【山区高速公路隧道群交通风险控制技术分析案例13000字】

山区高速公路隧道群交通风险控制技术分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u11270山区高速公路隧道群交通风险控制技术分析案例 1260501.1山区高速公路隧道群交通风险评估方法研究 1159951.1.1常用的交通风险评估方法概述 151101.1.2评估方法选取 3246401.1.3灰色聚类分析法 446411.2山区高速公路隧道群交通风险监视技术研究 73661.2.1山区高速公路隧道群交通风险智能化监控系统的需求分析 723471.2.2山区高速公路隧道群交通风险智能化监控系统设计方案研究分析 79501.3山区高速公路隧道群交通风险控制技术研究 12263051.3.1山区高速公路隧道群交通条件保障对策 13281081.3.2山区高速公路隧道群道路条件保障对策 1439921.3.3山区高速公路隧道群交通工程设施保障对策 15284411.3.4山区高速公路隧道群环境设施保障对策 1812411.3.5基于相似历史案例分析的风险控制对策集生成方法 19240611.4山区高速公路隧道群交通风险控制决策模型研究 2376391.1.1决策问题分析 23279461.1.2决策问题描述 23165051.1.3交通风险控制技术决策 251.1山区高速公路隧道群交通风险评估方法研究1.1.1常用的交通风险评估方法概述风险的本质实际上就是损失的大小以及发生损失的概率，故而对风险进行评估其实就是分析损失发生的可能性以及损失发生的严重程度。风险评估的第一步是在对各子风险源进行识别分析的基础上，应尽可能地给出各子风险源的表征数值或量化标准，为量化风险评估提供支撑。其次，可根据相关关系或者找寻规律，选择合适的模型来建立各因素之间的联系，并计算出不利事件发生的风险量值，从而达到量化评估风险的目的。目前国内外针对交通安全风险评估采取的方法主要有：人工神经网络法、模糊层次综合评价法、层次分析法和贝叶斯估计法等。(1)人工神经网络法人工神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接结构进行信息处理的数学模型。可以将神经元简化为计算节点，每个计算节点作为一种计算函数，不同节点之间的联系通过加权值(权重)得以体现。(2)模糊层次综合评价法模糊层次综合评价法可以有效地处理精确性和模糊性之间的矛盾关系。模糊层次综合评价法是将模糊数学作为基础理论，将定性评价和定量计算相结合，评价较为复杂的的实际综合问题。(3)层次分析法层次分析法是指将需要解决的问题作为一个整体系统来分析，根据研究目的，将该系统分解为若干层次，每一层次再细分为若干个组成因素，然后根据一定的数学规律和该研究对象领域的相关理论，给每个层次中的不同元素赋予不同的相对权重值，利用递阶层次结构法计算出目标对象的总权重值，并以权重最大者确定为本次分析所需的最优化方案。(4)贝叶斯估计法贝叶斯估计法是一种利用构建完整的贝叶斯拓扑结构网络集结不同专家经验来评估和预测安全领域可靠性的方法。(5)灰色聚类分析法在实际问题中，每个观测对象往往具有许多个特征指标，故而难以准确分类。而灰色聚类则是根据关联矩阵或灰数的白化权函数将一些观测指标或观测对象聚集成若干个可定义类别的方法，一个聚类可以看作是属于同一类观测对象的集合体。上诉各交通安全风险评估方法的优缺点及适用范围如表4-1所示。表4-1不同评估方法的优缺点及适用范围评价方法优点缺点适用范围人工神经网络法可以处理一些非线性、非局域性的复杂系统模拟人工智能，其应用难度很大适用于处理一些非线性、非局域性的复杂系统模糊层次综合评价法能够在量化评价对象的模糊指标的同时层次化人的思维过程，逐层评价相关指标。当指标集较大时，结果会出现超模糊现象适用于需要同时考虑多项评价因素的评估问题层次分析法将定性分析和定量计算相结合，架构清晰明了，容易理解定量数据较少，定性成分多，不易令人信服适用于定量数据不足的评估问题贝叶斯估计法可将数据层、特征层及决策数据融合，适用于多个假设情况需要的数据多，分析计算比较复杂适用于研究区域交通事故与致因间的关系灰色聚类分析法将原本杂乱的数据变得清晰、具有一定的规律部分指标最优值难以确定适用于开发并利用数据中的显信息和隐信息，寻找因素间或因素本身的数学关系通过对上述常用风险评估方法的优缺点进行详细对比分析后发现，神经网络法模拟人工智能，但应用难度很大；层次分析法、模糊综合评判法和贝叶斯方法应用难度相对较低，但需要征求不同专家的意见确定相关参数取值，受主观性影响太大，尤其是模糊综合评判法在处理不确定问题时无法有效处理不同专家给出的意见，不具备知识推理能力。因此，综合理论成熟、实用性情况等方面的基础上，结合山区高速公路隧道群交通风险评估的实际需求，选择灰色聚类分析法来进行安全性评估。1.1.2评估方法选取根据上述评估方法的对比分析，选择灰色聚类分析法作为山区高速公路隧道群交通风险评估方法。灰色聚类分析法的具体流程如下图1.1所示。图1.1灰色聚类分析法的具体流程图1.1.3灰色聚类分析法灰色聚类是根据第i个(i∈{1，2，…，n})聚类对象对于第j个(∈{1，2，…，m})聚类指标的样本值A，将第i个聚类对象归入第k个(k∈{1，2，…，l})灰类中，用于判断该聚类对象所属灰类，进而构建山区高速公路隧道群交通风险灰色变权聚类评价模型。灰色聚类评价方法具体评价过程为：选取评价指标建立评价矩阵、确定灰类及白化值、计算聚类权、计算聚类评估值、确定最终评价结果。(1)建立评价矩阵令评价对象个数为n，评价指标项数为m，评价指标j∈{1，2，...，m}，评价对象i∈{1，2，...，n}，记dij为评估样本矩阵，则(1)(2)灰类及白化值的确定将评价指标的实际数据，经无量纲化处理，分析数据的累积百分频率，绘制累积百分频率曲线，在曲线上确定不同累积百分频率所对应的数值，作为灰类的白化值。例如，将交通安全状况分为特别安全(A)、安全(B)、临界安全(C)、不安全(D)4个灰类级别。选取15%、85%累积百分频率对应的点来确定A和D的值，选取40%和60%累积百分频率对应的点来确定B和C的值。4个累积百分频率点对应的1，2，3和4分别为指标的白化值。(3)建立灰类的白化权函数山区高速公路隧道群交通风险评估5个灰类相应的白化权函数如式(2)~(5)。(2)(3)(4)(5)(6)(4)聚类权的确定，构建灰色聚类权矩阵记聚类权为，t为评价灰类，且t∈{1，2，…，k}，k为评价灰类种数。按下式确定：(7)式中：为第j项评价指标归入种t灰类的聚类权；为第j项评价指标属于第t种灰类的白化值。进而合成灰色聚类权矩阵Ri：(8)(5)灰聚类分析，构建灰聚类评价矩阵：按下式求出第i个评价对象对于第t个灰类的聚类评估值：(9)评价对象i的灰聚类评估序列评价对象所属灰类为k*，满足，从而确定聚类对象的安全状况等级。求出二级指标评价矩阵Zi：(10)假设合成得到的一级指标评价矩阵为，运用以下公式得出最终灰色聚类评价矩阵M：(11)合成最终评价值Q：采用传统的最大权值确定灰色评估的结果，可能会造成指标信息的丢失，为了避免这个情况，现通过下列公式将向量M与阈值U合成：(12)1.2山区高速公路隧道群交通风险监视技术研究1.2.1山区高速公路隧道群交通风险智能化监控系统的需求分析目前国内的隧道基本都设计建设了隧道基础监控设备，但其建设技术和水平仍然欠缺，共同的弊病就是针对性过强，可扩展性差，对未来交通发展的适应和设备升级造成了极大困难。另外，由于设计初期缺少通用、系统的思想，不同隧道的设计思路并不相同，监控模式适应性不强，导致产品难以实现标准化和系列化。随着交通事业的发展，国内相关科研单位也开始关注隧道安全措施的自主研发，并取得了一定的宝贵经验，但是跟国外有关发达国家相比，技术的创新型和先进性仍不高，技术的针对性过强，没有统筹全局的技术，这对于未来隧道智能化的发展极为不利。因此，针对山区高速公路隧道群的智能化监控系统亟待出现。这种智能化监控系统要集通风、照明、消防、车辆诱导、事故报警以及监控于一体，既要保持各种子系统的相对独立，又能保证各个子系统的相互配合，以实现对影响交通安全的各种风险因素的统筹协调。因此，为了切实保障山区高速公路隧道群的行车安全，保护人民生命财产安全，研究山区高速公路隧道群交通风险智能化监视系统，实现其标准化和集成化是非常有必要的。1.2.2山区高速公路隧道群交通风险智能化监控系统设计方案研究分析为了保障山区高速公路隧道群的行车安全，提高隧道的运行效率，就必须加强隧道内车辆运行检测与诱导控制系统、通风系统、照明系统、事故报警系统、火灾报警系统以及消防救灾等系统的自动化和智能化程度。计算机、互联网以及自动化等科学技术的发展，为隧道智能化监控系统的发展提供了充足的理论基础。随着计算机数字视频技术与网络技术的发展，监控系统正经历着第二次技术革新。智能视频监控系统的主要特点：高清图像采集、快速识别目标、动态跟踪对象、智能控制摄像头，主要采用人工智能、模式识别、概率论和图像处理技术，借助计算机强大的数据处理能力，基于目标识别与跟踪技术来分析采集的视频数据，过滤掉图像中的无用信息或干扰信息、抽取视频源中的关键信息、判断有无异常情况，并以最快、最佳的方式进行处理，实现全自动、全天候、实时监控的智能系统。5G通信技术的发展，可以帮助实现众多视频摄像头采集到的大量数据在云端进行计算，快速识别预警对象，并能将目标识别与跟踪的计算结果快速反馈给摄像头，及时调整摄像头的位置和角度，确保准确跟踪识别预警对象，提高报警的实时性与准确性，并且基于5G通信技术的大带宽传输速率，可以实现高清画面的传输，提升画面的清晰度，对于后续图像回放及识别图像中对象有重要作用。基于视觉的目标检测与跟踪的实现过程如图1.2所示。图1.2基于视觉的目标检测与跟踪基本过程利用以上技术，本文研究了山区高速公路隧道群的智能化集成监控系统，该系统一般由计算机系统、闭路电视监控系统、照明系统、通风系统、交通检测与诱导系统、火灾报警与消防系统、紧急电话系统、供配电系统等子系统组成。整个系统构成图如图1.3所示。图1.3山区高速公路隧道群智能化监控系统构成图(1)交通量检测与诱导系统隧道交通检测和诱导控制可以为隧道正常通行和行车安全提供可靠保障。系统构成图如图1.4所示。通过交通流判别算法，对各隧道内检测的各项原始交通数据流进行计算和分析，对隧道内的即时交通状况作出判断，判断结果分别为：正常、拥挤和堵塞。在不同的交通状况下，通过交通检测对隧道交通状况作出判断后，利用交通流诱导控制系统，根据不同的交通流以人工或者自动控制的方式实现对异常交通流的疏导。其中包括洞口封闭停用诱导、交通流增长诱导、火灾发生诱导、其他偶发性事件诱导和特殊时间诱导等，诱导措施主要有控制车道信号灯、摆放警示标志标牌以及通过情报板诱导等。通过实时刷新地图板信息来判断交通诱导系统运行是否生效；判断所选的诱导方法是否能在第一时间准确快速的处理各类交通状况。图1.4山区高速公路隧道群交通量检测与诱导控制结构图(2)计算机网络子系统计算机网络子系统如同人体的大脑，是整个监控系统的神经中枢，隧道内的各项数据信息都要经过该系统进行计算分析，然后进行发布，如图1.5所示。中央控制计算机组成的网络就如同人的大脑，其需要对现场信号的进行检测，通过计算、分析和判断后，自动选择相应的措施对相应操作实现控制和管理。通过现场手动控制、中央控制室手动控制、环境自动控制三种控制方式协调各个子系统的联动控制，实现隧道智能化监控系统各个子系统之间的紧密配合。图1.5计算机网络子系统构成图(3)闭路电视监视子系统由于高速公路运行的方式不同于其他道路，是全封闭的，要达到对隧道内各项情况的实时掌握和控制，这项功能的实现就需要通过监控系统中的闭路电视系统来完成，通过对隧道内各项运行情况的实时掌握和了解，以达到及时发现交通事故情况的目标，为隧道管理者及时采取应对措施提供可靠的情报支撑，以达到快速救援的目的。闭路电视监控系统通常设计为洞外情景监视及洞内情景监视，洞外监视的摄像头设计为带云台、可变焦距镜头摄像机，洞内监视设计为定焦摄像机，在隧道洞内布设摄像机时，一定要确保紧邻的两台摄像机能接力式无缝衔接，实现隧道全程无监控盲点。(4)山区高速公路隧道群照明控制子系统为使人眼能够适应隧道洞内外的亮度变化情况，将隧道划分成若干功能区段，各区段的距离跟照度、设计车速、洞外亮度、隧道内装及路面的反光性等因素相关，当洞外亮度值为Lo时，引入段、适应段和过渡段的高度数值应乘以系数Lo/4000。引入段。为保证驾驶员在进入隧道时将其视觉暗适应的时间降到最低，隧道引入段的亮度水平需与外部基本持平。隧道引入段的亮度情况取决于设计车速和洞外的亮度，并且亮度还应随着向内延伸而逐渐下降，另外隧道内照明设施的排列间距应该逐渐加大。适应段和过渡段。这两段主要是为了使驾驶员从视觉上和心理上适应隧道内的行车环境，如果过渡段的亮度突然变化，将会导致眼睛适应时间过短，从而达不到舒缓驾驶员视觉和心理的目的。因此，适应段和过渡段的亮度变化要缓和。基本段和出口段。若是特长隧道，适应的时间也会变长。此时可以适当降低基本段的亮度。对于500m以下的短隧道，由于隧道较短，因此可提供的适应时间也较短，所以应该将基本段的亮度提高，减少各区段的相应距离。(5)山区高速公路隧道群消防报警子系统当火灾检测器探测到火灾信号时，检测器就会向隧道监控管理中心发出报警信号，当班值机人员利用监控摄像头和闭路电视确认火情及位置，就会立即启动火灾应急报警系统。系统发布报警信息有4种方式：①利用情报板发布火灾警报提示信息；②通过隧道内设置的广播通知洞内车辆火灾信息，并告知其安全路线；③第一时间将火灾信息告知专业消防救援队伍；④通知隧道所有管理人员进入紧急消防戒备状态。图1.6为熔缆式火灾自动报警系统流程图。图1.6熔缆式火灾自动报警系统流程图(6)通风控制子系统目前，我国的隧道通风控制系统大多采用分级式控制方式，其中包括正常状态通风、事故通风、火灾通风和和手动控制通风。本文提出一种智能的隧道通风控制系统。相对于现有的控制方法，该系统不需要建立数学模型，仅依靠从业者的丰富经验及理论知识来设计，其具有较强的自学能力。实现该功能步骤为，首先各类隧道空气质量传感器将检测到的信息数据传送到通风控制器，然后控制器会将信号传输至总控制计算机。由总控制计算机根据响应的传感器数据确定需要开启的风机组数以及位置，然后向通风控制器发送命令，通风控制器将会按照命令执行。1.3山区高速公路隧道群交通风险控制技术研究为降低山区高速公路隧道群行车风险，降低隧道群行车环境变化对驾驶人的干扰，基于前文对山区高速公路隧道群交通风险的分析，从交通条件、道路条件、交通工程设施、隧道环境、气候环境五个方面提出山区高速公路隧道群交通风险控制对策。1.3.1山区高速公路隧道群交通条件保障对策交通条件保障对策主要包括控制交通量及其组成、限制车速两方面。(1)控制交通量及其组成在高速公路隧道群路段有交通事故发生或交通量很大的情况下，作为瓶颈路段的隧道群内的交通密集程度相比正常情况有所增加，不仅使得车辆之间碰撞几率增大，还会使得隧道群路段的平均行驶速度下降，影响通行效率进而对区域交通造成不利影响。这种情况下，为了保证道路上行驶车辆形成的交通流稳定、均匀，避免拥堵的发生，应通过对上游路段来车进行管理与控制的方式，使其不超过隧道群路段的通行能力。若是上游来车较多，当交通量接近或超过隧道群路段的通行能力时，那么在该路段上就会出现车辆排队的情形，容易产生车辆时停时开的不稳定车流，相互干扰增加，影响隧道群路段的行车安全。交通量管理措施是指为了预防车流阻塞或有交通事故发生等紧急情况时，采取的有针对性的管理措施，即在高速公路隧道群路段中的关键路段之前，控制进入隧道群路段的交通量及其组成，缓解车流对运行安全产生的影响，以提高运行安全。可采取收费站控制、可变情报板和广播提示等方式。(2)限制车速高速公路隧道群路段与其他正常路段相比，运行环境相对复杂，驾驶员接受的信息也相对较多，所以车辆在不同区段的行驶速度方面存在一定差异，特别是隧道的长度较长或隧道之间的连接形式为桥梁时，这种差异更加明显。这种情况下交通事故发生的几率增加，隧道群路段的特殊地理条件使得事故状态下道路上的车辆难以迅速疏散，从而发生拥堵产生排队，所以采取相应手段对隧道群路段上行驶车辆的速度进行管理与控制、降低车辆间的速度差，可以在一定程度上确保行车安全。对车辆行驶速度进行限制可以通过多种方式，高速公路管理部门常用的有特定路段限速以及根据不同区段、快慢车道、车辆类型进行限速等方式。与这些常用的方式相比，可变限速在实际应用中取得的效果更佳，它可以对获取到的实时的交通信息及天气状况等进行分析并处理，根据时间-空间关系制定限速标准，指示驾驶员采用不同车速从而降低车辆间速度差，实现路段上车速的均匀变化，使车流更加稳定。另外，当隧道群路段有交通事故发生或其他原因造成拥挤、车流密度增大、行车速度降低时，可对相邻区段的速度限制值进行相应的改变以此将车辆间的速度差控制在一定的区间内，使得事故状态下的交通运行状况不受太大影响，保证行车安全。1.3.2山区高速公路隧道群道路条件保障对策道路条件保障对策从提高路面抗滑系数和路面状况指数两方面考虑，其中提高路面抗滑系数可采取路面刻槽(纹)、封层罩面、沥青混合料加铺等方法。(1)提高路面抗滑系数刻槽法是对水泥混凝土路面进行抗滑处理时应用较多的方法，通常选择矩形或梯形的形式，槽分为横向和纵向两种，这两种方式各具优点，通常来讲槽设置为横向能够在一定程度上减小制动的长度，设置为纵向可有效避免车辆发生打滑。由于路面在经过纵、横向两种刻槽处理后会产生细小的边角部分，使得路面的整体性受到破坏，当交通量较大或有重车经过时由于外力作用造成路面损坏，所以在对路面进行抗滑处置时，宜和路面原有的刻槽方式保持相同。刻纹法是通过水泥混凝土路面纹理化处理设备实现对路面的纹理化处理，这种路面处置方法的优点在于不会对路面原有的纵、横向刻槽产生损坏，通过在路面上产生良好的波浪形状的浅纹使路面具有较好的防滑性能。封层罩面技术是在原有路面的基础上，通过加铺表面抗滑结构层的方式改善路面的抗滑性能，常用的方法主要有嵌固抗滑表处和微表处两种。嵌固抗滑表处是一种利用“铣琢+嵌固抗滑表处”组合工艺的复合型技术，主要工艺包括铣琢、清洗、装料、洒布，首先利用铣琢在原路面，上形成宏观的抗滑构造，然后通过专用的嵌固酒布车将抗滑集料和核心固结料这两种材料一起喷洒到路面，在自然风的作用下路面上产生表层处治封层，使得原有路面上的细观纹理增加，提高了抗滑性能。微表处技术是在稀浆封层的基础上发展起来的，主要工艺包括喷砂打毛、清洗、洒布粘层油、装料、摊铺混合料，该技术增加了聚合物和外掺剂，形成了聚合物改性乳化沥青混合料，具有摊铺厚度大、固化速度快、附着力更强的优势，微表处可以提高路面的抗滑性能，防止路面的老化与松散。沥青混合料加铺技术是在原路面的基础上通过增加路面耐磨层的方式来提高路面的抗滑性能。超薄磨耗层技术的使用比较广泛，该技术把间断级配热拌沥青混合料和乳化沥青进行组合，主要工艺包括喷砂打毛、清洗、拌和、运输、摊铺、碾压，在处理路面细小裂痕、老化和提高抗滑性能上优势明显。其中NovaChip技术在高速公路的路面养护中最常用，首先喷洒改性乳化沥青，然后摊铺改性沥青混合料进而碾压成型，防滑性和耐久性优良。(2)提高路面状况指数提高路面状况指数的对策主要有表面处治、修复破损路面和重新铺面等方案。1.3.3山区高速公路隧道群交通工程设施保障对策(1)山区高速公路隧道群照明设施1)隧道群分段照明隧道群照明的设计要考虑光照的过渡，以适应人眼的明暗适应过程，避免亮度频繁的适应造成视觉疲劳。隧道照明具体的灯具选择、布灯方式以及亮度调节要考虑昼夜更替、阴晴变化等的影响，根据环境变化而改变。晴天白天，内外亮度反差较大，隧道过渡灯光要使亮度渐变，由与一般路段相同亮度的最高值过渡到中间段亮度水平；有月夜晚，月光照明和隧道中间段照明反差较小，过渡段亮度变化程度适当降低；无月夜晚，洞内亮度较一般路段反而增加，因此亮度过渡反而要由暗变亮。2)隧道群减光措施隧道由于其特殊的管状结构，导致隧道内部路段与普通开放路段行车环境存在较大差异，其对驾驶人驾车最主要的影响为车辆通过隧道洞口时，由于照度的剧烈变化，致使驾驶人由于光线适应能力的限制，眼睛无法对前方的行车环境做出准确判断，因此在优化隧道照明策略外，可通过在隧道的进口及出口外增设减光设施，实现物理减光。在隧道洞口设置遮光棚能够降低洞口附近的适应亮度，在一定程度上能够减弱或取消隧道的加强照明，有效降低隧道运营期间的能耗，取得良好的节能效果；同时还能有效减低隧道照度剧烈变化对驾驶人的影响，降低行车风险。(a)(b)图1.7隧道洞口遮光棚(2)山区高速公路隧道群诱导设施1)隧道群视线诱导系统驾驶人在隧道中的视野与一般路段的视野完全不同。高速公路上的内部大修道路会对驾驶安全产生影响，需要通过诱导措施加以改进。如图1.8所，在隧道中，可以在隧道的侧壁上设置附接的轮廓，并且在检查轨道的边缘处布置反射标记或LED感应系统。在道路标线设置发光车道轮廓标进行连续的视线指示，如图1.9所示。图1.8隧道进口视线诱导图1.9隧道内部视线诱导2)隧道群交通标志、标线诱导系统<1>隧道信息标志。长度大于500m的隧道，宜在隧道入口前30~250m处设置隧道信息标志。隧道信息标志宜设置在隧道入口标志群的最前方，并包含隧道名称和隧道长度信息。对于处于视距不良路段的隧道，应提前预设隧道预告标志。隧道信息标志如图1.10所示。图1.10隧道信息标志<2>隧道开车灯标志宜设置在隧道入口前30~250m处。图1.11隧道开车灯标志<3>限高标志及限宽标志宜设置在隧道洞口联络通道前50~150m处；无联络通道时，宜设置在隧道入口前150m左右。图1.12隧道限高标志<4>限速标志宜设在隧道入口前100~200m处，可与隧道限高标志同处设置。图1.13隧道限速标志<5>根据隧道内各种设施设置情况使用紧急电话指示标志、消防设备指示标志、横通道指示标志、疏散指示标志、隧道出口距离预告标志、紧急停车带标志、紧急停车带位置提示标志、指路标志、线形诱导标志。1.3.4山区高速公路隧道群环境设施保障对策(1)在通风方面，要考虑在隧道的长度、设计通行能力及车速、隧道内车行道数量等方面的差异，结合线形、地理条件、气候环境等进行通风设计，通过对多种方案在经济性及可行性等方面的分析，选择出最优的通风方案。风控系统能够对隧道内空气中有害物的浓度、风速、风向等各种参数进行实时监测，在此基础上根据需要控制通风设备，在符合通风标准、保障行车安全的同时按照最优方案为隧道提供通风量，使CO、NO2、烟雾、可吸入颗粒物等物质的浓度维持在允许范围内。当前隧道内的污染空气从洞口排出后，由于通风或其他因素的影响对相邻隧道内的空气造成污染时，要结合具体的污染情况对相邻隧道的通风系统进行协调控制。(2)两洞口距离小于100m或洞口污染空气不易扩散的隧道群，采用纵向通风及纵向排烟时，应考虑隧道群间的如下相互影响：隧道通风计算时，应考虑上游隧道出口排出的污染空气对下游隧道的影响；其中的一个隧道火灾时，应采取措施避免火灾烟气进入相邻的隧道内。(3)隧道群相邻隧道均设置照明时，相邻隧道之间的路段应设置照明；相邻隧道均为不设置照明的短隧道时，应连续设置诱导设施。通过调整隧道照明灯光、设置隧道间顶棚灯措施调节隧道群出入口的光线变化，减少因光线差对驾驶安全的影响。(4)隧道群的防灾救援体系应使给排水、消防、通风、照明、供电、监控等各子系统构成一个有机的整体，以实现隧道群总体的防灾、减灾和救灾功能。(5)隧道群宜统一设置隧道信息交通标志，限速标志和隧道开车灯标志应统一设置，隧道群长度较大时宜重复设施。(6)对于隧道内的噪声问题，可在满足防火要求下，采取吸声、隔声、抗性和阻性消声等被动降噪方式，例如可以针对隧道内部墙壁进行结构吸声降噪处理、采用轻型空心板组合式折形顶棚对隧道内部进行装修，在降低隧道内部噪声的同时又可以以较低的成本实现隧道内部的美化。除此之外，还可以基于声波干涉原理采取相应的措施对隧道内的噪声问题进行主动降噪处理。(7)气候环境主要考虑能见度、积雪或水膜厚度、风速等方面的影响，保障方案包括清除积雪或路面积水、可变限速、可变情报板提示不良天气信息等。1.3.5基于相似历史案例分析的风险控制对策集生成方法针对山区高速公路隧道群交通安全问题，通常有多种风险控制对策可以选择，形成障对策集，本节采用基于相似历史案例分析的保障对策集生成方法，主要思想为：首先借助科学的方法得到目标案例与历史案例两者之间的相似度，然后依据一定的阈值从众多的历史案例中选择出符合要求的案例，在此基础上建立相似历史案例集，最后根据相似历史案例集中采用的对策生成山区高速公路隧道群交通安全风险控制对策集。该方法的基本框架如下图1.14所示。图1.14山区高速公路隧道群交通安全风险控制对策集生成方法框架图该方法主要计算过程为：(1)计算历史案例与目标案例间的相似度针对两种类型案例Zi和Z*的相似度Sim(Z*，Zi)，可通过最近邻法中采用的方法来确定，基本原理为根据两种类型案例Z*和Zi在各问题特征方面的相似度Sim(Z*，Zi)及其权重kj得到Zi和Z*的相似度Sim(Z*，Zi)，计算方法为：(13)公式中：Z*——目标案例；Zi——该集合中的第i个历史案例；其中，Sim(Z*，Zi)∈[0，1]，求得的Sim(Z*，Zi)越高，则Z*中存在的高速公路隧道群交通安全问题与Zi中存在的高速公路隧道群交通安全问题就越相似，即两种类型的案例Zi和Z*之间的相似程度越高。(2)构建相似历史案例集在对历史案例进行选择时，应根据以往高速公路隧道群交通安全问题和当前问题的相似度，也就是Sim(Z*，Zi)，通过科学的方法选择出Sim(Z*，Zi)值较高的历史案例。通过设定相似度阈值的方式来实现这一过程，设ξ为两种类型的案例Zi和Z*间的相似度阈值，通过下式计算：(14)公式中：τ——两种类型案例Zi和Z*间相似度的最大值，0<τ≤1，τ通过决策者在对历史资料分析的基础上或凭借自身经验确定，τ越趋近于1，则表示选择出的历史案例Zi和目标案例Z*越相似。如果计算得到的Sim(Z*，Zi)≥ξ，就选择出相应的历史案例，在此基础上结合对历史案例所处时期的经济条件、技术状况等条件的分析，可能会出现历史案例中的高速公路隧道群交通安全保障对策对目前具体情况的适用性较差的问题。针对这种情况，就需要高速公路管理部门对选择出的历史案例进一步筛选，将技术水平较低、不符合节能环保要求等的保障对策所属的历史案例进行删除。(3)生成目标案例的保障对策集通过上述方法构建出关于山区高速公路隧道群交通安全问题的相似历史案例集以后，将这些案例中所采取的各种交通安全风险控制对策进行总结归纳，形成目标案例即当前山区高速公路隧道群交通安全问题的风险控制对策集。如下表4-2所示。表4-2山区高速公路隧道群交通安全风险控制对策集风险控制类别对策交通条件保障对策控制交通量及其组成收费站控制可变情报板提示广播提示限制车速可变限速道路条件保障对策提高路面抗滑系数刻槽(纹)封层罩面沥青混合料加铺提高路面状况指数表面处治修复损坏路面重新铺面交通工程设施保障对策安全设施优化交通标志标线设置护栏设置轮廓标通风设施按照标准规范进行合理设置，保持良好的技术状况，进行日常养护，维修或更换损坏设备照明设施消防设施隧道环境保障对策通风保障隧道照明考虑相邻隧道的影响，根据洞内外光强数据等情况，调节隧道内光照度照明保障隧道照明考虑相邻隧道的影响，根据洞内外光强数据等情况，调节隧道内光照度隧道内设置景观模拟外界环境隧道洞口环境入口段用深色材料铺设植被减光修建减光防眩构造物噪声保障被动降噪主动降噪气候环境保障对策能见度优化照明可变限速可变情报板提示积雪或水膜厚度清除积雪或路面积水.可变限速可变情报板提示风速可变限速.可变情报板提示1.4山区高速公路隧道群交通风险控制决策模型研究1.1.1决策问题分析对高速公路隧道群交通安全风险等级进行判别后，若风险等级较高需要采取相应交通安全保障措施时，在交通条件、道路条件、交通工程设施、隧道环境、气候环境保障方面通常有不同的对策可供选择，将这些对策进行组合就形成了不同的方案，高速公路隧道群交通安全保障方案决策就是利用决策方法，对各方案进行比选，从中选择出最优的保障方案，为隧道管理部门制定交通安全保障措施提供决策支持。交通安全保障方案决策过程中需要考虑各方案的经济性、时效性、可靠性、可操作性，合理选择评估标准并确定属性评价值和属性权重。隧道管理部门在进行保障方案决策时，决策者的期望和属性值的类型具有不同的表现形式，其中，经济性、时效性以灰色型随机变量的形式来表示，可靠性、可操作性以语言型变量的形式来表示，所以高速公路隧道群交通安全保障方案决策实际上是一个混合型随机多属性决策问题。本文采用一种基于累积前景理论的决策分析方法，它以隧道管理部门对经济性、时效性等四种属性的期望为参照标准，在此基础上实现决策矩阵到益损决策矩阵的变换，然后结合隧道管理部门在面临收益和损失两种情况下的风险态度，通过科学的方法确定出各方案的前景值并对其进行排序。1.1.2决策问题描述设A=(A1，A2，…，Am)为m个高速公路隧道群交通安全保障备选方案的集合，A为该集合中的第i个备选方案；C=(C1，C2，…，Cn)为方案具有的n个属性(经济性、时效性、可靠性、可操作性)的集合，Cj为该集合中的第j个属性，C1，C2，…，Cn相互独立；s=(s1，s2，…，sn)T为上述几种属性的权重向量，sj为属性Cj对应的权重；Q=(q1，q2，…，qn)T为隧道管理部门结合经验及相关资料确定的上述几种属性的期望向量；为决策矩阵，xij为备选方案Ai在其属性Cj上的属性值或者评价值。由于隧道管理部门对各属性的期望和属性值具有相同的信息形式，如前文所述包括灰色型随机变量和语言型变量两种，为便于表述，设，，Ca、Cb为隧道管理部门在各属性上的期望或属性值为灰色型随机变量、语言型变量的属性子集合，表现形式为，，且，、分别为属性集合Ca、Cb的下标集合，。对隧道管理部门的期望qj和属性值xij进行分析：1)当Cj∈Ca时，即属性为经济性、时效性时，设，，，。这里，和是灰色型随机变量，假设和，，，，和，分别为灰色随机变量，和的下界和上界。期望及属性值处于一个区间而不是一个具体的数值，称为灰色型随机变量，如经济性、时效性，一般表示为，则，。2)当时，即属性为可靠性、可操作性时，设，，，。这里和是语言型变量，，，、、、。R表示有序语言短语集，即，该集合中的为R中的第f个语言短语，2v+1为集合R里面的元素数量。当v=3时，，即。R存在以下性质：第一，有序性。当f≥g时，有，说明对应的评价大于等于对应的评价。第二，存在逆运算算子“neg”：当时，有。第三，极值运算。当时，有，。设及为R中的语言短语，a、b∈Z且0≤a≤b≤2v，那么称是R中的不确定语言短语，、是的下限、上限，当a=b时，就变成了确定性语言短语。为更好地对进行处理和运算，通过科学的方法实现不确定语言短语向等概率型序偶集的转换。如果和是R中的某个不确定语言短语，通过下式实现其向等概率型序偶集的转换：(15)式中：，(16)(17)在对高速公路隧道群交通安全保障方案进行决策时，各备选方案的几种属性又有成本型和效益型之分，设、为成本型、效益型两种属性对应的下标的集合，，。结合以上分析，高速公路隧道群交通安全保障方案决策就是根据隧道管理部门的期望向量Q、经济性等几种属性的权重向量s和决策矩阵X，采用科学的方法得出各种备选方案的优先顺序。1.1.3交通风险控制技术决策为解决上述问题，利用如下决策方法进行方案决策。(1)确定各属性参照点并进行规