摘要：針對山區(qū)雙向通行小半徑曲線公路隧道行車環(huán)境不佳、安全事故多發(fā)的問題，文章選取昔宜隧道為依托工程，研究山區(qū)單洞雙向公路隧道的優(yōu)化方法。從運(yùn)行安全的角度，對昔宜隧道行駛車輛的行駛速度和車道保持情況進(jìn)行調(diào)研分析；基于調(diào)研結(jié)論和昔宜隧道實(shí)際，提出設(shè)置視線誘導(dǎo)系統(tǒng)和洞口防護(hù)、提高檢修道邊緣與路面的視認(rèn)性等優(yōu)化措施。研究表明：在改善前的昔宜隧道中，行駛車輛普遍存在超速行為，并且對車道保持存在著一定的偏差；通過對昔宜隧道的行車環(huán)境進(jìn)行改造升級，可以有效提升駕駛?cè)藢π熊囁俣鹊母兄约败嚨赖谋３帜芰?，進(jìn)而有效提升了昔宜隧道路段的行車安全性。

關(guān)鍵詞：山區(qū)單洞雙向公路隧道；小半徑曲線路段；行駛速度；車道偏移；行車環(huán)境優(yōu)化設(shè)計(jì)

中文分類號：U452.1+3A411334

0引言

受中西部山區(qū)地形條件和建設(shè)成本等因素限制，山區(qū)干線公路隧道多為單洞雙向通行隧道，且往往為小半徑曲線隧道。同時(shí)，隧道外多連續(xù)急彎、橋隧連接和連續(xù)下坡等不良線形組合。研究數(shù)據(jù)表明，雙向車道公路的曲線路段是道路交通事故的高發(fā)點(diǎn)［1］，而在這樣復(fù)雜路段中的隧道行車段，車輛行駛具有更高的危險(xiǎn)性。因此，以單洞雙向公路隧道為研究對象，在對其安全性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出改善措施，對于提升山區(qū)單洞雙向公路隧道行車安全水平具有重要意義。

目前，國內(nèi)針對山區(qū)曲線隧道展開了諸多研究。張?zhí)鞓罚?］以干海子隧道為研究對象，分析了小半徑曲線隧道的線形與照明對行車安全的影響。周海宇［3］從隧道的交通特性和駕駛員的視覺特性出發(fā)，提出了改善小半徑曲線隧道的安全保障技術(shù)。洪玉川［4］從事故致因和駕駛員視覺特性出發(fā)，對山區(qū)公路隧道洞口線形指標(biāo)展開深入分析，并給出了保障安全行車的洞口行車的線形指標(biāo)。高偉［5］對山區(qū)高速公路隧道長大下坡路段的限速問題展開研究，并具體制定了其限速的實(shí)施流程。楊少偉等［6］通過對駕駛員在隧道入口段行駛狀態(tài)的分析，建立了隧道洞口段緩和曲線計(jì)算模型。楊理波等［7］基于室內(nèi)仿真實(shí)驗(yàn)，定量分析了高速公路隧道小半徑曲線路段反光環(huán)的線形誘導(dǎo)的實(shí)際效果。朱婧等［8］以雅西高速鐵寨子小半徑隧道為對象，重點(diǎn)分析了反光環(huán)在不同路段的合理布局。宋志洪［9］以秦嶺公路隧道群為研究對象，分析了不同隧道線形對交通安全的影響特點(diǎn)。胡順峰［10］對山區(qū)高速公路隧道群的交通事故特征展開研究，結(jié)果表明碰撞是隧道群交通事故的主要形態(tài)，且事故主要發(fā)生區(qū)段為隧道出入口段。杜博英等［11］以運(yùn)行安全的角度作為切入點(diǎn)，對公路隧道的幾何線形設(shè)計(jì)提出了參考建議。張生瑞等［12］分析了運(yùn)行速度與路段距離的函數(shù)關(guān)系，并具體分析了隧道群不同位置的危險(xiǎn)程度。

上述文獻(xiàn)中的研究對象基本是高速公路隧道，且主要從照明以及線形設(shè)計(jì)的角度等對隧道彎道路段的交通安全展開研究，缺乏針對山區(qū)單洞雙向公路短隧道的交通安全研究。因此，本文通過具體調(diào)研，進(jìn)一步分析昔宜隧道的交通安全問題，并根據(jù)現(xiàn)階段存在的問題，提出具體的交通安全保障措施。

1昔宜隧道調(diào)研分析

1.1實(shí)驗(yàn)路段

本文選取214國道云南省境內(nèi)的瀾滄江至臨滄段的昔宜隧道為實(shí)驗(yàn)路段。昔宜隧道為單洞雙向兩車道隧道，隧道全長為175 m，全隧道位于R=251 m，Ls=45 m的左轉(zhuǎn)曲線內(nèi)，縱坡為+3.00%，行車道寬2×4.5 m，人行道寬2×0.75 m，有效凈寬10.50 m，有效凈高為5 m。同時(shí)，隧道內(nèi)部無照明設(shè)施，限速40 km/h。

在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集中，為了使選取的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)具有合理性，在昔宜隧道中部及出入口兩側(cè)布設(shè)三個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。同時(shí)，針對隧道外的采集點(diǎn)，參照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）［13］中的規(guī)定，當(dāng)行車速度為40 km/h時(shí)，其停車視距為40 m。因此以停車視距為參考距離，在隧道洞門往外40 m的距離分別設(shè)置兩個(gè)采集點(diǎn)。具體數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的分布如圖1所示。

1.2數(shù)據(jù)采集對象及采集方法

研究表明，隧道中事故的主要類型為追尾和撞擊側(cè)墻，而導(dǎo)致追尾和撞擊側(cè)墻的主要原因是駕駛員超速行駛和車道保持不當(dāng)［14］。因此，本文選用行駛車輛的車速分布情況以及車輛行駛軌跡偏移情況對昔宜隧道展開安全性評價(jià)分析。

車速的采集方法主要是由實(shí)驗(yàn)人員在相應(yīng)的調(diào)研點(diǎn)使用手持雷達(dá)測速儀分別對兩個(gè)方向車輛的行駛車速進(jìn)行采集；而車輛軌跡偏移數(shù)據(jù)的采集，則通過攝像機(jī)進(jìn)行錄像，采集車輛輪胎與右側(cè)標(biāo)線的橫向距離b，具體如圖2所示，然后根據(jù)式（1）所示的計(jì)算方法計(jì)算車輛偏移車道中心的數(shù)值d。

d=a2-[JB（（]b+L2[JB））]（1）

式中：d——車道偏移距離；

a——車道寬度；

b——車輛邊緣與車道邊線的距離；

L——車身寬度。

2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1行駛車速數(shù)據(jù)分析

表1為不同車型在不同測量點(diǎn)的平均速度的分布數(shù)據(jù)，圖3則顯示了不同車型在不同測量點(diǎn)速度的分布規(guī)律。根據(jù)表1和圖3分析可知：

（1）因?yàn)槲粢怂淼赖脑O(shè)計(jì)速度為40 km/h，所以昔宜隧道路段的超速行為普遍存在，且以小車的超速現(xiàn)象最為嚴(yán)重，其次是中型車。相比于南澗至云縣方向，云縣往南澗方向車輛的超速幅度更為嚴(yán)重，這可能與云縣至南澗方向?yàn)橄缕侣范斡嘘P(guān)。

（2）不同車型在不同的測速點(diǎn)呈現(xiàn)不同的速度特征。從隧道的接近點(diǎn)到駛離點(diǎn)，行駛速度從接近點(diǎn)到中間點(diǎn)逐漸減速，從中間點(diǎn)到駛離點(diǎn)則逐步加速。

（3）數(shù)據(jù)表明，不同車型在同一測量點(diǎn)的平均行駛車速之間的車速差較大，其中小車的行駛車速最大，其次是中型車，大車的行駛車速最慢。不同行駛車輛之間的行駛車速差較大，容易導(dǎo)致追尾等交通事故的發(fā)生，不利于交通安全。

（4）采用單因素方差法分析不同車型在不同測速點(diǎn)的行駛車速，結(jié)果表明，云縣至南澗方向的車輛在入口點(diǎn)（p=0.038）、中間點(diǎn)（p=0.027）、出口點(diǎn)（p=0.034）位置處，不同車型的行駛車速存在顯著性差異。

2.2車輛行駛軌跡偏移量數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表2和圖4分析可知：

（1）根據(jù)采集的數(shù)據(jù)可知，車輛普遍呈現(xiàn)左偏趨勢，即駕駛員更傾向于靠近車道中線偏移。通過結(jié)合對昔宜隧道現(xiàn)場的調(diào)研分析可知，昔宜隧道道路邊線標(biāo)線視認(rèn)性不佳，檢修道與路面之間的區(qū)分度不高，因此駕駛員為避免產(chǎn)生撞擊檢修道的事故，更傾向于往道路中線行駛，但這種行駛方式容易導(dǎo)致駕駛員越線行駛，從而導(dǎo)致與對向車輛產(chǎn)生碰撞事故。

（2）通過對不同采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)展開分析可知，隨著車輛駛?cè)胨淼?，偏移量（左偏）逐漸增加，但當(dāng)車輛逐漸駛出隧道，其偏移量又開始逐漸減少。

（3）通過不同的車型數(shù)據(jù)展開分析可知，在小車、中型車、大車中，以小車的車輛偏移（左偏）程度更大。結(jié)合對速度的分析，可能與小車的行駛速度更快有關(guān)。

3改善思路及對策分析

3.1改善思路

根據(jù)前文針對昔宜隧道中車輛的行駛速度以及車道偏移的分析數(shù)據(jù)結(jié)論以及對昔宜隧道的實(shí)地調(diào)研結(jié)論，具體分析昔宜隧道現(xiàn)狀的交通安全問題以及相應(yīng)的改善對策，具體問題及對策見表3。

3.2對策分析

3.2.1隧道分段分析（見下頁圖5）

昔宜隧道全長175 m，屬于短隧道，參考《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D702-01-2014），將昔宜隧道分為接近段、入口段、中間段、出口段、駛離段，并依據(jù)照明細(xì)則要求計(jì)算各部分長度。

（1）接近/駛離段：隧道出入口點(diǎn)往外一個(gè)停車視距長度段，當(dāng)設(shè)計(jì)速度為40 km/h時(shí)，停車視距為40 m。

（2）入口/出口段：隧道出入口段往內(nèi)一段距離，以緩解隧道內(nèi)外的劇烈變化，考慮隧道內(nèi)反光環(huán)/條的設(shè)置，取出入口段長度為42.5 m。

（3）中間段：隧道長度減去隧道入口段與出口段的距離，因此，中間段取值為90 m。

3.2.2隧道內(nèi)視線誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)前文所闡述的改善思路，在隧道設(shè)置反光環(huán)、反光條等誘導(dǎo)設(shè)施，以改善隧道內(nèi)的行車環(huán)境，提升昔宜隧道的行車安全水平，具體設(shè)計(jì)方法如表4和圖6、圖7所示。

3.2.3隧道洞口安全防護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）中的規(guī)定，當(dāng)行車速度為40 km/h時(shí)，其停車視距為40 m。因此以停車視距為布設(shè)距離，在隧道洞門往外40 m距離內(nèi)為隧道接近段布設(shè)。具體設(shè)計(jì)方案如表5和圖8、圖9所示。

3.2.4實(shí)際案例

根據(jù)前文針對昔宜隧道提出的隧道行車環(huán)境優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，結(jié)合昔宜隧道的實(shí)際行車環(huán)境，對昔宜隧道的行車環(huán)境進(jìn)行改善施工。后續(xù)調(diào)研報(bào)告表明，通過對昔宜隧道的行車環(huán)境進(jìn)行改造升級，有效地改善了隧道的行車環(huán)境，也提升了駕駛?cè)诵旭偟氖孢m性和安全性。同時(shí)，各交通設(shè)施的布設(shè)，可以有效提升駕駛?cè)藢π熊囁俣鹊母兄约败嚨赖谋３帜芰ΓM(jìn)而提升昔宜隧道路段的行車安全性。

4結(jié)語

本文以昔宜隧道為案例，從行駛車速和車道偏移的情況對昔宜隧道的運(yùn)行環(huán)境展開調(diào)研分析，并在綜合考慮調(diào)研結(jié)論和隧道實(shí)際環(huán)境的基礎(chǔ)上，提出了昔宜隧道行車環(huán)境優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，具體結(jié)論如下：

（1）在昔宜隧道路段，不同車型均存在不同程度的超速行為，且超速幅度以小車最大，其次為中型車和大型車。同時(shí)，在隧道路段，同一車輛的行駛速度變化頻繁，表明駕駛?cè)舜嬖陬l繁的加減速行為，不利于行車安全。

（2）不同車輛在昔宜隧道路段行駛，均存在普遍的左偏趨勢，即駕駛?cè)烁鼉A向于往道路中線行駛，這種行駛方式容易導(dǎo)致駕駛員越線行駛，從而導(dǎo)致與對向車輛產(chǎn)生碰撞事故。

（3）通過對昔宜隧道的行車環(huán)境進(jìn)行改造升級，可以有效提升駕駛?cè)藢π熊囁俣鹊母兄约败嚨赖谋３帜芰?，進(jìn)而有效提升了昔宜隧道路段的行車安全性。

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基金項(xiàng)目：云南省交通運(yùn)輸廳科技創(chuàng)新及示范項(xiàng)目“超距雷達(dá)快速檢測車及病害智能識(shí)別系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用研究”（編號：2022-23-1）

作者簡介：武剛（1991—），工程師，研究方向：公路養(yǎng)護(hù)管理、檢測、設(shè)計(jì)。