曉楠 1 閆建華 2

　　摘 要：精準(zhǔn)掌握隧道通行能力是提升隧道安全運(yùn)行效率的重要前提之一。通過對當(dāng)前大量道路通行能力研究文獻(xiàn)分析，針對目前通行能力研究中較為缺乏的隧道通行能力研究，結(jié)合隧道交通流數(shù)據(jù)，提出動靜態(tài)影響因素一體化的隧道通行能力影響因素研究與隧道通行能力計(jì)算模型構(gòu)建思路和流程及有待進(jìn)一步研究的關(guān)鍵技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：隧道;通行能力;影響因素

　　隨著隧道的快速建設(shè),也給交通安全問題帶來新的挑戰(zhàn)。截至2019年，我國公路特長隧道已達(dá)19067座，總里程達(dá)1986.66萬米。由于隧道是半封閉的空間，發(fā)生事故后易導(dǎo)致交通混亂，而當(dāng)前無隧道通行能力標(biāo)準(zhǔn)，均為參照高速、市政道路等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)管控方案。由于缺乏管控科學(xué)依據(jù)，導(dǎo)致當(dāng)前隧道運(yùn)營管理重點(diǎn)為基礎(chǔ)管理和結(jié)果管理，缺乏車輛動態(tài)管控，無法有效控制事故發(fā)生。為揭示特長隧道通行能力影響因素，特長隧道的通行能力有待研究。

　　1 隧道通行能力現(xiàn)狀研究

　　目前對通行能力的研究主要針對道路交叉口、道路路段等進(jìn)行探討，缺少隧道的通行能力研究。主要研究的影響因素主要包括道路條件、交通條件、管制條件和技術(shù)條件等，研究方法主要采用回歸分析法、層次分析法及數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法。

　　1.1 通行能力影響因素研究

　　路段通行能力的基本影響因素有道路條件、交通條件、環(huán)境和氣候條件以及規(guī)定運(yùn)行條件等。國內(nèi)外學(xué)者針對不同因素對通行能力的影響進(jìn)行深入研究。楊曉光[1]通過定性分析進(jìn)出交通對路段通行能力的影響，并基于交通流沖突分析原理及理論分析建模方法，對6種不同的干擾車流進(jìn)行定量分析，最后采用敏感性分析探討了影響道路主流向通行能力的相關(guān)因素。周約珥[2]基于重慶市主城區(qū)不同立交基本段采集的交通流與道路線型等數(shù)據(jù),建立Panel Data(面板數(shù)據(jù))模型,研究山地城市立交基本段通行能力的主要影響因素,確定通行能力與主要影響因素間的數(shù)學(xué)關(guān)系。劉江[3]基于有效曲度和有效梯度的概念,分析公路的曲線半徑和縱坡對通行能力的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)半徑大于400m或道路縱坡小于3%時,道路平縱對通行能力幾乎沒影響。胡章立[4]研究了快速路基本路段通行能力影響因素,應(yīng)用層次分析法建立了基本路段通行能力影響因素的層次結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用流體力學(xué)分析了道路線形對快速路基本路段通行能力的影響。茹紅蕾[5]通過對比分析和回歸分析發(fā)現(xiàn)通行能力隨車道數(shù)的增加而降低、通行能力與車道寬度呈三次函數(shù)關(guān)系。

　　1.2 通行能力計(jì)算模型研究

　　國內(nèi)外學(xué)者對通行能力估算展開了廣泛的研究，鐘連德[6]通過大量采集的實(shí)測數(shù)據(jù)和基本路段交通流特性分析，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立速度與流量關(guān)系模型，給出了理想通行能力的推薦值和修正系數(shù),并通過層次分析法來評判城市快速路基本路段的通行能力;秦麗輝[7]采用回歸分析法計(jì)算了城市干路路段實(shí)際通行能力的路側(cè)自行車數(shù)量修正系數(shù);云美萍[8]將指路信息對通行能力的影響作為指標(biāo)，改進(jìn)了城市道路交織段通行能力的計(jì)算模型，并比較了3個典型斷面的通行能力:停車線斷面、交織段斷面和路段斷面�，F(xiàn)有研究中還有城市快速路發(fā)生事故的路段通行能力估算、車道寬度對通行能力的影響、高速公路基本路段通行能力仿真模型、城市快速路交織區(qū)運(yùn)行特征的通行能力估計(jì)模型等。

　　1.3 現(xiàn)有方法缺陷

　　當(dāng)前研究內(nèi)容主要基于各類模型和算法只是基于理論的研究，實(shí)際效果是否可行還有待商榷。對研究結(jié)果的驗(yàn)證往往通過建立相關(guān)模型或利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行，難以對研究方法進(jìn)行客觀評價。當(dāng)前通行能力研究中考慮的影響因素不多，而實(shí)際中環(huán)境的影響是多樣的，隨著交通信息化建設(shè)的不斷完善，出行產(chǎn)生了海量交通數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)沒有很好地應(yīng)用在通行能力研究上。

　　2 研究熱點(diǎn)及面臨挑戰(zhàn)

　　2.1研究熱點(diǎn)

　　隨著研究的深入,研究對象逐步向具有針對性的路段進(jìn)行轉(zhuǎn)變;影響因素研究也不僅局限于單因素;研究方法已逐步從傳統(tǒng)模型理論方法轉(zhuǎn)向人工智能、深度學(xué)習(xí)等新型數(shù)據(jù)挖掘方法轉(zhuǎn)變。

　　2.2隧道通行能力研究面臨挑戰(zhàn)

　　(1)隧道運(yùn)行條件特殊。隧道屬于半封閉空間，相比于城市道路或公路，其環(huán)境因素對交通流的影響較大，對于同一隧道內(nèi)的不同路段其通行能力都將存在較大差異，使得科學(xué)、準(zhǔn)確的確定通行能力更加困難。

　　(2)隧道交通數(shù)據(jù)的局限性。隧道內(nèi)設(shè)備安裝及數(shù)據(jù)采集均存在一定困難，小樣本微觀交通數(shù)據(jù)無法反映隧道內(nèi)路段在不同條件下的運(yùn)行狀態(tài)，量少、質(zhì)量差的數(shù)據(jù)無法全面揭示隧道交通流運(yùn)行狀態(tài)。傳統(tǒng)交通數(shù)據(jù)難以為通行能力研究構(gòu)建良好的數(shù)據(jù)環(huán)境。

　　(3)客觀、準(zhǔn)確的通行能力計(jì)算模型構(gòu)建。交通需求劇增,擁堵加劇對交通管控提出了更高要求,有效的隧道交通安全管控措施制定必須基于客觀的管控依據(jù)。當(dāng)前隧道通行能力標(biāo)準(zhǔn)，均為參照高速、市政道路等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，無科學(xué)的管控依據(jù)。

　　3 隧道通行能力研究方法

　　對隧道內(nèi)交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、篩選，提取隧道內(nèi)各路段的交通流數(shù)據(jù)，分析隧道內(nèi)流量、速度、密度三者關(guān)系�？紤]不同影響因素對通行能力的影響，將影響因素量化，分別分析其對通行能力的影響，主要考慮的影響因素如平曲線半徑、豎曲線半徑、縱坡、速度、交織比等。在隧道交通流數(shù)據(jù)的支持下，將各影響因素與通行能力進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而構(gòu)建隧道通行能力計(jì)算模型，確定隧道通行能力，并利用仿真模型對參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

　　

　　圖1 技術(shù)路線

　　4 結(jié)語

　　隧道路段因其特殊的工程構(gòu)造和通行環(huán)境，導(dǎo)致隧道內(nèi)發(fā)生交通事故的風(fēng)險(xiǎn)低于相同條件下的普通道路，但隧道內(nèi)事故的嚴(yán)重程度和造成的人員傷亡后果更為嚴(yán)重，隧道內(nèi)交通管控工作亟待加強(qiáng)。當(dāng)前無隧道通行能力標(biāo)準(zhǔn)，均為參照高速、市政道路等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)管控方案，缺乏管控科學(xué)依據(jù)。目前一直缺乏對隧道這一特殊環(huán)境的通行能力研究，因此隧道通行能力的研究，可精準(zhǔn)掌握隧道通行能力，為隧道流量調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，為隧道更高效、安全的運(yùn)行提供管控依據(jù)，提高隧道區(qū)域路網(wǎng)的可靠性，優(yōu)化資源配置，預(yù)防交通阻塞與交通事故的發(fā)生。隨著智能交通技術(shù)、車輛技術(shù)和運(yùn)行環(huán)境等的變化與發(fā)展,通行能力研究也是一個與時俱進(jìn)的過程，特殊環(huán)境、特殊場景通行能力研究將成為未來研究的一個重要方向。

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