基于PC_Crash的公路隧道内行车事故及人员疏散研究 行车记录仪PC版

　　摘　要：道路交通事故是当今全球性公害之一。近百年来，给社会造成了巨大损失，交通安全问题越来越受到各界的关注和重视。我国交通事故紧急救援的现状和发达国家差距巨大，主要表现在没有一套完整系统的交通事故处理方案，也无一套完善的紧急救援体系，救援人员的专业化水平较低，救援设备不齐全等。针对国内紧急救援的落后现状，在国内外已有的研究成果基础之上，利用PC_Crash模拟高速条件下轿车与轿车碰撞过程,对公路隧道内行车事故伤害程度的评价和人员疏散进行研究。
　　关键词：计算机仿真　交通事故　人员疏散
　　中图分类号：TP391.9　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）007-042-02
　　1 前言
　　随着道路交通不断发展与汽车日益广泛的使用，道路交通事故频频发生，造成大量人员的伤亡，而很多伤亡是由于事故后的抢救不及时而造成的。近些年来，随着计算机技术的迅速发展，计算机仿真技术已逐渐被应用在道路交通安全和道路交通事故鉴定领域，现在已经成为国内外学者研究的热点及难点。
　　由计算机模拟分析事故情况在特定不易进行救援情境下的情况下，可以根据计算机分析得出报告，并制定预先的救援方案以应对不同的事故。由于现阶段PC-Crash软件在交通事故模拟方面已经相当成熟，所以本论文以PC-Crash为基础，对于曲线型公路隧道的交通事故进行模拟并制定相关的救援方案。
　　2 车辆正面高速碰撞事故车辆损伤评价模型
　　由碰撞前后的动量不变可得
　　式中 m1和m2——物体1和物体2的质量
　　v10和v20——物体1，2碰撞前的速度
　　v1和v2——物体1，2碰撞后的速度
　　由恢复系数的定义可知，碰撞前后的速度变化可唯一确定，即
　　
　　根据上式，可以得出汽车1速度变化量△V为
　　
　　由此可知，两质量相等的汽车在速度相同情况下为完全塑性正面碰撞，它们有效碰撞速度和同一车速下与固定壁的碰撞是相同的，所以碰撞损害程度也应相同。
　　3 PC-Crash算法原理
　　汽车碰撞因碰撞条件不同会产生不同的结果，碰撞形式可主要划分为正面碰撞、侧面碰撞与追尾碰撞和翻车等。一般碰撞行为中，两车初始接触开始到车辆彼此分开，会在极短的时间内完成，甚至有可能在极短的时间内完成数次连续碰撞，在这一碰撞的瞬间，车辆的内在动量和动能会发生极大的变化，表现为行驶速度、运行轨迹和车体的毁损与地面的刮擦等方面。
　　汽车碰撞运动过程主要与车辆行驶的速度、车辆的性能、撞击的部位、制动措施的采取等有关，行驶的速度越大、制动就会效果越差，撞击过程也就越激烈、车辆形变也越严重、车辆运动变化也就会越大。另外，不同碰撞的形式、碰撞的角度对车辆运动也存在影响。
　　汽车碰撞等交通事故对于隧道运营产生了不利影响，根据调研情况，结合软件分析，选取行车速度、车距、车辆刹车性能、乘客安全等作为评价指标。
　　奥地利H.Steffan博士开发了PC-Crash软件，是用于典型的交通事故模拟系统，近年来还在不断的完善，将多体系统动力学的软件MADYMO的人体模型引入了车辆的碰撞等事故情形的分析模拟中。
　　4 PC-Crash软件模拟情况
　　4.1 计算情况
　　采取时速为60Km/h的行车速度，两车相向相撞。
　　参数：制动时间：红车为车1 Lotus 618为0.66s；蓝车为车2 Ford V8 302为0.68s。碰撞时间：0.630s，刹车因素：90。
　　情境模拟：
　　4.2 计算结果
　　两车侧碰及追尾碰撞的最大影响范围为35m。
　　隧道内车辆以80km/h行驶时，在半径为600m的曲线上视距为125m，能够保证后车在安全距离内停下。
　　相同可视距离条件下，限速值越大，安全性越小；相同限速值条件下，可视距离越大，安全性越小。
　　5 车辆事故紧急救援的实施方案
　　监控中心接收了来自车辆事故的呼救信息后便要立即采取紧急救援程序，根据车辆的事故情况提供各种情况下的紧急救援方案，事故的实施过程如图3所示。
　　6 人员疏散
　　隧道事故一旦发生，首先必须首先保证司乘人员安全疏散，所以疏散设计应当引起足够的重视。
　　隧道一般都采用单向双制通车模式，因此对于此类隧道的疏散设计，主要是首先保证发生火灾和其他事故时，隧道内的司乘人员可以及时撤离到安全的地带。
　　平行安全隧道和主隧道应按一定距离设置疏散口和横通道相连，一旦车辆在隧道发生事故，人员能通过横通道进入平行安全的通道，然后通过平行安全的通道达到安全的地带。
　　隧道人员疏散的三种方式：
　　(1)双孔隧道横向联络通道的疏散方式。事故发生时，司乘人员应从连续得横通道进入相邻得隧道后，可以达到安全状态，所以这种人员疏散方式为水平横向疏散。
　　(2)水平辅助隧道的疏散方式。这种方式的疏散适用于相对地质条件不太好的山岭和水底隧道，所以施工时应先期开挖一条小型得导洞，然后利用导洞的勘探地质条件，作为施工服务的通道，后期也可作为人员疏散和维修通道的使用，主隧道每隔一定的间距和水平辅助隧道连接后，人员可从安全门进入辅助隧道，沿辅助隧道疏散到隧道两端，或者可通过中部的塔井楼梯到安全区域，此疏散方式为水平纵向的疏散方式。
　　(3)内部纵向通道的疏散方式。利用隧道内行车的道路面以下空间建成可以纵向逃生的通道，每隔一定的间距设置紧急出口和滑行坡道，和路面之下逃生通道连通，并且沿下部通道进入塔井或者隧道两端逃生，此方式为垂直纵向疏散方式。
　　参考文献：
　　[1]　方正,黄松涛,袁建平,等.城市水底隧道人员疏散方式的比较[J].铁道工程学报,2008(11).
　　[2]　盘朝奉.车辆事故紧急呼救技术及伤害程度评价的研究[D].江苏大学,2008.
　　[3]　Best Practice Manual on Operation and Maintenance ofTunnels,PIARC C5：Road tunneoperation,Working group l：Operations,December 2003.