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2013-04-20 03:14:50汪玚

交通建設(shè)與管理訂閱 2013年7期 收藏

關(guān)鍵詞：公路隧道

文/本刊記者 汪玚

因?yàn)殂裤剿韵嘈?/p>

文/本刊記者 汪玚

韓直，重慶交通科研設(shè)計(jì)院研究員、博士，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，從事交通工程科研、設(shè)計(jì)與咨詢工作多年，著有《公路隧道節(jié)能技術(shù)》、《公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)》。

Belief in Engineer讀懂工程師的信仰

如果將我國(guó)隧道里程看作一支股票，相信會(huì)是股民們都熱衷追捧的“績(jī)優(yōu)股”，一路上揚(yáng)的曲線映射著我國(guó)隧道建設(shè)的跨域式發(fā)展。

從1908年，由杰出工程師詹天佑規(guī)劃并督造的我國(guó)自行修建的第一座越嶺鐵路隧道——京張鐵路八達(dá)嶺隧道建成，僅18個(gè)月完成全長(zhǎng)1091米，名動(dòng)天下，到全長(zhǎng)18020米，應(yīng)用最先進(jìn)全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的秦嶺隧道，中國(guó)隧道建設(shè)如同連續(xù)跳級(jí)的少年，用短時(shí)間完成了學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們的課時(shí)。

近15年來，我國(guó)公路建設(shè)飛速發(fā)展，并逐漸向西部山區(qū)延伸，公路隧道里程也呈爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2000年，全國(guó)公路隧道1683座，里程62.8萬米，到2012年，全國(guó)公路隧道10022處、805.27萬米，里程增長(zhǎng)十多倍。外國(guó)隧道專家在秦嶺隧道貫通后曾說，“就隧道修建的技術(shù)進(jìn)步，中國(guó)用20年的時(shí)間走完了發(fā)達(dá)國(guó)家50年甚至100年走完的路程。”

然而，隨著運(yùn)營(yíng)公路隧道的快速增加，隧道運(yùn)營(yíng)交通安全問題日益凸顯。隧道的道路情況復(fù)雜，并具有封閉的特殊性，一旦發(fā)生事故，除了造成一般交通事故的人員傷亡、車輛損毀、交通堵塞等后果外，還易引起火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害，導(dǎo)致救援、疏散困難，事故后果往往十分嚴(yán)重。

繼2010年的采訪后，記者又聯(lián)系到重慶交通科研設(shè)計(jì)院研究員、博士韓直，在采訪過程中，這位享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家、曾獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)的年過五十的老專家顯得格外和藹可親、積極樂觀，正如他的QQ網(wǎng)名“天上有太陽”。或許，正是因?yàn)闈M懷憧憬，期望用雙手改造他所相信的行業(yè)。

安全，是至高的目標(biāo)

近年來，公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)得到了普遍關(guān)注和迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)隧道大省也紛紛積極探索研究。目前，公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的編制，技術(shù)應(yīng)用，公路隧道運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估，控制技術(shù)、災(zāi)害預(yù)防與應(yīng)急救援等方面上交了多張“優(yōu)異答卷”。

安全問題的重點(diǎn)在于主動(dòng)安全技術(shù)（如防火技術(shù)、預(yù)警技術(shù)、安全管理和評(píng)價(jià)技術(shù)等），即做好事故的預(yù)防，把發(fā)生事故的可能性降到最低，這樣可以最大限度的保障道路使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全。而被動(dòng)安全技術(shù)（如災(zāi)害的應(yīng)急疏散技術(shù)、消防技術(shù)），則是在事故發(fā)生后采取的減少災(zāi)害的嚴(yán)重程度的技術(shù)，也同樣不可忽視，否則，隧道災(zāi)害，尤其是特長(zhǎng)隧道和隧道群的災(zāi)害一旦失控，其后果（例如隧道火災(zāi)引起的爆炸）常常非常嚴(yán)重。

“我們更側(cè)重于主動(dòng)安全技術(shù)，因?yàn)槿绻龊昧税踩A(yù)防，無限接近于消除事故和災(zāi)害的發(fā)生，才能減少減災(zāi)、救災(zāi)的壓力，從根本上杜絕事故和災(zāi)害的發(fā)生。”

路過的不僅是隧道更是技術(shù)認(rèn)同

自2000年6月1日發(fā)布實(shí)施的《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱為《規(guī)范》），作為交通行業(yè)公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)的首部專業(yè)規(guī)范，對(duì)推動(dòng)我國(guó)公路隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)照明工程科技進(jìn)步和規(guī)范其設(shè)計(jì)行為起到了積極的作用，但由于當(dāng)時(shí)我國(guó)隧道較少、照明技術(shù)較落后，主要依據(jù)國(guó)外上世紀(jì)90年代初期的成果，與目前的公路隧道照明應(yīng)用存在較大差距。

設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)不僅需要適應(yīng)應(yīng)用的需要，還要指導(dǎo)應(yīng)用的實(shí)踐。《規(guī)范》是基于L20、設(shè)計(jì)速度和交通量來確定安全行車的照明需求，而依據(jù)這三個(gè)參數(shù)并不能確定安全行車的照明需求。

韓直向記者舉例說明：目前國(guó)內(nèi)外照明理論普通認(rèn)可的觀點(diǎn)是照明需求與交通量的大小成正比，照明需求的確定方法主要有以下方法：方法1以CIE為代表，根據(jù)需要的停車視距和隧道照明等級(jí)確定照明需求，隧道照明等級(jí)由交通量的大小和交通組成所決定；方法2以中國(guó)為代表，以混合交通量和設(shè)計(jì)速度為參數(shù)，根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)確定照明需求。

②或?yàn)槔铊F夫去世后，黎家提供給美院收藏。同時(shí)應(yīng)包含油畫2件，書法1件。書法即李鐵夫自署的“旅臺(tái)畫集”。

方法1存在的問題在于，照明需求與交通量的大小成正比這一結(jié)論與實(shí)際不符。交通量最大時(shí)，交通流處于跟蹤狀態(tài)，跟蹤車只要開啟車輛大燈，就可以清楚地看見前導(dǎo)車，照明需求不是最大，而是最小。

方法2除了存在方法1存在的問題外，在照明需求與行車安全之間沒有建立直接的關(guān)系。隧道交通事故以追尾為主，事故中又以貨車居多，影響隧道行車安全的主要因素是停車

視距。

兩種方法均未考慮大車混入率大小的影響，而混合交通量與速度并不能完全確定停車視距，無法說明提供的照明需求能滿足安全的需要。

一些人存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)，認(rèn)為確定安全行車的照明需求主要取決于交通量的大小，實(shí)際上，

最關(guān)鍵的“黑匣子”在于行車所需要的辨識(shí)距離，包括車輛跟蹤和超車時(shí)的剎車距離。同時(shí)，雖然隧道內(nèi)按照規(guī)定禁止超車，但從安全保障和考慮國(guó)內(nèi)駕駛員的行車習(xí)慣，隧道照明應(yīng)提供足夠的安全視距，該距離需要通過車輛跟蹤和超車時(shí)的剎車距離來確定。

對(duì)細(xì)節(jié)苛求

隧道事故不時(shí)出現(xiàn)，而初次交通事故如不能及時(shí)預(yù)警后方來車，更易引發(fā)二次交通事故和火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害，這也是我國(guó)大多數(shù)重特大交通事故的主要形態(tài)。究其原因，韓直將目光鎖定在各個(gè)細(xì)節(jié)，如隧道交通燈的安裝方式對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)安全的影響。

目前國(guó)內(nèi)外的公路隧道布燈大致有以下三種基本方式：雙側(cè)對(duì)稱布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、中間布置。這些傳統(tǒng)布燈方法的共同特點(diǎn)為：傳統(tǒng)照明隧道內(nèi)部設(shè)置有入口段和中間段，甚至還設(shè)置有過渡段和出口端，但其布燈方式主要以中間段為基礎(chǔ)，都設(shè)置有基本照明燈組，布燈方式都是在隧道的圓弧頂壁上安裝照明燈，有的安裝在圓弧頂壁的兩側(cè)，有的安裝在圓弧頂壁的頂端，而公路隧道的高度往往在6、7米以上，相應(yīng)照明燈距離地面的高度也達(dá)到了5.2米以上。

而照明燈布燈過高，加大了燈組的維修難度；同時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧上串，很容易就遮擋住5米以上的燈組，燈組無法對(duì)逃生路徑照明，影響隧道運(yùn)營(yíng)安全；燈組過高，光路過長(zhǎng)，會(huì)造成路面光照強(qiáng)度的損失，增加路燈的能耗。

“推薦采用低度照明方式，實(shí)現(xiàn)提高維修便利性、火災(zāi)逃生照明的有效性、不改變?cè)泄庠葱阅芮姨嵘庠葱?。?/p>

安全，是至高的目標(biāo)。圖為京珠北舉行的隧道火災(zāi)事故聯(lián)合演練

“愚公移山”不怕慢

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滯后，自制知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)電設(shè)備少，系統(tǒng)化、信息化、智能化水平有待提高……中國(guó)公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)發(fā)展前路上，還有一道道需要斬破的壁壘。

公路行業(yè)目前整體在向智能化發(fā)展，公路隧道機(jī)電設(shè)施非常集中，隧道安全風(fēng)險(xiǎn)在線評(píng)估、裝備設(shè)施在線檢測(cè)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境在線控制、系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)程診斷、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)識(shí)別預(yù)測(cè)、控制策略實(shí)時(shí)生成等都和智能交通密切相關(guān)，智能化發(fā)展的需求更加明顯和迫切。

韓直坦言，發(fā)展前路正面臨著“三座大山”，管理、技術(shù)和體制。重建輕管，信息很多，沒用好，刪不得，甚至成為災(zāi)難，增加管理成本；技術(shù)成果多，示范少，標(biāo)準(zhǔn)管的區(qū)域?qū)挕?shù)范圍寬、更新時(shí)間長(zhǎng)；交通運(yùn)營(yíng)執(zhí)法管理權(quán)在公安部門，設(shè)施保障管理權(quán)在交通部門，在發(fā)生異常事件,如火災(zāi),容易造成管理上脫節(jié)或響應(yīng)滯后，同時(shí)，由于管理上條塊分割，導(dǎo)致了交通信息孤島等問題的出現(xiàn)。要打破這些壁壘，在交通管理體制上需要不斷深化改革，在技術(shù)上還要繼續(xù)探索，并加快推廣應(yīng)用的力度和速度，切實(shí)解決公路隧道運(yùn)營(yíng)安全現(xiàn)存的諸多矛盾。

由于標(biāo)準(zhǔn)管的區(qū)域?qū)?、參?shù)范圍寬、更新時(shí)間長(zhǎng)，所以很多省份都加大了地方標(biāo)準(zhǔn)的編制?！拔覀冋诰帉懞蛥⒓泳帉懶抻喌臉?biāo)準(zhǔn)有：《公路隧道交通工程及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路隧道火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)條件》、《公路隧道消防標(biāo)準(zhǔn)》等。主要解決的是公路長(zhǎng)大隧道和隧道群方面的監(jiān)控、照明、消防等方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問題。”

韓直表示，“目前推廣公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)工作最困難的是和管理體制的一些矛盾之處。”現(xiàn)有的隧道安全管理方并未實(shí)施真正的安全管理責(zé)任制，責(zé)、權(quán)、利的脫節(jié)導(dǎo)致管理方對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用和改善運(yùn)營(yíng)安全性并不主動(dòng)和迫切，甚至增大了推廣應(yīng)用的障礙。

投入100%的努力只為哪怕1%的提升

近年來，韓直和他的團(tuán)隊(duì)以大量的國(guó)家及省部級(jí)項(xiàng)目研究為依托，通過實(shí)地調(diào)研、模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)分析、依托工程應(yīng)用分析等各種科學(xué)手段，在運(yùn)營(yíng)安全及節(jié)能方面主要取得碩果連連：

試驗(yàn)創(chuàng)新——揭示了公路隧道交通事故的發(fā)生機(jī)理，搭建了公路隧道駕駛行為模擬試驗(yàn)平臺(tái)，解決了隧道交通運(yùn)營(yíng)安全管理策略的模擬與優(yōu)化問題。

裝置創(chuàng)新——建立了一種新的交通狀態(tài)識(shí)別方法和交通安全預(yù)警模型，自主開發(fā)了公路隧道“速度智能控制系統(tǒng)”設(shè)備，有效解決了隧道安全運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)識(shí)別、安全預(yù)警與控制誘導(dǎo)的關(guān)鍵問題。

方法創(chuàng)新——構(gòu)建了隧道交通運(yùn)行安全框架體系，制訂了基于隧道分類與危險(xiǎn)品編組相結(jié)合的危險(xiǎn)品車輛管理策略，提出了高速公路隧道及隧道群運(yùn)行安全分類分級(jí)方法與安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、隧道安全設(shè)計(jì)“性能化”配置法、基于云物元多指標(biāo)性能參數(shù)的隧道運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)方法、EED交通狀態(tài)識(shí)別法、基于人工免疫機(jī)理的交通安全預(yù)警模型、避免車輛尾撞與側(cè)翻的車速控制模型以及4類災(zāi)害天氣、4種典型工況、6個(gè)危險(xiǎn)特征點(diǎn)的車速控制標(biāo)準(zhǔn)，解決了隧道交通安全的風(fēng)險(xiǎn)判定和設(shè)施優(yōu)化配置問題，提升了隧道運(yùn)營(yíng)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平。

在保障隧道運(yùn)營(yíng)安全的同時(shí)，韓直和他的團(tuán)隊(duì)還提出了定向光隧道照明節(jié)能原理、隧道照明光源在不同區(qū)段色溫的適應(yīng)范圍、自然光和人工光相結(jié)合的隧道照明布燈和控制方法、公路隧道照明四元控制等技術(shù)方法，解決了原有照明需求確定方法與隧道實(shí)際交通狀態(tài)不符，光源效能提升和減少供電線纜數(shù)量，安全照明與舒適照明結(jié)合，利用自然光實(shí)現(xiàn)隧道照明節(jié)能等一系列問題，取得了6項(xiàng)發(fā)明專利、3項(xiàng)實(shí)用新型專利、1項(xiàng)外觀專利。

編制了公路隧道LED燈產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、控制、驗(yàn)收、檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)光源模組尺寸統(tǒng)一、光源接口統(tǒng)一、安裝支架統(tǒng)一、控制接口統(tǒng)一、控制協(xié)議統(tǒng)一、設(shè)計(jì)有章可依、以及應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)格式、通訊協(xié)議的統(tǒng)一，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

研究成果在工程應(yīng)用方面，廣東云梧高速公路有限公司鵝公髻隧道、聞垣高速公路建設(shè)管理處中條山、大虎峪1#、大虎峪2#、浦掌隧道、青島國(guó)信膠州灣交通有限公司膠州灣隧道、重慶高速集團(tuán)有限公司萬云高速二期工程袁家埡隧道、青蝴山隧道、曾家埡隧道、云奉高速紅獅壩隧道、土地埡隧道、廟埡口隧道、向家隧道、金橋2號(hào)隧道應(yīng)用課題研究成果實(shí)現(xiàn)減少初始投資2108.6萬元，20年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用節(jié)約18480萬元（以15個(gè)月已節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用1155萬元為基礎(chǔ)推算），實(shí)現(xiàn)高速公路隧道LED照明比高壓鈉燈運(yùn)營(yíng)節(jié)能60%以上。廣東云羅高速羅嶺、道村尾隧道、江西奉昌高速銅鼓隧道僅應(yīng)用低度照明布燈方法不改變光源性能實(shí)現(xiàn)照明方式節(jié)能30%以上。

多年從事公路隧道的安全與節(jié)能等方面的研究工作，韓直坦言自己最大的感受和收獲是堅(jiān)持，“隧道安全與節(jié)能是一個(gè)永恒的研究課題，都屬于社會(huì)公益工作的范疇，與每個(gè)人的生活息息相關(guān)，值得去做，大家受益。要做好這一工作，要靠政府支持，企業(yè)與研究單位互動(dòng)，概言之，市場(chǎng)需求決定研究方向，研究方法決定成果水平，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范決定效益。選好研究方向與方法，及時(shí)上升為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，做好推廣應(yīng)用，才會(huì)有效益。”

“今后將關(guān)注交通發(fā)展的動(dòng)力與阻力、需求與供給二者之間的關(guān)系，研究的重點(diǎn)在智能交通與節(jié)能方面?！?/p>

繼《公路隧道節(jié)能技術(shù)》之后，基于承擔(dān)完成的國(guó)家支撐計(jì)劃《高速公路特大交通事故預(yù)防技術(shù)研究及示范》、《山區(qū)公路隧道安全評(píng)估技術(shù)研究》以及《公路隧道智能聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)研究》、《滬蓉西高速公路隧道（群）運(yùn)營(yíng)安全與節(jié)能技術(shù)》等一批省部級(jí)科技項(xiàng)目的背景研究與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為了更好地推廣這些項(xiàng)目成果，以《公路隧道及隧道群車輛運(yùn)行安全保障技術(shù)研究》為契機(jī)，韓直又編撰出版了《公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)》一書。編寫工作從2009年開始，2011年出版，共歷時(shí)2年。

工程院院士梁文灝評(píng)價(jià)這本著作“是一本很有價(jià)值的工程技術(shù)專著，具有先進(jìn)性、實(shí)用性和指導(dǎo)性，提升了我國(guó)公路隧道運(yùn)營(yíng)安全的技術(shù)水平”。

韓直自己評(píng)價(jià)說，“這本書的很多技術(shù)內(nèi)容具有眾多專利支撐，個(gè)人認(rèn)為它是具有理論創(chuàng)新與實(shí)用價(jià)值的?！?/p>

實(shí)際上，這本書綜合了歷年隧道運(yùn)營(yíng)安全方面的研究成果，并是一本具有完整架構(gòu)體系的隧道運(yùn)營(yíng)安全專著。書中較全面地介紹了隧道運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)知識(shí)、框架體系，系統(tǒng)總結(jié)了公路隧道災(zāi)害的特點(diǎn)、安全的影響因素、安全標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合大量工程案例，全面闡述了公路隧道交通狀態(tài)識(shí)別技術(shù)、安全預(yù)警技術(shù)、運(yùn)營(yíng)安全管理技術(shù)、安全評(píng)價(jià)技術(shù)等專業(yè)技術(shù)。書中的很多技術(shù)成果也已納入國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

據(jù)了解，歐盟許多國(guó)家已經(jīng)開展了全面的、強(qiáng)制性的公路隧道運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估工作，如法國(guó)從2004年起就實(shí)施了該制度，并有固定的隧道安全評(píng)估培訓(xùn)班?！拔覈?guó)很可能在近年開始展開全面的公路隧道運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估工作，以便和國(guó)際接軌?！表n直希望，這本書的安全性評(píng)估技術(shù)及其他安全保障技術(shù)將為我國(guó)公路隧道運(yùn)營(yíng)的國(guó)家化工作提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

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