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隧道起火事故具有什么特征?国外有哪些研究可借鉴?


8月27日晚,G15沈海高速往福建方向猫狸岭隧道发生一起货车起火事故,截止目前,共造成5人窒息死亡、31人受伤。研究表明,隧道内火灾事故极易产生高温、烟雾及有毒气体,导致车辆和人员难以有效逃生。因此,研究分析隧道事故起火等事故发生规律、隧道交通安全特点对于提升隧道交通安全十分重要。今天,交通言究社就为大家介绍国外针对隧道起火事故的部分相关研究分析和提升隧道交通安全应注意的关键点,以作参考。 

 

8月27日18时24分23秒,G15沈海高速往福建方向1607KM+180米(猫狸岭隧道中部位置),一辆重型普通半挂车轮胎起火后,迅速引燃车上装载的皮革制品,造成隧道内短时大量浓烟积聚并扩散至对向隧道,滞留的车辆和人员无法及时撤离。截止目前,事故共5人因窒息死亡、31人受伤。

 

那么,隧道内车辆起火事故具有什么特征?为何隧道内事故易造成严重后果呢?

 

隧道内起火事故易造成群死群伤

 

大部分的隧道内交通事故死亡是由普通的道路交通事故导致的,但隧道内的起火事故往往会造成严重的群死群伤事故,这与火灾事故的特性和隧道的形状及封闭构造有关。

 

隧道像是一个“卧着”的烟囱,车辆在隧道内起火会产生大量有毒烟雾,烟雾扩散很快,但无法快速散去,人体吸入高温有毒烟雾,会造成吸入性损伤,引起呼吸道黏膜损伤和肺水肿,最终导致大脑供氧不足而死亡;有机物质不完全燃烧释放的CO也可使人昏迷、意识丧失,甚至死亡。

 

隧道的封闭结构也给救援带来一定困难。车辆在隧道内起火后,如果是单向隧道,救援力量往往只能从隧道入口进入,如果前方交通拥堵,救援力量就无法及时到达,加之部分驾驶人会选择调头、逆向驶出隧道,这又大大增加了交通拥堵的可能性;如果是双向隧道,救援力量可以从对向车道进入隧道,再借用人行连通道、车行连通道等进入事故隧道内开展救援,但是受限于起火后隧道内温度升高、能见度降低以及较长隧道的供氧问题,隧道救援的难度比一般火灾事故或交通事故更大。

 

英国学者研究发现,隧道火灾事故导致的死亡与重型货车密切相关,大约71%的隧道火灾死亡人员涉及重型货车,24%涉及普通车辆,5%涉及普通货车。意大利学者分析了境内高速公路隧道内发生的严重交通事故和起火事故,并总结了每年严重交通事故率和起火事故率情况(见表1)。

 

表1:意大利、挪威和瑞士高速公路隧道严重交通事故率与起火事故率对比(单位:起/百万车公里)

挪威上

 

挪威和瑞典的统计数据表明,隧道严重交通事故率约为0.131起/百万车公里,而隧道内起火事故率约为0.036起/百万车公里。尽管起火事故往往造成灾难性后果,但其发生频率明显低于普通事故,平均而言,起火事故率仅为所有严重事故的32%。

 

2

车辆的技术问题是引发起火事故的重要原因之一

 

国际道路会议常设协会自2008年开展的研究表明,隧道内起火事故的主要诱因为车辆的机械或电路缺陷;国际经合组织的报告也认为车辆的技术问题是隧道起火事故的重要原因之一。

 

挪威的一项自2008年至2011年的调查显示,平均来看,仅有21%的隧道内车辆起火事故是单纯由交通事故引起的。从隧道起火事故涉及的车辆类型来看,46.3%的事故由低于3.5吨的单车引起,38.1%的事故由高于3.5吨的单辆重型车引发;5.2%的事故由一辆重型车和一辆轻型车碰撞引起;5.9%的事故由两辆轻型车碰撞引起。对于重型车辆事故而言,车辆技术问题是引发事故的主要原因,而多车碰撞则是轻型车辆起火事故的主要原因。

 

挪威的数据还表明(见表2),导致人员伤亡的隧道车辆起火事故主要是由单车或多车碰撞事故引起,起火事故中的人员重伤多由车辆碰撞造成。

 

表2:挪威2008年-2011年隧道内起火事故导致人员伤亡情况

表二下

 

隧道安全风险及驾驶人行为具有什么特征?

 

隧道路段因其特殊的工程构造和通行环境呈现出不同的交通安全特征。一般来说,隧道路段和普通道路的差异通常来自以下几个方面:悬殊的建设成本、照明条件及光线环境、特殊的工程结构对救援逃生等造成的影响、横截面形状、路面摩擦系数、对驾驶人环境感知及驾驶反应造成的障碍、通风系统及条件等。由于差异的存在,隧道在设计、建造,特别是驾驶体验、运营、养护、管理等各个环节,与普通道路明显不同,交通安全风险产生机理及其表现形式也有很大差别。

 

1

隧道交通事故的一般特征

 

隧道交通事故指两辆及以上车辆在隧道内发生碰撞或单车与隧道壁、交通标志等静止物体发生碰撞导致的交通事故。根据新加坡中央高速公路(CTE)隧道2006年到2008年间的事故记录,追尾事故约占全部隧道内事故的70%,其中多数事故是由野蛮变更车道和车速过快导致。

 

研究表明,隧道内发生交通事故的风险低于相同条件下的普通道路,但隧道内事故的严重程度和造成的人员伤亡后果更为严重,特别是火灾事故发生后,隧道腔体内极易产生高温、烟雾及有毒气体,致使车辆和人员难以有效规避、逃生。起火事故还会导致隧道临时关闭,造成交通延误,严重时还会损害隧道结构物及附属设施。因此,隧道起火事故造成的经济损失常伴随交通拥堵和对隧道结构物的破坏。

 

2

隧道内不同路段的事故率不同

 

根据隧道路段不同区域特点,一般将隧道划分为Z1-Z4四类区域,具体如下图所示:

 

图一上

图1:典型隧道路段区域划分示意图

 

由于各国学者在分析隧道交通安全时,通常只考虑造成人员伤亡的隧道事故。因此,在计算隧道交通事故率时,仅考虑造成人员伤亡的隧道交通事故率;在计算严重事故率时,仅考虑造成人员严重受伤或死亡的隧道内交通事故。

 

新加坡的相关研究表明,隧道内的跟车行为与普通道路相比更为保守,车辆间距更大、追尾事故风险更低、同样车速条件下碰撞时间(TTC)更长。因此,从微观驾驶行为的角度分析,高速公路隧道内交通安全风险低于普通高速路段。但仅就隧道内事故率的分布情况看,挪威学者发现隧道驶入区域事故率更高,随着车辆驶入隧道,事故率逐渐降低。统计数据表明,最高事故率发生在进入隧道前的50米开放道路,为0.30起/百万车公里(Z1区),进入隧道后的前50米事故率达0.23起/百万车公里(Z2区),随后的100米隧道内路段事故率为0.16起/百万车公里(Z3区),隧道内的中间区域(Z4区)事故率仅为0.10起/百万车公里。综合瑞士、挪威、奥地利、新加坡等国家学者的研究结果,上述四个区域的平均事故率分别为0.33、0.23、0.20、0.15。

 

可以看出,驶入隧道前的过渡区是隧道路段事故率最高的区域。车辆在高速进入隧道入口时,驾驶人为适应隧道内昏暗的光线环境,通常会减速;进入隧道后,驾驶人会以低于普通路段的车速行驶,在此过程中车速的剧烈变化会导致交通安全风险明显上升。

 

3

隧道内的环境可影响驾驶行为

 

根据新加坡等国学者的研究,当隧道路段长度占路网总长比例较小时,驾驶人一般会更为小心驾驶,并降低车速。

 

荷兰国家道路安全科学研究所提出了几个可能加剧隧道内交通安全风险的因素:距离隧道壁过近、视距不良、隧道附近或内部车道数突变、照明条件变化。此外,封闭式的建筑结构会激起驾驶人的焦虑和紧张。一些关于驾驶人在隧道内驾驶的生理学实验,如监测瞳孔和心率,也证实了隧道内环境对驾驶人心理状态的影响。由于上述因素常常同时发生,因此很难确定哪个是最主要因素。

 

意大利学者研究认为,在长隧道内驾驶容易导致驾驶人心理压力增大、不适,建议增大隧道内右侧路肩宽度,向驾驶人传达明确清晰的距离信息,同时改进交通控制设施以提高驾驶人警惕性,降低驾驶人心理负担和安全风险。

 

此外,以色列学者还测试了车载驾驶信息系统对隧道内安全驾驶的作用。结果表明,必要的信息提示可增强隧道内驾驶人的确定性、操控感,有助于缓解焦虑、枯燥、疲劳、注意力涣散等在隧道驾驶中常见的情绪。在提供的信息量可控、不引起驾驶人分心的情况下,该系统能明显提高隧道驾驶安全性。

 

4

复杂的线形设计更易引发事故

 

道路几何设计和交通流状态也会对隧道驾驶安全性及事故后果造成重要影响,例如平均日交通量、重型货车流量、平曲线半径、纵坡等。在相对陡峭的纵坡路段,重型车辆一般会减速通行,小客车与重型车辆间的速度差异会加大交通安全风险。挪威学者称,海底隧道入口处陡峭的纵坡会加剧驾驶人的紧张感。

 

复杂的平曲线设计与相对平直的线形相比,更容易导致交通事故。在隧道内,由于隧道壁对视线的遮挡,驾驶人很难快速识别出平曲线走向。荷兰国家道路安全科学研究所成果显示,通过设置应急车道增大车辆与隧道壁侧向距离、限制纵向坡度以减小速度差、增大平曲线半径以改善视距是提高隧道交通安全性的有效措施。该研究还特别强调,车道数渐变交织区以及渐变起终点应避免设在隧道内部及入口附近。意大利的相关研究指出,驾驶人在隧道内驾驶时会显著降低车速并增大同隧道壁的侧向距离;挪威的研究也表明,隧道交通事故风险与平曲线半径有明显相关关系,并给出平曲线半径与交通事故率的关系(见表3),交通事故率随平曲线半径减小而增大,当半径小于150米时,事故率出现明显升高。

 

表3:事故率随平曲线半径变化情况

表3下

 

5

隧道长度对交通安全有一定影响

 

关于隧道长度对事故率的影响,相关研究并没有形成统一的结论。瑞士、奥地利、挪威等研究表明越长的隧道越安全,但其他一些研究却得出相反的结论,认为在长隧道中驾驶人的注意力会逐渐分散,隧道单调的视觉环境可能导致定位错觉。

 

意大利学者基于本国高速公路隧道事故数据计算发现,事故数量随隧道长度增加而上升,认为在长隧道中,变道、超车等行为更为频繁,致使交通事故增加。挪威的学者则认为,交通事故率随隧道变长而降低,主要是由于隧道入口区域的事故率要高于隧道中部区域,该学者研究得出的数据图(如下图)显示,对于城市道路双洞隧道,短隧道(100-499米)事故率为0.22,而长隧道仅为0.08(大于3千米),对于长度大于500米的公路单向双洞隧道,事故率随隧道长度增加而急剧下降。

 

图二上

图2:城市道路及公路隧道交通事故率随隧道长度变化情况

 

尽管并未形成统一结论,但这些研究均表明,隧道长度对事故率存在一定影响。

 

6

隧道事故严重程度高于普通路段

 

奥地利学者根据全国公路事故数据库研究得出,隧道内事故致人死亡的风险是普通路段的两倍。在普通机动车道上,仅3.3%的致伤事故会造成人员死亡,但在隧道路段这一比例高达8.2%。意大利学者比较了高速公路隧道和普通高速公路的严重交通事故率情况,结果表明前者是后者的1.685倍。综合多个国家的研究成果,大部分发生在隧道路段的交通事故为轻伤事故(占总数83%),致人重伤的事故占11%,6%的事故为致死事故,致人死伤的严重交通事故占比较普通路段高3-5个百分点。因此,从整体看,隧道交通事故的严重程度普遍高于普通路段。

 

提升隧道交通安全 这些关键点应借鉴

 

综合国外对隧道交通安全的调查研究,大致可总结出以下提升隧道交通安全应注意的关键点:

 

➣ 当隧道长度占路网总长比例较小时,驾驶人倾向于谨慎驾驶,通过降低行驶速度和增大同隧道壁的侧向距离规避风险,从而降低隧道内交通事故率,不过,值得注意的是,短隧道应重点加强在恶劣天气条件下的安全管理。

 

➣ 隧道入口区域(Z2区和Z3区)的交通事故率较高,随着车辆驶入隧道内,事故率逐渐降低。但因Z4区域覆盖距离更长,其事故总量更高。

 

➣ 对于高速公路等公路单向长隧道,由于驾驶环境相对单调,驾驶人的警觉性和注意力反而较低。

 

➣ 隧道事故中83%为轻伤事故,11%为重伤事故,6%为死亡事故,但隧道交通事故致人死亡的风险是普通高速公路的两倍。

 

➣ 虽然隧道交通事故率普遍低于普通道路,但隧道起火事故率占隧道严重事故率的32%,起火事故易产生灾难性后果,大约71%的隧道起火并致人死亡的事故与重型货车有关,重型货车管理是防控隧道起火事故的重点。

 

➣ 涉及小型车和重型车的隧道起火事故,事故原因有较大差异。前者多由车辆碰撞事故引起,后者应更多关注车辆机械或电路故障,在制定防控措施时应区别对待。

 

➣ 隧道起火事故可能导致区域公路网长时间拥堵甚至瘫痪,因此在评估隧道交通安全风险时,应结合通行车流构成及其运载人员、货物的类别,纳入事故后果综合评估。

 

➣ 隧道的严重事故率与隧道长度和隧道交通负荷密切相关,严重交通事故通常发生在Z4区和Z1区。

 

本文内容整合自媒体报道及研究文章《改善国内隧道交通安全?国外的这些研究成果可借鉴》(公安部道路交通安全研究中心 胡伟超)
(责编:昕怡)


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