的影響，且具有連續(xù)的照明；（2）駕駛員在隧道中一般心情緊張，注意力高度集中，發(fā)生錯誤駕駛行為的概率較?。唬?）隧道進出口作為兩種不同行車環(huán)境的過渡路段，在線形設計、抗滑性能、照明以及氣候環(huán)境存在過渡和差異，因此存在較大的運行風險；（4）隧道群的間隙路段也存在較高的運行風險，因為駕駛員在隧道群行駛過程中須經(jīng)歷多次的線形過渡、抗滑性能過渡、照明過渡和氣候環(huán)境變換等。
??? （三）隧道路段運行環(huán)境特性
??????? 1、隧道線形特性。通常，隧道線形設計要點主要包括：滿足路線銜接的需要；避開不良路段；減少偏壓及其他地質(zhì)災害的影響。以往我國公路隧道多設計成直線隧道，因直線隧道在排水、襯砌結(jié)構(gòu)及隧道的路面處理上都比較簡單。同時，直線隧道對隧道的通風也相對有利；北歐國家的公路隧道絕大多數(shù)都做成曲線形，這有利于光線的過渡，而且能有效地調(diào)節(jié)司機的心理，不至于受出口“白洞”影響加速出洞，同時通過曲線隧道避開不良路段。
??????? 2、路面抗滑過渡特性。隧道進出口的路面抗滑性能存在突變，造成這種突變的原因主要有：洞內(nèi)外路面結(jié)構(gòu)的不同；使用過程中由于摩擦、煙塵積聚造成洞口處抗滑性能差異；縱坡路段貨車剎車產(chǎn)生的水滯留在隧道進出口，不易風干，導致抗滑性能下滑；洞外霧、雨、雪等氣候環(huán)境造成洞口附近抗滑性能的差異。
??????? 3、照明過渡特性。隧道照明過渡，是為消除或減輕駕駛員進出洞口時的“黑洞效應”和“白洞效應”，在隧道照明設計方面，大多采用分段照明設計法，考慮隧道洞口環(huán)境亮度、設計速度、交通量三要素，將隧道按照明設計分為入口段、過渡段、中間段和出口段。
??? （四）隧道路段運行環(huán)境評價指標
??????? 隧道的運行安全受靜態(tài)安全影響因素即道路條件、交通工程設施條件、環(huán)境條件，以及動態(tài)安全影響因素即交通條件、氣候條件、事故條件及人文活動等多種因素的影響。為分析各類影響因素對隧道運行安全的影響，應先對隧道運行環(huán)境進行描述。本文根據(jù)實地交通調(diào)查數(shù)據(jù)及參考資料，將運行環(huán)境主要評價指標分為兩類，即：道路環(huán)境和氣候環(huán)境。
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??? 二、隧道運行環(huán)境評價指標的構(gòu)建
??? （一）指標構(gòu)建方法
??????? 對于隧道這樣一個復雜的運行環(huán)境，通過分析道路設施和自然環(huán)境因素與運行安全的關(guān)系，確定隧道運行風險的基本因素及其不同組合形式，并進行聚類分析，辨識隧道運行安全顯著性影響因素，合理選取運行風險評價指標，為隧道運行安全的科學評價提供基礎。
??????? 隧道運行風險因素及組合眾多，為使運行環(huán)境描述更加合理，論文引入多級綜合評價指標：當因素集U的元素比較多時，每個因素的重要程度系數(shù)也就相應較小，這時系統(tǒng)中因素之間難以分開，從而得不出有意義的評價結(jié)果。對于這種情形，可以把因素級U中的元素按照某些屬性分成幾類，先對每一類做綜合評價，然后對評價結(jié)果進行“類”元素的高層次綜合評價。按照聚類分析法，建立三層次的隧道安全評價指標體系：第一層為目標層，即隧道運行環(huán)境安全性評價；第二層為對象層，包括六個要素，分別為道路線形安全性、路面狀況安全性、洞內(nèi)環(huán)境風險性、交通設施認知性、安全設施有效性、氣候環(huán)境風險性，其因素集為：U = {U1，U2，U3，U4，U5，U6}。其中，Ui為第一層的第i個子因素集；第三層為指標層，包括n個元素，即：Ui = {Ui1，Ui2，Ui3，Ui4，Ui5，Ui6}，i =1，2，3，4，5，6。
??????? 第一因素集U1：隧道路段線形安全性，包括平曲線半徑、曲線長度、縱坡坡度及車道寬度等。
??????? 第二因素集U2：路面狀況安全性，隧道洞口的抗滑性能的突變是影響隧道行車安全的重要因素，包括路面狀況指數(shù)、路面抗滑過渡安全性、路面排水性能。
??????? 第三因素集U3：洞內(nèi)環(huán)境風險性，主要包括CO濃度、煙霧濃度、亮度過渡安全性和等效連續(xù)聲級。
??????? 第四因素集U4：交通設施認知性，一是靜態(tài)誘導設施，如標志標線、緊急電話標志、消防設備指示標志、行人橫洞指示標志、行車橫洞指示標志、緊急停車帶標志、疏散指示標志等；二是動態(tài)誘導設施，包括可變（限速）信息板和交通廣播等。
??????? 第五因素集U5：安全設施有效性，包括交通監(jiān)控設施有效性、通風監(jiān)控設施有效性、照明監(jiān)控設施有效性、火災監(jiān)控設施有效性、噪聲監(jiān)控設施有效性、橫向通道設施有效性和洞口景觀安全有效性。
??????? 第六因素集U6：氣候環(huán)境風險性，包括能見度、水膜厚度、積雪厚度、結(jié)冰面積率和風速等。