张鑫

(宁夏交投高速公路管理有限公司，宁夏银川 750005)

0 引言

截至2020年底，我国公路隧道已建成21316 处、2199.93 万延米，然而我国高速公路隧道路段交通事故数却一直居高不下；尤其是在隧道进出口段，不但交通事故的发生率高，而且每次发生的交通事故的严重性也比一般的高速公路路段更甚。本文选取了三个隧道安全评价指标，分别是平面线形指标、纵面线形指标和照明指标，通过对隧道安全评价指标的量化，在量化的基础上分析安全指标，提出了关于提高隧道进口安全性的相关建议。隧道进出口过渡段的设计对隧道的运行安全具有重要影响，也对我国公路隧道的研究和发展具有重大的经济效益和社会意义。

1 安全评价指标的选取与量化

根据评价体系的原则，隧道进口安全保障措施评价体系的构建，可以从评价指标选取、评价方法选择、评价指标量化三方面出发，完成隧道进口安全保障措施有效性评价。

1.1 评价指标的选取

道路设施的评价指标很多，针对本文研究内容而言，选择隧道进口道路平面线形指标、纵面线形指标、隧道进口照明指标为主要指标。

1.2 评价方法的选择

就目前而言，评价方法的种类极其多样，比如层次分析法、模糊综合评价法、秩和比法（RSR）、灰色综合评价法等，每种评价方法各有其优劣。结合本文研究内容，本文主要选择模糊综合评价法。模糊综合评价法大致过程如下所示：

确定评价对象影响因素；

确定评价等级集合；

确定评价因素权向量；

合成模糊综合评价结果向量；

对结果进行综合分析。

1.3 评价指标的量化

根据选取的评价指标选择合适的函数进行指标的标准化处理。

1.3.1 平面线形指标

隧道进口段很多都采用曲线，但平面线形的平曲线半径不能过小。根据相关资料，隧道进口段道路最小平曲线半径要尽量与隧道内保持一致，车辆在曲线上的行驶特性[1]，可用下面公式计算得出结果：

式（1）中：R为曲线半径；V为设计速度；φh路面与轮胎的摩阻系数（标准取0.05～0.06）；Ih为超高横坡度（规定取2%～4%）。

受多种因素影响，车辆在隧道进口段的速度分布域极广，本文设计部分速度作为参考可以得到表1（数据取整）。

表1 隧道进口段曲线一般最小半径

1.3.2 纵面线形指标

变坡点是纵面线形的一个重要因素，它是纵断面上两个相邻坡度的交点，变坡点的设置对驾驶人的行车视距影响很大，变坡点设置得不合理会导致驾驶人在经历隧道内外不同的行车环境时出现行车视距过小。因此，本文用洞外变坡点与隧道进口洞口的距离作为纵面线形的指标[2]。

图1 中，A 为洞外变坡点，C 为洞内变坡点。隧道规定：保证距洞口5s 设计速度长度范围与隧道内纵坡度保持一致，还有“3s 设计速度线形一致原则”和公路坡长规定，本文设计部分速度作为参考可得下表2（数据取整）。

表2 隧道进口变坡点与洞口距离

1.3.3 隧道进口照明指标

隧道照明对隧道安全的作用是非常重要的。在隧道进口段，驾驶人受“黑洞效应”的影响很大[3]，而在隧道进口段设置照明设施可以有效地减少暗适应时间，保障隧道进口行车安全。

通过参考隧道照度对驾驶人的影响，结合驾驶人视觉暗适应过程的变化规律[4]，可以将隧道分成不同的几个部分，针对每个不同的部分提供不同的照明设置。由于本文研究分析方向原因，所以只针对隧道进口段进行分析计算。将行车位移、照度、驾驶人瞳孔面积变化速度作为初始因子。

（1）采用极值法对初始因子进行标准化处理

式（2）中:Xi为标准化后的变量值;X 为标准化前的变量值；Xmax为标准化前的最大值；Xmin为标准化前的最小值。

（2）用欧式公式计算每部分之间距离：

式（3）中：Rab为ab 两点之间的距离；Xa,Xb为行车位移；ωa,ωb为瞳孔面积变化速度；La,Lb为无照明条件下的照度值。

式（3）将隧道进口段划分为了不同区段，但在本文研究背景下只考虑隧道进口段。

（3）隧道进口段照明条件

式（4）中：F为驾驶人生理心理最小负荷度；α、β、δ、γ为参数，由隧道进口段的外界环境和驾驶人生理心理特性决定；L为亮度；V为行车速度；ϵ为亮度系数。

在隧道进口段，照明亮度有最低要求，在驾驶人驶进隧道洞口的过程中，照明亮度是随着车辆行进方向逐渐降低。

2 隧道进口道路设施指标分析

在隧道进口道路设施指标中，根据量化分析平面线形指标、纵面线形指标和照明指标。

2.1 平面线形指标分析

隧道进口段的平曲线要用大半径的曲线，而且平曲线的要素点与隧道洞口要保持一定的距离，可以采用直线或者同一半径的平曲线，这样才能保证隧道进口段的道路线形有这良好的诱导效果，也能实现光线的过渡，据相关研究表明，隧道进口段曲线段路线的转角一般设置为大于7o。

2.2 纵面线形指标分析

在隧道进口段，变坡点的设置极为重要，在上文的指标量化中，对隧道进口变坡点与洞口距离进行了分析，变坡点与洞口合适距离的设置能让驾驶人在驶近洞口的过程中拥有良好的行车视距，能有效保障行车安全。在设置变坡点时，除了参照设计规范，还应对隧道的整体情况进行综合分析[5]，如果车辆在隧道进口段能以理想速度（隧道限速值）匀速行驶，能让不同车辆的速度差值较小，不同车辆之间互不干扰，这样的纵坡被称为隧道进出口段理想纵坡。

2.3 隧道进口照明指标分析

在隧道照明设计中，在隧道进口段需要在隧道接近段内，在保证达到一定照明亮度以便驾驶人能清楚地看到即将驶入的隧道口的基本路况的基础上，应尽量逐步降低环境照明亮度，以缩小洞内外的照明亮度差，降低“黑洞效应”的影响。降低“黑洞效应”可以在隧道进口前设置减光措施，比如绿化景观、遮阳板等。

3 结语

本文通过对隧道进口安全评价指标的评价与分析的研究，可以得到以下结论:隧道进口段的平曲线要用大半径的曲线，而且平曲线的要素点与隧道洞口要保持一定的距离。变坡点与洞口合适距离的设置能让驾驶人在驶进洞口的过程中拥有良好的行车视距，能有效保障行车安全。在隧道进口段，照明亮度有最低要求，在驾驶人驶进隧道洞口的过程中，照明亮度随着车辆行进方向逐渐减少。