技報第 27 号

2014

都市内長大トンネルにおける交通安全・防災対策技術
阪神高速道路(株)建設事業本部大阪建設部設計課
阪神高速道路(株)保全交通部施設管理課
阪神高速道路(株)大阪管理部システム保全課

中島原
田中隆
秀史
憲一

………………………………………………………………………………
要旨

平成 25 年 5 月 25 日に供用した 2 号淀川左岸線の正蓮寺川トンネルは都市内長大トンネルであり，閉鎖された空間が長く続くことから明かり部と比べて特別な交通安全対策・防災対策が必要となる．交通安全対策としては，島屋のＳ字状の急カーブ対策が求められ，速度超過車両警告システムやシークエンスデザインなどを設置するとともに，トンネル内には出入路の分合流が存在するため，合流支援システムや誤進入及び逆走を防止するシステ
ムを設置した．トンネル内で発生した事故や火災は，トンネル内に設置された各種検知器が感知または非常電話による通報等により，交通管制室で確認され，トンネル警報板等の情報提供施設によりトンネル内の車両に対し注意喚起や避難誘導が行われる．火災発生時は，避難環境を確保するため排煙制御が行われ，火点前方で渋滞が発生している場合は火点上部付近に煙を滞留させておく風速零化(低風速化)制御を行う．なお，本トンネルの全てのジェットファンにはインバータ制御を採用しており，迅速な風速零化が容易となった．
キーワード:都市内長大トンネル，交通安全対策，トンネル防災設備，トンネル換気設備

はじめに

１．交通安全対策の概要

平成 25 年 5 月 25 日に開通した 2 号淀川左岸線

トンネル内における事故は，トンネル火災の要の正蓮寺川トンネルは，全区間が開削工法で構築因となることから，明かり部に比べて充実した安された延長 3,569m（ストラット区間 250m 含む）

全対策が求められる．そこで，図-1 および表-1の都市内長大トンネルである．坑口付近の縦断勾に示すように多様な交通安全対策を実施した．

配は急であり，S 字状の急カーブやランプ分合流逆走防止（不法侵入逆走防止（不法進入防防止）システム
止）システムマルチ点滅灯シークエンスデザイン

合流支援対策
逆走防止（不法侵入逆走防止（不法進入防防止）システム
止）システム

検討や実験を行い，新しい技術を取り込んだ対策を行ったので，その内容について報告する．

島屋側坑口

No190

No170

No150

No160

No140

No200

合流支援対策

No240

No2シークエンスデザイン【中壁側のみ】No2302010

No100

No90

No8010

北港JCT

No1

そこで関係機関と協議を進めていく中で様々なNo18020であった．

海老江JCT

2No0

速度超過車両警報システム

No1

や防災計画を立案する際には，特別な配慮が必要

No130

形が厳しいことから，トンネル内の交通安全対策

25

このように閉塞された空間が長く続き，かつ線トンネル区間No部がトンネル内に存在する．

大開側坑口

図-1 正蓮寺川トンネルにおける安全対策の配置－58－

1-1 シークエンスデザイン

表-1 正蓮寺川トンネルにおける安全対策項目

淀川左岸線の東行きは，5%の下り急勾配を経てカーブ手前の速度抑制るため，下り勾配で速度が上がり速度超過を認識しないままカーブに進入すると危険である．

速度超過車両警告システム

カーブの安全対策

マルチ点滅灯壁面の視線誘導表示
ポーラスコンクリート舗装
大型警戒標識合流部の事故防止
入出路の誤進入・不法侵入

合流支援システム
逆走防止システム（不法侵入防止システム）

トンネルに進入し（島屋側坑口），その後トンネ
ル内で曲率半径 157m のカーブが S 字状に連続す

シークエンスデザイン

そこで坑口部には後述する速度超過車両警告システムを設置して警告を与えるとともに，トンネ
ル内約 350m 区間には 8 号京都線の稲荷山トンネ
ルで採用されたシークエンスデザインを壁面に施②①し，複合的な速度抑制対策による相乗的な効果を③④

図-2 採用したSQD デザイン得ることとした．なおシークエンスデザイン（Sequence Design，以下 SQD と言う）とは，連続的に展開するひとつづきの（走行空間の）デザインのことである．

島屋側坑口

本トンネルの SQD は，トンネル空間の明色化を目的とした壁面塗装を活用し，縦縞模様から矢印①②③90.1m84.8m

87.4m 79.8m④模様に変化させるとともに，その間隔を段階的に狭くすることにより，S 字カーブ進入前に安全に速度抑制を働きかけるものである．速度抑制効果の高い模様形状と出現間隔，飽きの来ない設置長

東行
西行

さについては，稲荷山トンネル採用時に得られた知見１）を活用した．デザインについては予備検討で 3 案に絞った上で，社員などからなる計 121
人を被験者としたドライブシミュレータの走行操作結果を分析し，最も速度抑制効果が高いデザイン（図-2，3，写真-1）を採用した．
1-2 速度超過車両警告システム
本システムはトンネル坑口付近で速度を超過し図-3 デザイン配置図（東行追越側）て走行する車両に対し，速度超過を警告し，減速を促すものである．車両の速度を計測するセンサと警告表示を行う表示板で構成される．図-4 にシステム構成例を示す．
本システムのセンサには，逆走防止システムや合流支援システムと同じく，遠赤外線カメラによる画像処理方式を採用した．遠赤外線カメラは，雨・霧など天候の影響を受けずに安定した車両検出が可能なだけでなく，センサ本体は速度計測範
写真-1 完成状況（東行）

囲から離れた別の場所，例えば表示板と同じ門－59－

型の標識柱などに設置することが可能であるため，供用後の保守も容易である．
センサが速度超過車両を検出すると，写真-2に示す表示板に速度超過と減速を促す内容が警告表示される．表示を見た運転者がブレーキ操作等を行い，トンネルへ進入する前に車両の速度を落とすことにより，トンネル内の急カーブを安全に通過することができる．
図-4 速度超過車両警告システムの構成例
1-3 合流支援対策
淀川左岸線西行きの大開側坑口付近は本線がカーブで，なおかつ本線と入路はトンネル函体で隔表示板（坑口警報板兼用）てられているため，本線から入路を視認することができない構造となっている．そのため，入路から低速車が合流する際，本線側の車両は車線変更やブレーキ操作などの回避行動を取ることが非常に困難である．そこで，入路から合流する車両を早期に認知し，余裕を持って入路からの進入車両

写真-2 表示板設置状況と警告表示の内容を回避することを可能とするため，入路側の車両の存在を本線側の車両に知らせる合流支援システ
ムを導入した．
本システムは，入路側の車両を検出する遠赤外線カメラを用いたセンサおよび本線側の車両に対して合流車両の存在を知らせる表示板で構成される．図-5 にシステム構成を示す．入路側車両のおおよその位置を提供するため，センサと表示板はそれぞれ 2 台，センサの検出範囲と表示板の位置がトンネルの壁を隔てて概ね同じ位置となるよう設置した．写真-3 にトンネル本線に設置され

図-5 合流支援システムの構成ている表示板を示す．
1-4 逆走防止システム
トンネル区間に設けられた 2 箇所のランプの勾配が，接続する平面街路からの下り坂となり，トンネル内へ進入し易いこと，かつ出路は料金所もなく物理的な侵入措置ができないことから，交通管理者から逆走・誤進入対策が要請されていた．
また平面街路接続部には交差点があり，歩行者や自転車等によるランプへの誤進入の可能性があっ写真-3 表示板の表示内容た．

－60－ひとたび高速道路本線に歩行者や自転車，逆走車が進入し，事故等が発生すると，トンネルという閉鎖空間のため，大惨事に発展する懸念があった．そこで必要な対策について検討を行い関係機関と協議した結果，各出入路の街路接続付近に逆走防止システムを設置することとした．
本システムは，歩行者や自転車，逆走車を検出する遠赤外線カメラを用いたセンサ，並びにこれらの誤進入者（車）に対して警告を行う表示板と拡声装置で構成される．図-6 にシステムの構成を示す．
センサで歩行者や自転車，逆走車を検出すると，現地に設置した写真-4 に示す拡声装置と表示板

図－6 逆走防止システムの構成により，事前登録した警告音声と文字情報により自動で注意喚起を行うとともに，交通管制室に警報が届き，監視卓のモニターでセンサが捉えた現地映像を確認できるシステムとなっている．また，現地の状況に応じて警告音声と文字情報の表示内容を交通管制室から手動で変更することも可能である．

２. トンネル防災・換気設備
正蓮寺川トンネルは，東行線の東側坑口付近に大開換気所，西行線の西側坑口付近に島屋換気所

写真-4 センサと拡声装置（左）及び表示板（右）を配置し，トンネル内のジェットファンと連動することで，トンネル内を換気するとともに，大気トンネル延長及び計画交通量から，本線トンネ

環境対策としてトンネル坑口からの排ガスを含むル区間およびランプトンネル区間ともにトンネルトンネル内空気の持ち出しを抑制している．

等級 AA 級の防災設備を設置している（表-2）が，トンネル防災計画の策定に際しては，トンネル更なる安全性の向上のため，いくつかの新たな設区間に上下線とも入路と出路が各 1 か所あること， 備も設置した．
S 字カーブの存在やランプトンネルの縦断勾配がまたストラット区間は，上面開口部が狭まって急勾配であることなどについて留意する必要があいるために，火災時にトンネルと同様の危険性がった．

考えられることから，他団体の設置事例を参考にして A 級の防災設備を設置した．

2-1 トンネル防災設備(2)防災設備概要(1)全体計画

平成 20 年度から 21 年度まで大和川線トンネル

本トンネルは延長 3,569m の都市内長大トンネ防災安全委員会を開催し，非常口の配置などの避ルであり，そのうち西側には延長約 250m のスト

難誘導設備の検討，火災時の排煙の検討などを行ラット区間を有する．

ったが，正蓮寺川トンネルについても大和川線と－61－

同様に大阪都市再生環状道路を形成する長大トンネルであることから，上記委員会の議論を踏まえて検討を行った．設備概要を図-7 に示すとともに以下で設備の特徴を紹介する．
1)消火器・消火栓・水噴霧設備
トンネル内には消火器・消火栓・水噴霧設備などの消火設備を設置している．消火栓・水噴霧設
備の水源となる主水槽および消火ポンプは島屋受電所内に設置し，上下線トンネル全体に配水している．
水噴霧放水ヘッドは，管理部門で開発した水噴霧点検装置(特許第 5166361 号)で点検できるよう，全てのヘッド部にアタッチメントを設置し，供用後の維持管理を考慮している．また噴霧制御は，従来において①禁水性物質の漏洩がないこと，②避難者がいないことを確認のうえ，交通管制室の図-7 正蓮寺川トンネル防災設備イメージ図

防災卓で防災要員の手動による放水としていたが，放水開始の遅れが懸念されることから，淀川左岸

表-2 トンネル防災設備一覧表

線建設に伴うトンネル防災中央装置の改修にあわ

トンネル名
諸元

せて，制限時間内に放水停止釦を押さなければ自ト ン ネ ル 延 長 （ ｍ ）動放水する方式に変更した．

ト ン ネ ル 等 級 区 分2)トンネル防災カメラ

共西行線 84 台，東行線 86 台全てのトンネル防災カメラの画像をリアルタイムに処理し，交通の妨げとなる車両の停止・低速・渋滞・避走(落下物)などの事象判定を行い，交通管制室の防災卓モニ

通報・警報
装
置

ターに該当カメラとその前後のカメラの映像を自消動的に表示して管制員をサポートする．また，渋避難
誘
導設
備

火設
備

滞事象や交通量データは，トンネル換気システムに送られ，トンネル換気制御に使用される．

用防年

災

非受

小さいため，火災時に煙の充満が早いので，早期そ装置

83

81

知器

190

195

(トンネ ル坑 口)

22

非常警報装置 ( ト ン ネ ル 内 )891(坑口)

1(坑口)

釦火

災

通報
検信( 補 助 器 )
号
機

消火

--

162

158

栓

8179

板

64

65

備

有

有

坑--口

1211(トン ネル 内)

2121(トンネ ル坑 口)

4

4

72区画

71区画

無 線 通 信 補 助 設 備有有

ラ ジ オ 再 放 送 設 備

有有拡

備

有有

トンネル防災カメラ

84

消
誘

火
導排
避表示

煙設

難

連

非絡

常噴

声

霧放設

送設

備

無 停 電 電 源 設 備のるとともに早期煙検知システムを設置した．

他4)トンネル警報板

設

非備

消緊

急Uタ消車

火入口ン

路駐車

帯

槽( ㎥)

ポン

プー常火

出水路 面 排 水 ポ ン プ

車帯にもトンネル内警報板を西行線 8 箇所，東行

突 発 事 象 検 出 装 置

線 9 箇所に設置した．これらの警報板と，ラジオ

速 度 管 理 シ ス テ ム
トンネル火災表示板

86
有

非常用予備発電設備の各坑口手前に設置し，またトンネル内の非常駐－62－49器に火災を検知するために押釦式通報装置を増設す

トンネル入口警報板をトンネル本線並びに入路

149

水ランプ部は，縦断勾配が大きくトンネル断面がH25.5

盤
話

押電給水栓3)ランプ部早期火災発見対策

月信

常正蓮寺川
西行(上り)線
東(下り)線
3,569
3,569
内ストラット
内ストラット(250)(250)
AA（ストラット部：A）

有有

有(坑外2/坑内1)78
島屋(受)約400
大開約120(ダクト冷却兼消防水利)
島屋受電所：200kＷ×1台
島屋：15kＷ×3台
大開：11kＷ×3台
有有(画像処理装置)(画像処理装置)
有(1か所)
1819

再放送設備や拡声放送設備により，トンネル内で（図-9）．これらジェットファンには，インバーの火災または事故等非常事態の発生をドライバー

タ制御方式を採用した．
ジェットファンのインバータ制御は，神戸長田に知らせる．
また，トンネル内の情報提供は，トンネル防災中トンネルにおいて，当社が全国で初めて複数台の央装置と連動しており，情報提供区間を発災車線

ジェットファンを制御するために開発したものでと反対車線，発災車線では交通状況(非渋滞時あある 2）．従来の台数制御に比べ，起動特性や運転

るいは渋滞時)に応じて，発災区間とその前方区特性に優位な点が多く，インバータ制御を行うこ間および後方区間に区分して設定し，各区画の状とにより適正風量での運転が可能となるため，換況に応じた情報提供を可能としている．

気所の排風機との組み合せにより，消費電力量の5)トンネル火災表示板削減が可能となる．

渋滞時には，非常駐車帯手前であっても前方車また，トンネル内で火災が発生した場合，火点両等によりトンネル内警報板の視認が困難なこと

前方で渋滞が発生していなければ煙を前方に流すが想定されるため，トンネル火災表示板を上下線全線に渡り設置した．
火災が発生した際，非渋滞時には火点より上流側のみトンネル火災表示板を点滅させ，渋滞時には発災車線全線のトンネル火災表示板を点滅し，迅速な避難を促す．
また，火点の位置や渋滞の有無に応じて，トンネル内警報板・トンネル火災表示板の制御をトンネル防災中央装置にて一元的に行えるようにしている．
6)非常口
正蓮寺川トンネル地上部には 22 ヶ所の非常口上屋を建設し，避難階段によりトンネル内から脱出した際の地上出口となる(図-8)．火災時に避難者がトンネル内の非常口扉を開けた際，非常口上屋の回転灯が一定時間点灯することにより，駆けつけた消防隊がいち早く発見できるようにしており，迅速な消火活動や避難者の救助活動を支援す
図-8 非常口の施設構成ることができる．また，有事の際，トンネルから地上への避難時に煙にまかれないように全ての非大開換気所
正蓮寺川入路

常口上屋に地上からの新鮮空気を送り込む非常口

大開出路

ファンも設置し，トンネル防災中央装置にて一元的に運転を行えるようにしている．

東行線

2-2 トンネル換気設備

西行線

ジェットファン

(1)全体計画
正蓮寺川トンネルの換気制御には 2 箇所の換気所の排風機と全 34 台のジェットファンを用いる－63－

正蓮寺川出路

大開入路

島屋換気所

図-9 トンネル換気系統図

前方排煙制御とし，火点前方で渋滞が発生していれば火点上部付近に煙を滞留させておく風速零化（低風速化）制御を行うことも，インバータ制御を採用することにより容易となる．
(2)安全対策
トンネル内で火災が発生した場合に道路利用者が安全に避難できるかを検証するため，3 次元火災シミュレーションを実施した(図-10)．
風速零化制御時には，火点上部に煙の層が時間とともに厚みを増していく中で，道路利用者が避難できるかを確認し（図-11），避難できない結果となった場合には非常口の配置計画を見直すなどの対策を講じて避難環境を確保した．
(3)維持管理対策
正蓮寺川トンネルのジェットファンは，トンネル内空気の持ち出し抑制として使用されるため，24 時間稼働する．
ジェットファンは，車線上に設置されていることから，点検時には車線規制が必要となる．そのため，点検の合理化・効率化を目的としてジェットファンの異常振動を早期検知できるよう全ジェットファンに振動計を設置し，常時状態監視を行えるようにした．
図-10 火災時の換気運用イメージ

振動計を設置することにより，従来の路面からの目視点検では困難であったアンカーの緩みや回転翼の欠損などを振動計の信号を遠隔監視することにより車線規制を伴わずに把握でき，また今後のオーバーホールの計画検討にも期待される．
(4)換気制御
平常時の換気の目的は，トンネル坑口およびランプトンネル坑口からのトンネル内空気の持ち出しを抑制しつつ，トンネル内の煤煙透過率・一酸化炭素濃度を設計基準値以下にすることである．
これを達成するため，制御手法として交通流収集装置からの交通量データを元にして煤煙発生量

図-11 3 次元シミュレーション結果の一例

を予測し，必要換気量を決定する交通量予測制御
をベースとし，これにトンネル内の煤煙透過率の運転パターンは，常時最適な運転となるように，（VI 値），一酸化炭素濃度（CO 値），風向風速値

複数ある運転パターンの中から消費電力量が最も（AV 値）から必要換気量を決定するフィードバ

低くなる運転パターンを選択しており，経済性をック制御を採用した．各排風機とジェットファン考慮した換気機の運転を実現した．(特許第－64－おわりに5577380 号)
また，火災時の換気制御においては，渋滞の有無を交通管制データによって判断し，渋滞有りの本稿は都市内長大トンネルである正蓮寺川トン

場合は風速零化制御（風速目標値：±0m/s），渋ネルにおける，交通安全・防災対策の取り組みに滞なしの場合は前方排煙制御（風速目標値：

ついて報告した．今後の運用においてはこれら対+2m/s）を行えるようにした．このときの換気機策の効果を検証するとともに，さらなる安全性向

運用方法は火点に応じて決められており，かつト上に反映させる必要がある．

ンネル上部に滞留している煙をかき乱さないよう最後に，トンネル内に設置した各カメラの画像

原則として火点前後 500m 以上離れたジェットフ

処理技術のうち移動体を追尾する技術は，東京大ァンのみを運転することにより風速制御を行う．

学上條研究室で開発された時空間 MRF(Markov

いずれの場合も火点付近の風向風速を常時監視しRandom Field)を活用した．関係者には深くお礼ながら無段階での風速制御を行うことで風速整定申し上げます．

時間が数分となり，高精度かつ応答性の良い制御を実現した．(特許第 5462317 号)

参考文献
1) 岩里泰幸，藤井康男，足立幸郎，玉川大: シークエン
スデザインを用いたトンネル坑口の交通安全対策の検討， 技報第 24 号， pp.88­95, 2007.
2) 加藤宗彦，原秀史，弦巻淳:神戸長田トンネルに適用した換気システムの概要，阪神高速道路第 43 回技術研究発表会論文集， pp.219-222, 2011.

TRAFFIC SAFETY AND DISASTER PREVENTION MEASURES FOR A LONG URBANTUNNEL
Takashi NAKASHIMA, Hidefumi HARA and Kenichi TANAKAThe Shourenji-gawa Tunnel on the Hanshin Expressway Yodogawa-Sagan Route is a long cut-andcover urban tunnel. The long-extended closed space with severe alignment required special measures
for safety and disaster prevention. A sharp curve was provided with overspeed warning system andsequence-design wall painting. Branching and merging points were equipped with systems for merging
assistance and prevention of wrong lane driving. In addition to detectors and emergency phones, smoke
control system was installed to secure safe evacuation environment in case of fire. Inverter-driven jetfans enable reducing wind velocity to nearly zero in case of fire with heavy traffic congestion.

中島 隆

原 秀史

田中 憲一

阪神高速道路株式会社
建設事業本部
大阪建設部 設計課
Takashi Nakashima

阪神高速道路株式会社
保全交通部施設管理課

阪神高速道路株式会社
大阪管理部ｼｽﾃﾑ保全課

Hidefumi Hara

Kenichi Tanaka－65－