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原文传递长大公路隧道运营安全动态评价及预警体系研究

论文题名：	长大公路隧道运营安全动态评价及预警体系研究
关键词：	公路隧道;运营安全;动态评价;接受准则;预警体系;人员安全疏散
摘要：	公路隧道作为立体交通方式之一，由于其在缓解交通压力，解决交通干线跨江越海受到的限制，缩短线路里程，降低对周围环境和人民生产、生活的影响等方面的优势，近年来得到了飞速发展。与此同时，由于公路隧道结构设施复杂、通风条件受限、出入口少、疏散线路长，发生事故后持续时间长、影响范围大，短时间内，往往会造成惨重的人员伤亡和重大的经济损失，甚至造成二次灾害。作为交通道路上的关键线路和控制性节点，公路隧道在给交通运输业做出卓越贡献的同时，其内频繁发生的各种风险事故也给社会造成了巨大的负面影响、经济损失和人员伤亡。因此，公路隧道的运营安全问题成为近年来人们关注的焦点。　　本论文依托国家高技术研究发展计划(863计划)项目——长大隧道工程风险评价与安全预警技术研究(项目编号：2006AA042442)，从公路隧道安全事故发生的诱因入手，依据大量的事故统计数据和事故发生的随机性，研究分析长大公路隧道运营安全风险指标及风险事故的发生机理，构建长大公路隧道运营安全的动态分析评价模型，并在此基础上对长大公路隧道的运营安全预警机制及接受准则进行研究，建立长大公路隧道运营安全的预警体系。考虑运营期的人员安全疏散是长大隧道运营安全的关键问题之一，通过分析人员疏散理论，建立了基于风险的人员安全疏散对策分析方法。论文主要研究内容及成果如下：　　 1、通过对长大公路隧道运营安全典型事故案例的收集分析，构建出长大公路隧道运营安全事故数据库；在此基础上依据大量典型事故的统计数据和事故发生的随机性，对长大公路隧道运营安全事故的发生机理进行初步分析；并针对隧道运营期内不同的安全事故种类进行分析，明确了长大公路隧道运营安全事故的主要类型。　　 2、根据对上海市已有黄浦江越江公路隧道运营管理体系的实地调研，搜集整理国内外部分公路隧道运营管理的相关资料，对比分析国内外公路隧道运营安全管理的实际情况，理清现有公路隧道运营管理体系的系统框架、基本原理和控制指标，提出公路隧道运营安全动态管理体系的总体框架；通过对长大公路隧道运营安全风险致灾因素的分析，利用模糊综合评判的方法构建了长大公路隧道运营安全动态评价模型，实现了根据不同的运营环境及时有效的对长大公路隧道的总体安全状态进行动态评价；并采用事故树和事件树等两种分析法对长大公路隧道运营过程中的典型运营事故——交通事故和火灾的影响因素进行分析，针对不同情况提出了不同的应对措施。　　 3、通过对国内外隧道工程风险管理与风险接受准则研究进展进行系统分析，借鉴已有的相对比较成熟的风险接受准则的成功经验，考虑我国国民经济和社会发展状态，从人员安全、经济风险、交通中断风险以及总体费用等4个方面针对长大公路隧道运营安全风险所造成后果的接受准则问题进行研究；并在此基础上，根据CO浓度对隧道内乘行人员人身安全的影响和能见度对行车速度的影响，选取实时监测指标CO浓度和能见度(VI)针对隧道运营过程中的瞬时安全状态的风险接受准则进行了研究，从而构成长大公路隧道运营安全风险接受准则的完整的标准系统。　　 4、根据不同预警指标的监测频率，从隧道的长期预警、短期预警和瞬时预警等三个方面对长大公路隧道运营安全预警体系进行研究。并针对公路隧道运营安全管理中关注度较大的瞬时预警的系统与方法进行研究，逐步构建长大公路隧道运营安全预警体系。利用决策理论针对事故应急对策进行决策分析，采用风险矩阵的方法对事故应急对策中是否封闭隧道和是否进行人员疏散的决策过程进行了重点讨论，并提出了预警标识与警报发布体系，从而为隧道管理人员的应急管理决策提供了参考。　　 5、针对长大公路隧道结构特点，分析了长大隧道工程火灾场景，讨论火灾条件下长大公路隧道运营期人员安全疏散分析理论和影响因素。利用火灾仿真分析软件Smartfire和疏散模拟软件Building Exodus，以上海崇明通道长江隧道为例，对长大公路隧道运营火灾场景下的人群疏散行为进行仿真分析，并利用可靠度方法对安全疏散的失效概率进行计算，建立了基于风险的人员安全疏散决策分析方法，并提出了人员安全疏散综合对策。　　由此，本文主要针对公路隧道运营安全动态评价模型及预警体系进行了系统的分析和研究，并针对火灾情形下的人员疏散问题进行了探讨分析，为提高公路隧道运营安全管理水平提供了一定理论依据和支撑。
作者：	叶永峰
专业：	隧道及地下建筑工程
导师：	黄宏伟;胡群芳
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学土木工程学院
学位年度：	2009
正文语种：	中文