本书通过对大量隧道塌方事故进行调查分析，分析其特点与规律，专门针对隧道塌方事故的救援管理工作进行系统的研究。其主要内容如下：

第1章 绪论。介绍了相关研究背景，总结了我国隧道工程建设的发展过程、建设现状及建设施工过程中存在的问题，提出研究隧道塌方救援系统的意义。

第2章 应急救援管理国内外研究现状。对美国、英国、德国和日本等国家系统现状进行分析，对我国的紧急救援系统发展现状进行综述，提出目前存在的主要问题。

第3章 隧道塌方事故特点与救援系统需求分析。对隧道塌方事故发生原因、事故特征、发生机理进行分析，列举典型事故的施工处理方法；进行塌方事故的规律性研究，找到事故高发期，并分析高发原因；对塌方事故救援系统需求进行阐述，为后续车辆调度模型的建立和救援预案的制定提供依据和理论基础。

第4章 隧道塌方被困人员调查分析。选取了统计在内的隧道塌方事故被抢救的被困人员作为测试对象，进行调查问卷设计，研究生存率与救援时间关系，被困人员不良心理表现，心理救援方法。

第5章 隧道施工安全预防措施研究。对以往隧道塌方事故进行了调查统计，阐述了事故危害、对事故进行分级；根据塌方产生的位置、形态和机理进行事故分类；对事故成因进行分析；进行施工安全预防措施研究，设计专用救援生命通道，提出施工人员安全与隧道施工塌方事故应急救援管理自救教育体系。

第6章 多车型救援车辆路径规划。分析参与隧道塌方事故救援的车辆特征，将救援车辆分为普通车辆、超限车辆和重型车辆三种；对隧道周边路网特征进行分析；阐述了复杂路网基本理论，分情况进行救援车辆路径规划研究。

第7章 分阶段应急救援车辆调度模型。基于第6章求得的多车型最优路径，以最小化车辆平均到达时间、最小化物资未满足度、最小化调度成本为目标函数，建立了多目标救援车辆调度模型；将塌方事故救援分为初期和后期，根据两个时期对三个目标的不同偏好程度进行目标函数处理，并用作适应度函数；针对调度多车型、多出救点的特点，设计了实数型编码方式。采用NSGAⅡ算法进行求解。以实例进行验证，将计算结果与部分阶段的调度方案进行对比，证明了该模型的有效性。

第8章 隧道塌方应急管理体系研究。以营尔岭“9·30”塌方事故为例进行分析，结合救援经验，进行救援需求分析；然后进行塌方事故救援预案的编制，包括应急救援原则、救援中心和各部门之间的信息传递机制研究、现场救援流程图绘制。将现场救援每一步看作一个工序，绘制了救援流程的网络图，系统地为塌方事故的救援工作进行了示例。

第9章 隧道塌方救援指挥系统。根据事故救援需要确定救援参与部门及其分工，基于人与自动化交互的智能决策系统进行救援决策，研究隧道塌方救援设备综合方案以及隧道塌方救援智能监测、通信系统关键技术，结合智能移动终端，实现隧道塌方救援智能化指挥控制，进行智能救援指挥平台设计。

第10章 结论与展望。

第1章 绪论1 

1.1 研究背景1 

1.2 研究目的和意义6

1.3 主要内容8 

第2章 应急救援管理国内外研究现状10

2.1 国外应急救援管理研究现状10

2.2 国内应急救援系统现状研究12 

2.3 应急救援管理先进经验15 

第3章 隧道塌方事故特点与救援系统需求分析18 

3.1 隧道塌方事故发生原因18 

3.2 隧道塌方事故分类21 

3.3 隧道塌方处理办法22 

3.4 隧道塌方事故规律性研究24 

3.5 隧道塌方救援系统需求25 

3.6 本章小结33

第4章 隧道塌方被困人员调查分析34 

4.1 调查方法34 

4.2 调查结果研究39

4.3 被困人员心理救援41 

4.4 本章小结45 

第5章 隧道施工安全预防措施研究46

5.1 隧道塌方事故分级46

5.2 隧道施工安全预防措施46

5.3 预设生命通道设计50

5.4 本章小结52 

第6章 多车型救援车辆路径规划53

6.1 救援车辆组成及分类53

6.2 隧道周边路网分析56

6.3 复杂路网基本理论59

6.4 路径规划算法介绍62 

6.5 道路条件确定情况下救援车辆路径规划64 

6.6 道路条件不确定情况下救援车辆路径规划69

6.7 实例分析74

6.8 本章小结80  

第7章 分阶段应急救援车辆调度模型81  

7.1 应急物资特性分析81   

7.2 多目标优化基础理论84 

7.3 分阶段车辆调度模型建立90 

7.4 算例分析100 

7.5 本章小结103   

第8章 隧道塌方应急管理体系研究105 

8.1 应急方案生成理论105

8.2 响应方案的柔性特征110

8.3 现场救援流程设计114 

8.4 信息传递机制116   

8.5 应急响应多部门联动121  

8.6 救援方案实例分析123  

8.7 本章小结132   

第9章 隧道塌方救援指挥系统133   

9.1 应急救援体系运行机制分析133   

9.2 救援指挥平台设计134 

9.3 数据层的构建142   

9.4 本章小结145 

第10章 结论与展望147   

参考文献148

  近年来，我国的交通基础设施建设规模不断加大，隧道工程作为交通运输领域的一个重要组成部分，越来越得到广泛的重视和应用，大量公路隧道工程不断兴建。然而在隧道建设施工过程中，塌方事故时有发生，已成为安全施工领域最大的灾害之一，不仅会造成较大的经济损失，有时还会引起施工人员的伤亡，给施工单位造成无法弥补的损失。2014年，国家安全监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局联合颁布了《隧道施工安全九条规定》，于是2015年的塌方发生数和死亡人数呈现明显下降趋势，这一现象说明塌方事故的伤亡情况是人为可控的，通过有效的管理和事故发生后的高效救援可以明显降低死亡人数。与此同时，我国公路工程信息化程度的逐年升高，为实现统一指挥，合理高效调度各部门应急救援资源提供了很大技术支持。本书针对在建公路隧道塌方事故自身特点，进行救援车辆调度、救援预案的系统性研究，有利于灾后疏散、救援工作的顺利进行，最大限度减小人员伤亡和财产损失，具有较重要的研究价值和实际意义。书中第1章为绪论；第2章介绍了国内外研究现状；第３章对隧道塌方事故特点和救援系统需求进行阐述；第4章进行了被困人员调查分析；第5章为隧道施工安全预防措施体系研究；第6章进行了救援车辆路径规划分析，并以实际案例进行分析；第７章进行了车辆调度模型计算；第８章构建了塌方救援预案，并结合实际案例进行阐述；第9章进行了救援智能指挥系统功能设计。

  全书由河北省荣乌高速公路管理处封晓黎、河北工业大学崔洪军统稿，第1章、第2章、第5章由封晓黎撰写；第3章、第4章由封晓黎、董兆松撰写；第6章、第7章、第8章由崔洪军、杨颖撰写；第9章由陈松撰写。河北工业大学任志笑同学参与了平台的搭建，朱嘉峰同学参与了资料的校核。

  本书是在总结河北省交通厅科技项目“公路隧道施工塌方救援智能指挥系统研究”成果基础上写成的，撰写过程中得到了河北省荣乌高速公路管理处等单位的大力支持，在此致以诚挚的谢意。书中借鉴了许多国内外同行的研究成果，并通过网络收集到大量国内外相关资料（其中很多资料来源于GoogleEarth），谨向这些资料的原创者和提供者表示衷心感谢。

由于作者的能力和水平有限，不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

著 者

2020年7月