周成

（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶400000）

1 概述

我國公路隧道的建設(shè)里程增長迅速，在西部山區(qū)的高速路網(wǎng)中，特長隧道更是常見的結(jié)構(gòu)物，由于特殊的行車環(huán)境以及洞內(nèi)外條件的差異性，特長隧道出入口具有較高的事故風(fēng)險，一旦發(fā)生交通安全事故將會造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，針對特長隧道的運營安全分析研究成為交通安全領(lǐng)域關(guān)注的熱點。一部份學(xué)者應(yīng)用交通安全研究理論和方法，從隧道線形、路面條件、安全設(shè)施布置等方面研究了影響山區(qū)高速公路隧道安全的因素,并提出了一系列運營安全風(fēng)險評估體系[1-3]。同時通過隧道模擬仿真以及速度變化規(guī)律關(guān)系確定隧道限速標(biāo)準(zhǔn)也取得了不錯的成果[4-8]。但限速標(biāo)準(zhǔn)實施后隧道運行速度與限制速度的相關(guān)性以及不同限速標(biāo)準(zhǔn)下隧道運行速度變化規(guī)律對隧道行車安全的研究較少。不同行駛狀態(tài)的車輛是造成交通事故的直接原因，而車輛運行狀態(tài)的差異表現(xiàn)為車速的不同。因此分析特長隧道內(nèi)的車輛運行速度的變化過程以及不同限速下的速度變化規(guī)律，對研究隧道的行車安全具有重要的意義。

2 現(xiàn)場調(diào)查與數(shù)據(jù)收集

2.1 隧道設(shè)計資料收集

以我國西部山區(qū)某高速公路為依托，對該高速公路2 座特征隧道進行運行速度調(diào)查,隧道設(shè)計速度選用80km/h。隧道設(shè)計情況如表1 所示。

表1 隧道設(shè)計情況一覽表

由表1 可知，①號特長隧道限速80km/h，②號特長隧道限速60km/h。

2.2 交通事故數(shù)據(jù)收集

限速的主要目的是為了提高隧道的運營安全性。由于2 座隧道采用了不同的限速方案，為分析隧道限速標(biāo)準(zhǔn)對車輛行駛速度和運營安全的影響，收集了隧道近3 年的交通事故數(shù)據(jù)，并確定了隧道路段的事故多發(fā)位置。近3 年事故資料統(tǒng)計表明，②號特長隧道事故數(shù)量占全部隧道事故的39.53%，且在隧道出入口、隧道中部位置形成了3 處事故多發(fā)路段。①號特長隧道無事故多發(fā)路段。

2.3 運行速度觀測

為確定隧道路段車速的變化規(guī)律以及不同車型運行速度和限速標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，通過高精度的手持式雷達測速槍現(xiàn)場對特長隧道入口段、中間段、出口段以及事故多發(fā)位置等特征斷面的車速進行實測，從而得到隧道特征斷面的車速分布規(guī)律，為分析特長隧道內(nèi)的行車安全提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 數(shù)據(jù)樣本量

足夠的數(shù)據(jù)樣本量是保證速度觀測結(jié)果準(zhǔn)確的前提。本研究斷面車速的樣本量由下式確定：

式中：n- 最小樣本量；

k- 置信水平系數(shù)；

E- 車速觀測值允許誤差（km/h），本次允許誤差取E=2.5km/h。

3 數(shù)據(jù)處理及分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實際駕車過程中，個別車輛存在嚴重超速等極端情況，為消除異常值對數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此需要對車輛行駛速度的正態(tài)性進行檢驗。

3.1 運行速度分布特征分析

通過對研究隧道路段的行駛速度第85 百分位速度統(tǒng)計分析，各特征隧道運行速度V85 沿線分布情況如表2 所示。

表2 特長隧道運行速度分析表

由表2 可知，隧道入口運行速度均較高，同時限速60km/h 的②號隧道運行車速偏離限制速度較多。

3.2 不同限速標(biāo)準(zhǔn)的車速分析

運行速度統(tǒng)計表明，不同限速隧道的運行速度差異較大。因此，選取不同限速標(biāo)準(zhǔn)的隧道（右線），進行車速分布規(guī)律的對比分析。

3.2.1 隧道限制速度80km/h

①號隧道斷面車速分布如圖1 所示。

圖1 ①號隧道各斷面車速分布圖

由圖1 可知，從整體上來看，①號隧道各斷面的測速基本滿足正態(tài)分布規(guī)律。各斷面中，觀測頻數(shù)最多的車速均處于車速分布中間位置，說明大部分車輛的行駛速度適中，而車速過大或者過小的車輛數(shù)都比較少。

（1）在隧道入口段，車輛運行速度V85 為86km/h。絕大部分的車輛行駛速度都在65～90km/h，占到了該斷面車速的85%，其中出現(xiàn)頻率最高的是75～80km/h，占到了該斷面車速分析的30%，車輛行駛速度在80～95km/h 的頻率占到了該斷面車速分析的25%。由此可見，在隧道入口處的大部分車輛能將車速控制在標(biāo)志速度80km/h 的范圍內(nèi)，但部分小車存在超速現(xiàn)象，在到達隧道口時未能將車速控制在安全車速80km/h 范圍內(nèi)。（2）在隧道內(nèi)，車輛的整體車速都呈現(xiàn)出更為集中的趨勢。車輛運行速度V85 為84km/h，最高車速未超過86km/h。其中出現(xiàn)頻率最高的車速分布在70～80km/h 之間，占到了該斷面車速的53%。從實測的車輛行駛速度可以分析得出，該斷面的運行速度與隧道限制速度的一致性較好。（3）而在隧道出口段的車速分布規(guī)律可以看出，分布在70～75km/h 的車速區(qū)間的車輛最多，占到了該斷面觀察頻率的33%。但車速在80km/h 及以上的車輛數(shù)明顯低于隧道洞內(nèi)段。其中大型車平均速度為65km/h，小型車平均速度為72km/h。由于隧道出口處存在明顯的“明洞”效應(yīng)，車輛在出隧道時，車速呈現(xiàn)下降趨勢。

通過以上的分析可以看出，在隧道入口和出口，大型車車速控制較好，絕大部分車速均未超過70km/h，這也與貨車司機的職業(yè)素養(yǎng)有關(guān)，而小型車存在部分超速行為；在隧道內(nèi)，車輛整體車速與限制速度一致性較好，絕大部分車輛將車速控制在70～80km/h 范圍內(nèi)。車輛的運行速度基本與該隧道限制速度保持一致，符合性較好。

3.2.2 隧道標(biāo)志速度60km/h

②號隧道斷面車速分布如圖2 所示。

圖2 ②號隧道各斷面車速分布圖

由圖2 可知，由于②號隧道標(biāo)志速度為60km/h 的特殊性，該隧道各斷面的測速不完全滿足正態(tài)分布規(guī)律。其中在②號隧道內(nèi)，斷面車速的離散程度更大。

（1）在隧道入口段，車輛運行速度V85 為80km/h。絕大部分的車輛行駛速度都在50～80km/h，占到了該斷面車速的76%，而行駛速度超過60km/h 的車輛，占到了該斷面車速分析的60%。由此可見，②號隧道入口處的車輛存在比較嚴重的超速現(xiàn)象。（2）在隧道內(nèi)，車輛的整體車速都呈現(xiàn)出更為分散的趨勢。其中出現(xiàn)頻率較高的車速分布在50～60km/h、80～86km/h 之間，分別占該斷面車速的41%和25%。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的情況，隧道內(nèi)大貨車遵章率較高，行駛速度較低，小型車、大客車行駛速度普遍高于限制速度，各種車型實際行駛速度的差值較大。（3）在隧道出口段，車輛運行速度V85為74km/h，遠大于限制速度60km/h 的標(biāo)準(zhǔn)。分布在60～70km/h 的車速區(qū)間的車輛最多，占到了該斷面觀察頻率的68%。超過隧道規(guī)定限速60km/h 的車輛數(shù)占到了觀察總數(shù)的94%，存在嚴重的超速行為。究其原因，一是隧道標(biāo)志速度限速值與駕駛員的期望速度有一定差距，導(dǎo)致行車速度較快；二是經(jīng)過在隧道內(nèi)的長時間行車后，在駕駛員到達洞口時，駕駛員壓抑的情緒得到了充分的釋放。出隧道后駕駛員的視野變得明朗，因此車速呈現(xiàn)出一定的上升趨勢。

通過以上分析可以看出，②號隧道內(nèi)大貨車遵章率高，而小汽車和大客車超速突出，導(dǎo)致各車型行駛速度的差值較大，說明駕駛員對隧道限速80km/h 的認可度更高。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過兩處不同限速值的特長隧道的車速分布的規(guī)律研究，主要結(jié)論如下：

（1）隧道入口車速普遍較高，存在一定的超速現(xiàn)象。大貨車對限速標(biāo)準(zhǔn)的遵章率高于其他車型。（2）限速標(biāo)準(zhǔn)的差異表現(xiàn)出隧道內(nèi)較大的車速離散性。（3）限速60km/h 的隧道出口段，駕駛員表現(xiàn)出快速逃離隧道的駕駛心理，車速存在明顯的上升趨勢。（4）運行速度一定程度上反映了隧道速度限速值的合理性，80km/h 的限速標(biāo)準(zhǔn)更符合駕駛員的行車預(yù)期。

4.2 建議

根據(jù)不同限速標(biāo)準(zhǔn)隧道的各斷面車速分布規(guī)律，提出了隧道出入口是特長隧道行車的風(fēng)險斷面，該區(qū)段需采取均衡性較好的線形指標(biāo)，同時隧道的限速標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與駕駛員的行車預(yù)期保持一致，從而更好的保障特長隧道的行車安全。