不良天气条件下跨海大桥安全运营系统研究

1、研究背景
跨海大桥是国民经济和社会发展中的重要基础设施，是国家高速公路网规划中的重要组成部分，是经济发展的必然产物。随着我国经济的发展，尤其是我国东、南部沿海城市跨海大桥的建设也在不断的加快。1995年12月20日，由江泽民总书记奠基、铁道部大桥局三处承建的我国首座现代化大型悬索桥—跨海大桥在汕头竣工，它的建成彻底改变了汕头市以往靠轮渡交通南北城区的历史，它连接深汕高速公路以及汕潮汾高速公路，成为我国沿海高等级公路主干线的重要纽带，使深圳、珠海、厦门与汕头四个经济特区的联系更加方便快捷。“广东第一桥”—湛江海湾大桥建成后，使海南省、雷州半岛至珠江三角洲的里程缩短40公里，对改善湛江公路网络、促进雷州半岛与珠江三角洲发达地区经济联系，甚至于顺畅大西南地区的物资流通都具有重要意义，同时，大桥将使湛江城市由南北带状发展变成为东西南北均衡发展，城市总体格局得到根本改善。正在建设的青岛海湾大桥是目前世界上第二跨海大桥，大桥建成后将成为山东半岛蓝色经济区及青岛市的重要交通枢纽，缩小青岛、红岛、黄岛的时空距离。但是由于跨海大桥建在海上，特殊的地理环境条件决定了天气气候变化的突发性、复杂性和多样性，地区范围内气象灾害类型多样、发生频率高，在这种情况下，不良天气对桥面行车的安全性构成了一定的威胁。
在不良天气条件下，行车系统的平衡性受到破坏，使人、车、路三方面道路系统因素不能够协调配合，诱发了交通事故的发生。据调查，在所有的交通安全事故中，约1/4是在不良天气环境条件下产生的，因此，不良天气对出行者的安全出行造成了极大的影响，使车辆在行驶过程中与路面的摩擦力降低、能见度降低、驾驶人的心理焦虑等状况[l]。单位时间内不良天气的事故是晴好天气的几倍，甚至是几十倍，且多为重大和恶性事故，更为严重的是很容易由一起事故引发另外一起或一连串的事故，对于事故救援和交通安全管制工作也十分不利。据有关部门统计，约有20%的交通事故是由于驾驶人行驶中遇到紧急事故刹车造成的，其原因主要是路面湿滑，摩擦力低等;在降雪的天气，交通事故发生率会增加25%，交通事故所造成的人员伤亡会增加一倍多;随着不良天气下能见度的降低，车辆追尾事故则经常发生，且追尾的数量可以多达十多辆;不良天气已成为交通事故发生的主要原因，造成了出行者的经济损失、人身安全的损害。国际公路安全会议在2005年所提供的数据显示，约有25%交通事故是在不良天气条件下发生的。在不良天气条件下，2004年共发生交通事故103662起，人员受伤达到97849人，死亡人数高达23468人，给国家和个人造成的经济损失高达613万。美国的交通安全管理局对不良天气对交通事故的影响做过调查，约有23%的事故是由于天气环境恶劣造成的，2001年交通事故共发生了631.5万起，其中不良天气条件下交通事故共发生140.7万起，包括61.4万出行人员受伤，6917人死亡，占据事故总数的22.4%、20.2%和16.3%[2]，我国在2001年共发生交通事故75.6万起，其中有14.6万起是在不良天气条件下发生的，受伤的人数达到7.7万，死亡人数1.4万，占据事故总数的18.6%、13.8%和122%。2005年7月29日凌晨5时20分，山东省日东高速公路山东充州泅河特大桥处发生交通事故。至少28辆汽车在雾中行驶时发生追尾，致使加200余辆行驶在日东高速公路的汽车停滞在日东高速与104国道交汇的山东曲阜段，日东高速公路充州至曲阜段被迫关闭。直到7月31日，该高速公路才恢复开放交通。

2、国内外相关研究现状
在上个世纪80年代，欧洲各国就已经开始关注不良天气条件下出行者的行车安全问题，荷兰在1984年举行了关于不良天气条件下道路安全会议，其中各国专家针对不良天气对道路安全的影响展开了探讨，提出对其研究的紧迫性和必要性。许多发达国家对交通气象信息服务工作极为重视，并投入了大量的人力、物力、财力对预报方法和服务手段进行研究，现已取得较大进展。1992年成立的国际道路天气常设委员会(sIRWEC)，致力于降低和减少气象条件对交通的不利影响，合作研发出道路气象信息系统的主要作用是采集不良天气条件下能够影响道路使用者安全运行的因素，通过网络系统将采集的相关数据及时准确的发送到管理者手中，管理者利用道路管理信息系统对传送的相关影响因素进行分析和评价，预测未来对道路使用者可能造成的影响，并及时