謝毅寧，夏楊于雨，馬 非，王不凡

(1.廣東省高速公路有限公司京珠北分公司， 廣東 韶關(guān) 512700； 2.招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶 400067； 3.重慶交通大學(xué)， 重慶 400074)

截止2017年末，我國高速公路里程達13.65萬km，全國公路隧道共計16 229處，合計1.53萬km，是世界上里程最大、數(shù)量最多的隧道建設(shè)國家[1]。隧道作為高速公路的重要組成部分，在縮短行車距離、節(jié)省出行時間、保護生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用[2]。但由于隧道是近乎封閉的空間，這種特殊的半隱蔽結(jié)構(gòu)極易造成交通事故。我國公路隧道自20世紀80年代才開始興建，因此在隧道運營、事故處理和救援等方面的研究時間短，經(jīng)驗缺乏[3]，研究高速公路隧道路段的事故特征對于減少人員傷亡和經(jīng)濟損失、有效制定隧道安全措施和保障隧道運營安全意義重大[4]。為此，本文以2003年至2015年京珠(北京—珠海)高速公路粵境北段7座隧道為研究對象，運用統(tǒng)計對比的分析方法，研究高速公路隧道內(nèi)交通事故發(fā)生的時間和空間分布規(guī)律、事故形態(tài)和事故車型分布規(guī)律，并提出針對性策略，為進一步研究隧道事故發(fā)生的機理提供數(shù)據(jù)借鑒，為完善我國高速公路隧道運營方案提供參考。

1 事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計

本次數(shù)據(jù)來源于我國廣東省韶關(guān)市公安局交通警察部門，數(shù)據(jù)采集時間為2003年4月至2015年12月，事故數(shù)據(jù)為從北京到珠海方向119.84 km范圍內(nèi)7座隧道(總長約7 km)路段發(fā)生的近350件交通事故，記錄的信息一般包括5個方面：1) 隧道信息：隧道長度、坡度和平曲線半徑；2) 事故時間信息：發(fā)生的年月日時信息；3) 事故發(fā)生位置；4) 事故車輛信息；5) 事故原因和天氣狀況，如表1所示。

將交通事故按事故發(fā)生地所在隧道進行分類統(tǒng)計，并以隧道事故數(shù)與隧道長度的比值計算得出一定長度(1 km)內(nèi)的事故率。為方便后續(xù)研究隧道等級對交通事故分布特性的影響，據(jù)JTJ 001—97《公路工程技術(shù)標準》將隧道分為4個等級，即特長隧道、長隧道、中隧道及短隧道，本文中的隧道主要以中、長隧道為主。從表1中可以看出，洋碰隧道的事故率較高，主要原因是隧道長度較長，且隧道位于在路線中間。隧道內(nèi)長時間的駕駛使駕駛員視覺疲勞，導(dǎo)致注意力不集中從而引發(fā)事故。溫泉隧道長度最短，但事故率排名第二，究其原因，是由于溫泉隧道(K84)與烏坑壩隧道(K82)距離較近，而且中間存在比龍關(guān)特大橋(K83)，連續(xù)的橋隧分布使駕駛員駕駛環(huán)境改變明顯，更易發(fā)生追尾碰撞事故。

表1 2003—2015年隧道信息和隧道交通事故率情況統(tǒng)計

2 隧道交通事故分布特征

2.1 交通事故時間分布特征

交通事故的時間分布是指交通事故隨時間的變化特征，通過分析交通事故時間分布特征來揭示交通事故的發(fā)展趨勢[5]。本文通過研究事故發(fā)生的年、月、時等時間要素來揭示粵境北段交通事故的時間發(fā)展趨勢。

2.1.1 交通事故年份分布特征

根據(jù)7座隧道從2003年到2015年的交通事故統(tǒng)計資料，繪出各年份的交通事故數(shù)量分布圖，如圖1所示。從圖1可以看出，自2003年到2015年隧道事故數(shù)量整體呈下降趨勢。圖中2008和2009年2年事故數(shù)量猛增，通過分析相關(guān)因子可知主因是持續(xù)高溫時間較往年久，天氣狀況對駕駛員的駕駛行為影響較大。圖1顯示，總體上年度事故數(shù)量逐年遞減，主要源于京珠高速公路逐漸完善的安全設(shè)施和不斷規(guī)范化的駕照制度。

圖1 隧道交通事故年份分布特點Fig.1 Distribution characteristics of tunnels traffic accidents

2.1.2 交通事故月份分布規(guī)律

將收集的交通事故數(shù)量按照月份進行分類統(tǒng)計，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，京珠北高速公路隧道交通事故數(shù)量月份分布差異較大。隧道事故有3個高峰期，分別是1月、4月、5月、7月—9月，它們事故數(shù)量明顯高于其他月份。分析其原因，事故數(shù)月份差異與外界氣候環(huán)境密切相關(guān)。1月為當(dāng)?shù)囟荆瑲鉁剌^低，惡劣的氣候條件影響駕駛；4月、5月為雨季，路面濕滑，常易發(fā)生追尾碰撞、擦、刮等事故；7月—9月是高溫季節(jié)，駕駛員易駕駛疲勞。

圖2 隧道交通事故月份分布特點

2.1.3 交通事故小時分布規(guī)律

交通事故的小時分布規(guī)律可以反映1 d中人們交通活動規(guī)律及外界自然環(huán)境對交通安全的綜合影響[5]。人在不同時段的交通活動規(guī)律、人體生理機能、環(huán)境亮度及道路交通量分布是有顯著差異的，但表現(xiàn)出一定的規(guī)律性[6-7]。為了更好地觀察事故數(shù)量的小時分布規(guī)律，特將1 d的24 h以每間隔2 h的方法進行分段，分布規(guī)律如圖3所示。

圖3 隧道交通事故小時分布特點

由圖3可知，1 d中不同時段的交通事故分布呈現(xiàn)較大的差異。00：00—02：00、08：00—10：00是2個事故高發(fā)期，14：00—16：00為另一個小高發(fā)期，且00：00—12：00事故率占整天事故數(shù)的65%，明顯高于12：00—24：00的事故率。原因是：00：00—02：00這段時間駕駛員會出現(xiàn)注意力不集中，反應(yīng)延遲的現(xiàn)象，易導(dǎo)致事故；08：00—10：00這段時間是早高峰，車流量大，交通擁堵；14：00—16：00出現(xiàn)事故小高發(fā)期，這段時間是1 d中溫度最高的時間段，駕駛員在隧道駕駛?cè)菀桩a(chǎn)生光線眩暈，白天車流量大，但事故數(shù)和晚上差不多，說明夜間更容易出事故。主要是由于夜晚外界環(huán)境亮度低，駕駛員在多個隧道間進出行駛時環(huán)境變化大，其視覺無法準確判斷隧道輪廓和空間位置，從而引發(fā)事故。

2.2 交通事故空間分布特征

2.2.1 交通事故與隧道長度的關(guān)系

為探究交通事故與隧道長度的關(guān)系，將收集到的350起交通事故按照隧道長度進行分類整理，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以發(fā)現(xiàn)，事故數(shù)量與隧道長度大致成正比，但隧道長度與事故率并不是簡單的線性相關(guān)關(guān)系，其具有這樣的規(guī)律：當(dāng)隧道長度在某一范圍內(nèi)時，隨著隧道長度的增加，事故率呈現(xiàn)不斷下降的趨勢;當(dāng)隧道長度超過某一界限時，事故率隨著隧道長度急劇上升。

圖4 隧道長度與事故率的關(guān)系

2.2.2 交通事故區(qū)段分布特征

在高速公路隧道的不同路段，駕駛員的操作特性和隧道的運行環(huán)境特性不同[8]。隧道內(nèi)照明過渡段長度和人體對明暗環(huán)境的適應(yīng)規(guī)律，駕駛員在隧道路段的駕駛行為是非對稱的[9]。按行駛方向，以隧道出入口為基準點，分別為區(qū)段A(隧道入口過渡路基段)為隧道入口前方100 m；區(qū)段B(隧道入口段)為隧道入口內(nèi)100 m；區(qū)段C為隧道中間路段；區(qū)段D(隧道出口段)為出口內(nèi)100 m；區(qū)段E(隧道出口過渡段)為隧道出口外100 m。以此將隧道劃分為5個區(qū)段[10]，具體劃分形式如圖5所示。

圖5 隧道縱向區(qū)段劃分

表2 不同長度隧道事故發(fā)生區(qū)段頻數(shù)對比

根據(jù)收集隧道事故詳細數(shù)據(jù)，統(tǒng)計得到5個區(qū)段的事故分布，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。隧道不同區(qū)段的事故率與隧道長度有著極大的相關(guān)性[11]，如圖4所示。

1) 短隧道和中隧道中間段的事故率高于出入口的事故率，而入口和出口的事故率基本相當(dāng)。短隧道入口過渡段和出口過渡段事故率也基本一致。這一現(xiàn)象可以解釋為：對于中短隧道，由于隧道長度較短，駕駛員在出入口段的視覺差異不大，不會出現(xiàn)很明顯的“黑洞效應(yīng)[14]”和“白洞效應(yīng)[15]”；而在隧道中間路段，因隧道較短，往往沒有設(shè)置照明系統(tǒng)，易引起交通事故。由于短隧道在出入口過渡段的環(huán)境、光線差異性不大，因此事故率基本相同。

2) 長隧道出入口段的事故率高于中間區(qū)段。根據(jù)隧道長度細分，發(fā)現(xiàn)隧道長度接近2 000 m比隧道長度在1 000 m左右時，出口段的事故率明顯上升。當(dāng)隧道長度小于1 000 m時，駕駛員基本不需要適應(yīng)明顯的環(huán)境改變。長度接近2 000 m時，由于逃逸心理，駕駛?cè)藛T易產(chǎn)生恐懼和壓抑感，會不自然地提高速度來滿足視野的連貫性，易因超速導(dǎo)致事故發(fā)生。

2.3 交通事故隨隧道平縱斷面分布特征

2.3.1 隨坡度的分布特征

不同的隧道坡度對隧道路段交通事故的影響程度是不同的，如圖6所示。通過繪制事故隨隧道坡度變化的分布特征，可以發(fā)現(xiàn)：長陡下坡路段是隧道交通事故的主發(fā)路段，約占總事故比例的54%；隧道坡度在-2%左右浮動時，事故數(shù)猛增。對此主要有2方面的原因：1) 長陡斜坡路段重型貨車和普通車輛速度差較大，容易發(fā)生追尾事故；2) 長陡斜坡路段在氣候狀況惡劣時，駕駛易受天氣影響，如冬季雨雪季節(jié)，長陡濕滑路段不利于駕駛員掌控車輛。

圖6 隧道事故隨坡度的分布特點

2.3.2 隨隧道平曲線半徑分布特征

對京珠北高速路公隧道事故發(fā)生段的平曲線半徑進行統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖7所示。由圖7可發(fā)現(xiàn)：高速公路隧道交通事故主要發(fā)生在曲線路段，且平曲線半徑越小，事故發(fā)生率越高，尤其在平曲線半徑為1 000 m左右時事故率明顯升高。其原因是曲線路段如果平曲線半徑過小，使得曲線過急使得車輛視距受限，操作難度加大導(dǎo)致交通事故發(fā)生頻率增加。為此，在進行隧道設(shè)計時一般應(yīng)避免出現(xiàn)曲線路段，當(dāng)曲線路段無法避免時，應(yīng)注意控制平曲線半徑，使得隧道曲線段平緩延伸。

2.4 交通事故原因特征

為了找出交通事故的主要原因，把交通事故按照事故原因進行分類統(tǒng)計，規(guī)律如圖8所示。

造成隧道交通事故的主要原因可大致概括為人為因素和車輛因素：人為因素有操作不當(dāng)、緊急避讓、避讓不及、剎車不當(dāng)及追尾事故，車輛因素有車輛故障、車輛著火、剎車失靈及車輛爆胎等。

圖7 隧道事故隨平曲線半徑的分布特征

圖8 交通事故原因

人為因素[12]造成隧道路段交通事故共225起，占總共事故的64.57%。由于高速公路為全封閉式設(shè)計[13]，一般禁止非機動車輛和行人在路上行駛，所以其交通事故主要是駕駛?cè)说牟僮鞑划?dāng)造成。一般來說，駕駛員的不當(dāng)行為有超速駕駛、疲勞駕車、錯誤操作、車距不夠等方面。因此，針對這一特點，需加強對駕駛員的操作意識和駕駛習(xí)慣培養(yǎng)，同時要不斷強化高速公路監(jiān)控措施和完善駕照積分制度，從根源上降低隧道交通事故率。

2.5 交通事故車輛類型分布特征

通過對京珠高速公路粵境北段從2003年至2015年的350起隧道交通事故車型進行統(tǒng)計分析，得到事故車型分布如圖9所示。隧道路段事故車型以大貨車為主，所占比例為60%，其次為大客車，占比16%。研究顯示，大貨車是隧道交通事故中的主要車型，對隧道安全運營威脅很大。究其主要原因有：隧道中運行的大貨車一般為重載貨車，它與其他各類車輛的動力性能、車速、外形尺寸、爬坡能力、負載程度差別較大。在交通流的特征方面，重型貨車在長斜坡路段會與普通車輛產(chǎn)生較大的速度差，引發(fā)事故的可能性增大。

2.6 交通事故天氣分布特征

圖9 隧道交通事故車型分布

外界天氣對交通事故有很大的影響，為了方便研究事故與天氣的關(guān)系，將交通事故按照天氣情況進行分類，如表3所示。

表3 2003—2015年天氣狀況分布比例

從表3可知，京珠北高速公路路段的天氣狀況中陰天和雨天占很大比例，占全部天氣狀況的84%，而晴天分布天數(shù)則相對較少，為16%。計算不同天氣狀況下的相對事故率可以看出，絕大多數(shù)的隧道交通事故發(fā)生在晴天，相對事故率高達25%；而陰天和雨天的相對事故率則不足5%，由此可見，高速公路隧道受陰雨天氣的影響較小。

3 預(yù)防及改進措施

針對交通事故主要發(fā)生特征，為預(yù)防交通事故強化措施、落實整改，保障公路安全暢通，保持交通安全的良好形勢，提出如下改進措施：1) 改進駕駛員考核方法，建立日益完善的交通制度。2) 針對大貨車這一主要事故車源，建議采用定期或不定期對大重型貨車進行自動檢測。對嚴重違章的駕駛員除進行教育和行政處罰之外，并對其超載貨物實行卸載轉(zhuǎn)運。3) 在長下坡路段事故多發(fā)點，重新鋪設(shè)新型、先進的紅色警示路面罩面，增加路面的摩擦系數(shù)。4) 在隧道設(shè)計中，盡量避免小半徑曲線，對于地形起伏大的隧道路段，應(yīng)注意路段間的過渡段設(shè)計，避免重型貨車在過渡段出現(xiàn)較大的速度差。5) 加大高速信息牌更新力度，及時更新天氣情況，減少駕駛員操作失誤。

4 結(jié)束語

通過對京珠高速公路7座隧道中從2003—2015年發(fā)生的350起交通事故綜合分析，得出以下認識：

1) 從2003—2015年，隧道交通事故逐年顯著遞減，1年中1月、4月、5月和7月—9月和1 d中08：00—10：00是事故多發(fā)期和多發(fā)段。

2) 隧道長度與事故數(shù)量關(guān)系不顯著，但隧道不同區(qū)段的事故率與隧道長度相關(guān)性顯著。

3) 分析隧道事故主因是人為造成，其次是車輛，且以大貨車為主，其次為大客車。

4) 分析高速公路隧道事故受天氣的影響很小，發(fā)生事故的天氣分布情況與全年天氣分布情況無明顯的正相關(guān)關(guān)系。

以上隧道交通事故認識雖然是基于京珠北高速公路7座隧道統(tǒng)計分析得出的，在某些事故特征方面可能有局限性，但其依舊可有效指導(dǎo)當(dāng)?shù)厮淼拦芾頇C構(gòu)針對性地采取隧道安全預(yù)防措施，為隧道執(zhí)法機關(guān)提供事故分布規(guī)律，指導(dǎo)其建立完善的執(zhí)法體系。同時，對于隧道交通事故的上述研究也能夠為隧道設(shè)計人員在隧道長度、隧道平曲線和坡度設(shè)計方面提供寶貴的啟示。