山区高速公路桥隧密集段交通安全保障技术研究(1)剖析

（3）提出桥隧密集路段满足安全、美观、融冰融雪的防滑路面和桥隧密集路段正常、拥挤、事故三种状态下的交通诱导与控制策略。
（4）构建桥隧密集路段交通安全预警系统，并将桥隧群落作为一个整体进行事故救援体系的设计。
四、研究进度安排：
整个研究项目的研究工作将需要两年左右的时间，具体的工作进度计划如下：
2015年1月～2015年6月，收集资料，制定项目实施大纲和实验调查大纲，开展研究工作；
其他
2
合计
180
六、主要研究单位及排序：
承担单位：山东高速工程检测有限公司；协作单位：长安大学
七、主要研究人员
序号
姓名
所在单位
职称、职务
负责内容
1
陈华鑫
而该查新项目拟结合山区高速公路桥隧密集段的交通流特性及交通事故特征统计分析，依托工程模拟驾驶舱仿真试验，开展驾驶员的视觉特性和心、生理特征研究；并在此基础上提出山区高速公路桥隧密集路段安全保障技术，包括路面防滑技术、交通诱导与车速控制技术以及交通安全预警技术。
综上所述，经过对比分析，在已检索到的国内公开发表的中文文献中，未发现与该课题查新点完及环境四个方面入手，依托我国典型山区桥隧密集段事故统计数据，分析了道路几何线形因素(平曲线、纵断面及弯坡组合)对事故数和事故率的量化关系，同时分析了驾驶员因素、车辆因素及环境因素对山区高速公路事故的影响。
（2）提出了基于驾驶员视域尺度的山区桥隧密集段路侧安全设计方法
在桥隧路段的安全监控系统方面，国外的公路隧道监控系统的建设较国内成熟。意大利TANA公路隧道全长20km，有4座双洞隧道，最短的超过800m，洞内每隔125m安装一个环形线圈检测器，用以检测洞内交通事故和堵塞长度;在隧道入口处，装有三色交通信号灯。美国纽约林肯隧道全长2500m，内设三车道，每条车道上设置了8个环形线圈检测器，6个光电池式检测器，9台工业电视摄像机；还配有巡逻车和一些通信手段，随时向控制室传送有关洞内的交通信息。当某一车道上车辆密度超过35辆/km时，隧道入口交通信号灯就由绿色变成黄色闪烁，同时由入口警报显示板显示出“行车注意”等信息。法国勃朗峰隧道全长11600m，洞内推荐速度为70km/h，最小车头距为1OOm，采用雷达式车辆检测器测量隧道内的车辆数和区间密度；隧道内安装有CO/VI检测器、风速/风向检测器、车辆检测器，并设有相应的计算机系统和显示系统;隧道内有完善的通风换气装置以及照明、供电设备；在洞外一定范围内进行预监控与检测，避免有事故隐患的车辆进洞。
项目协作单位长安大学是教育部和交通部共建的“211工程”院校，特殊地区公路工程教育部重点实验室、交通铺面材料教育部工程中心名师荟萃，现有教师和研究人员156人，其中博士生导师35人，硕士生导师109人，绝大部分教师和研究人员具有硕士学位或博士学位。拥有一批国内一流水平的实验设施和检测系统，为人才培养和科学研究提供了坚实的基础平台。项目组相关研究人员，除了取得国外著名大学博士学位外，还且具有丰富的国内外工作经验。本项目研究人员长期从事道路勘测设计、交通安全设计与评价、交通管理与控制的教学和研究工作以及公路与城市道路的设计和咨询工作，在互通式立交设计、公路安全设计与评价、数据采集与处理技术、交通仿真等方面有较深的研究，完成或正在进行的有关这些方面的研究主要有：
考虑山区高速公路路侧景观和建筑物等对驾驶员视野的遮挡和屏蔽作用，提出相应的路侧水平视域尺度设计方法和路侧纵向视域尺度设计方法。
三、主要创新点：
（1）研究得到桥隧密集路段的交通特征和事故分布特征，建立交通流模型，并建立桥隧密集路段条件变化的频率、车速及心率（或血压）的多元回归模型；
（2）提出桥隧密集路段驾驶员动态视觉反应特性与路段空间位置和亮度变化的关系模型；并提出不同路面宽度、不同环境与亮度变化的桥隧密集路段视觉诱导技术。
挪威公路局对公路隧道中的交通事故进行过研究，结果发现仅把公路隧道中的交通事故看作类似于两车道公路的交通事故是不合理的，因为司机驾车进入隧道后，由于环境的突然改变，会产生一种恐慌感。他们经过长期调查后得出隧道事故类型及比例。瑞士对1974年起至今的800多起隧道安全事故进行了分析研究，发现其中90％是由人为误操作造成的，10％是由其他原因造成的。在事故原因分析的基础上，提出了降低隧道风险和提高隧道安全的措施，其范围涵盖隧道的各个系统及建设的各个阶段。
世界道路协会（PIARC）隧道委员会每次都将隧道交通安全列为专门议题进行讨论，建议研究方向。欧盟在2002年12月提出了关于欧洲公路网中隧道安全的议案，确定了隧道组织管理、结构、技术和运营等方面最低安全要求，指出了隧道安全的重要性和目标，并制定了相应的标准。同时，《2010年欧洲运输政策白皮书》中还提出了短中期和中长期两个阶段提高隧道安全的方案。
（5）浙江交通科技项目《龙丽丽龙高速公路（一级改高速路段）交通安全性评价与交通工程对策措施研究》。
（6）浙北公司交通科技项目《互通式立交安全评价》
（7）浙江杭长高速公路有限公司委托项目《杭长高速公路安城至泗安段提速的交通安全性评价及保障措施研究》
（8）浙江台州甬台温高速公路有限公司委托项目《甬台温高速公路台州段K130～K143事故多发路段成因分析与改善措施研究》。
（2）主要研究内容
本项目将通过调查分析桥隧密集路段交通流特性和交通事故特征，结合桥隧密集路段的环境特点，应用道路与交通工程的原理，采用实验与计算机仿真、数理统计与数值分析的研究方法，并结合驾驶行为模式分析，对桥隧密集路段的视觉特征和心、生理特征进行研究。在此基础上，提出桥隧密集路段安全保障技术，为我国山区高速公路桥隧密集路段的建设、管理提供科学的依据及指导。
日本在确保隧道安全时归结为两点：降低隧道事故发生的可能性和减少事故产生的后果。前者包括隧道设计、隧道内的交通规则、隧道内的设施设备、维护和保养，后者包括紧急安全设施和防火设施。因此他们采取的措施是在隧道内进行速度限制和禁止超载，当隧道长度超过5km时限制运输危险物品。
国际上对于驾驶员行驶过程中生理心理的研究比较多，主要有生物节律理论预防交通事故；驾驶员的生理反应来量化；皮肤电流反应来描述驾驶员紧张度；防止驾驶员打磕睡系统等，这些成果广泛地应用于工程领域，并取得了显著的效果。
2015年7月～2015年12月，桥隧密集路段交通流特性和交通事故特征调查分析；
2016年1月～2016年6月，桥隧密集路段交通特征研究；
2016年7月～2016年12月，桥隧密集路段心、生理特征研究；
2017年1月～2017年6月，桥隧密集路段保障技术研究；
2017年7月～2016年10月，编写报告、编制桥隧密集路段安全保障技术指南；
3、已有工作基础
本项目由山东高速工程检测有限公司承担，与长安大学协作完成。
山东高速工程检测有限公司作为本课题的承担单位，长期从事高等级公路和桥梁的科学研究、技术开发与咨询、试验检测、人才培养等工作，具有良好的软硬件条件和开展该项目研究所需的丰富工程实践经验，有雄厚的研究基础，并具有良好的配套试验条件。项目组人员搭配合理，研究人员具备相关的高速公路桥梁工程知识和研究背景和专业基础，参加过相关多个科研项目；研究单位主持或参加国家自然科学基金、国家“十一五”科技支撑计划、山东省自然科学基金、山东省交通厅科技计划等相关科研课题十余项。本项目组成员已在同行业国家级重要学术期刊上公开发表30多篇专业学术论文，数篇被EI收录，对于本项目某些内容已有了初步的研究计划。
2．查新情况及国内外研究情况
（1）国内外研究现状
目前我国对于公路桥隧密集路段作为整体的安全保障技术还未进行过系统的研究。国内对桥隧路段交通安全保障技术研究比较多的主要集中在隧道方面。安全研究工作包括道路交通事故防治、火灾、烟雾控制以及危险货物运输等。长大隧道、特长隧道以及桥隧密集路段在我国大量出现仅有近10年的历史，我国在单个隧道的安全问题领域进行过针对性的研究，如交通部西部项目办针对监控、防灾与通风进行过专项研究；在隧道进出口的线形、照明、路面抗滑等方面进行了一定的探索和实践。并取得了一定的成果，但对于把桥隧密集路段作为整体来对待则需要进一步的研究与探讨。
（1）《公路几何设计细则》配套项目《山区高速公路平均纵坡研究》。
（2）陕西交通科技项目《高速公路中间带结构型式及安全性分析》。
（3）温州绕城高速公路建设指挥部科技项目《北白象枢纽立交安全性评价》。
（4）云南交通科技项目《螺旋展线在山区高速公路中的应用研究》、《螺旋展线路段运营安全性评价与对策研究》。
专题一：桥隧密集路段交通特征研究
①交通流特性研究
②交通事故特征分析
专题二：桥隧密集路段心、生理特征研究
①视觉特性研究
②心、生理特征研究
专题三：桥隧密集路段保障技术研究
①桥隧密集路段视觉诱导和速度控制技术研究
②桥隧密集路段路面防滑技术研究
③桥隧密集路段交通诱导与控制技术研究
④桥隧密集路段交通安全预警技术研究
国内对于驾驶员生理、心理领域的研究起步较晚，目前取得一定研究成果的有北京工业大学的任福田教授等，在交通心理学方面取得了一定的成果，通过大量的试验研究填补了该领域的空白。
监控系统方面在借鉴国外优秀成果的基础上也取得了一定的发展，上海延安东路隧道与深圳梧桐山隧道在我国较早地实现了隧道监控，该系统是一个多系统的集成，包括中央计算机、电力SCADA、交通监控、火灾报警、闭路电视、收费管理、有线通信、无线通信、有线广播等九个分系统。此后，成渝高速公路的中梁山隧道、缙云山隧道等高等级公路隧道，通过引进国外设备与自主开发相结合实现了隧道监控。温州景山隧道是我国第一个采用分布式现场总线LonWorks网络技术对公路隧道进行监控的隧道。
山东高速集团科技创新申报项目申报书
项目名称：
山区高速公路桥隧密集段交通安全保障技术研究
项目类型：
工程应用技术研究类
拟申报创新计划：
集团立项
一、项目简介：（1、主要研究内容、研究目的、意义；2、查新情况及国内外研究情况；3、已有工作基础；）
1．研究目的、意义及主要研究内容
(1)研究的目的、意义
长大隧道、特长隧道以及桥隧密集路段在我国大量出现仅有近10年的历史，目前我国对于公路桥隧密集路段作为整体的安全保障技术尚未进行过系统的研究。现有的桥隧路段交通安全保障技术研究多是对单个隧道的针对性研究。
随着我国高速公路的快速发展，山区高速公路逐渐增多，桥隧密集路段也越来越多，现有的研究成果已不适应山区高速公路的发展要求，也不能满足山区高速公路桥隧密集地区的交通安全保障的要求。
本项目的研究将填补我国桥隧密集路段整体安全保障技术的空白，在基础理论与关键技术领域实现多项突破与更新。以交通安全“事前研究”的理念，实现桥隧密集路段的安全预警，全面系统、经济有效的解决桥隧密集路段的交通安全问题，为高速公路高效安全的运营与管理提供保证，降低交通事故，提高运输效率，减少拥堵，提高山区高速公路的整体效益，同时取得巨大的经济和社会效益。本项目的研究成果具有广阔的市场需求前景和极高的推广应用价值。
（9）浙江申嘉湖高速公路有限公司交通科技项目《鹿山枢纽立交安全性评价》
这些项目的研究为本项目的研究提供了相关的研究方法，研究思路，丰富了项目研究的内容，为本项目的研究奠定了良好的工作基础。
总之，本项目组成员完全能够承担本课题的研究工作。
二、主要技术路线及拟解决关键问题：
1、主要技术路线
2、拟解决的关键问题
（2）查新结果情况
综合分析检索到的国内相关中文文献，并与委托项目的查新点进行对比分析，得出以下结论：
国内有文献研究了山区高速公路桥隧路段对驾驶员的视觉、心理和生理的影响特点；有文献研究了山区高速公路桥隧路段的安全评价方法；有文献研究了山区高速公路交通安全设施设计及安全保障技术；有文献研究了山区高速公路隧道路段的只能监控和联动报警系统。
2017年12月，提交研究报告，并进行课题评审验收。
五、经费预算及来源：
经费投入预算
经费支出预算
科目
预算数
（万元）
科目
金额
（万元）
申请补助
60
合计
180
工程配套研究经费
120
材料费
8
单位自筹
燃料及动力费
12
其他经费
试验费
70
小型仪器、设备购置费
20
劳务补贴费
30
差旅费
8
会议费
6
资料印刷费
6
管理费
18