湯文蘊 丁純璐 潘義勇 楊 震

（南京林業(yè)大學汽車與交通工程學院 南京 210037）

0 引 言

隨著我國公路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，隧道建設數(shù)量逐年增多。公路隧道群作為道路交通的特殊路段，在照明[1]、線形[2]、交通設施[3]、交通飽和度[4]等方面存在局限，對駕駛?cè)松砗托睦碓斐韶摀鶾5]，增大了行車安全風險。駕駛?cè)耸堑缆翻h(huán)境中交通行為的主體[6]，道路環(huán)境中的各類設施都是為駕駛?cè)怂盏?，因此從駕駛?cè)说囊曈X特性出發(fā)[7]，針對公路隧道群路段連續(xù)多隧道的特性，開展優(yōu)化設計研究，是提高交通安全水平的有效方式之一。

在隧道交通安全的研究中，很多學者借助生理測試儀[8]、眼動追蹤裝置[9]等采集駕駛?cè)搜蹌有袨?、腦電信號等生心理數(shù)據(jù)開展研究，其中眼動行為會直接影響駕駛?cè)说鸟{駛行為[10]。駕駛?cè)说囊曈X特性的研究內(nèi)容主要為注視行為、掃視行為、眨眼行為以及瞳孔直徑等方面。胡月琦等[11]通過開展實車試驗，利用眼動特性研究了高速公路隧道的視覺特性，主要指標包括注視持續(xù)時間、注視點位置、掃視持續(xù)時間、掃視幅度等[12]。朱可寧等[13]研究了高速公路特長隧道出口段駕駛?cè)诵睦碡摵勺兓?guī)律，通過心率變化與瞳孔面積變化相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)特長隧道出口段駕駛?cè)诵睦碡摵奢^大，行車安全影響最大。陳孟柯等[14]對高速公路隧道內(nèi)部照明分段、半開敞棚洞出口段及隧道內(nèi)部視線不良路段等方面的視覺特性開展研究。He等[15]在研究了2種照明環(huán)境的高速公路隧道中駕駛?cè)说难蹌犹匦?，通過分析駕駛?cè)俗⒁朁c的位置及持續(xù)時間的變化，提出在入口處使用開放式遮陽板的建議。方松等[16]則通過采集駕駛?cè)诵熊囘^程中的瞳孔直徑、掃視時間以及注視點分布數(shù)據(jù)研究了城市隧道中駕駛?cè)艘曈X特性。

基于高速公路隧道中駕駛?cè)艘曈X特性在以上指標的變化規(guī)律及相關結(jié)論，評價隧道不同區(qū)段內(nèi)的行車環(huán)境對行車安全的影響。周智文等[17]基于主成分分析法建立了視覺穩(wěn)定性評價模型，研究了不同隧道群路段的視覺穩(wěn)定性，尤其關注了入口段與出口段的相關指標。Liu等[18]采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡模擬了高速公路長隧道入口段的注視持續(xù)時間、注視次數(shù)、掃視幅度等，發(fā)現(xiàn)隨著車輛靠近隧道入口，注視持續(xù)時間逐漸增加，而注視次數(shù)和掃視幅度下降。杜志剛等[19]對隧道進出口50 m范圍駕駛?cè)说耐鬃兓M行了研究，分析了該指標對行車安全的影響。除了高速公路隧道之外交通樞紐[20]、水下隧道[21]、短隧道[22]等場景也可以通過研究視覺特性評價交通運行環(huán)境，對誘導系統(tǒng)、景觀裝飾[23]、照明設施等提出相關的改善建議。

以上研究在不同的環(huán)境中從不同角度研究了高速公路隧道內(nèi)駕駛?cè)说难蹌犹匦?，主要表現(xiàn)出注視行為主要集中在入口段，掃視行為主要集中在出口段，洞外掃視幅度大于洞內(nèi)掃視幅度，在特長隧道中駕駛?cè)说钠骄⒁晻r間更長，注視區(qū)域在垂直方向上趨于集中，掃視的幅度更小。隧道內(nèi)行車安全的研究主要集中在出入口段，由于出入口環(huán)境亮度突變，入口段出現(xiàn)“黑洞”效應，出口段出現(xiàn)“白洞”效應，駕駛?cè)艘曈X震蕩持續(xù)時間長，瞳孔直徑變化大。

以往研究主要針對單條隧道出入口段駕駛?cè)说囊曈X特征規(guī)律，而對連續(xù)隧道群這種行車環(huán)境研究較少?；蛘唠m然實驗環(huán)境為連續(xù)隧道，但研究是以單個隧道的特征為基礎開展的，缺少對不同隧道間的差異進行對比分析?；谝陨峡紤]，本研究采取實地試驗的方法，通過采集駕駛?cè)搜蹌訑?shù)據(jù)，分析連續(xù)隧道群路段駕駛?cè)艘曈X特性，為改善連續(xù)隧道群的行車安全性提供新的思路。

1 實驗方案

1.1 實驗路段

選取位于蘇高速S38常合高速K163～K165路段的茅山隧道群為實驗路段，該隧道為雙洞單向分離式隧道，分為東、西2段，全線按雙向6車道設計，單洞3車道。該道路普通路段設計速度120 km/h，隧道內(nèi)限制速度80 km/h。挑選非節(jié)假日，車流為自由流狀態(tài)下進行實驗，經(jīng)調(diào)查單向交通量一般不大于350 veh/(h·ln)。該實驗路段位于茅山服務區(qū)與天王收費站之間，實驗路線為從茅山服務區(qū)出發(fā)，經(jīng)過茅山隧道群（西行東隧道-西行西隧道）、天王收費站調(diào)頭，再次經(jīng)過茅山隧道（東行西隧道-東行東隧道）、返回茅山服務區(qū)，即完成1次實驗，每次實驗時長約為20 min?？紤]到茅山隧道群距離實驗起點較近（小于1 km），為了獲取更真實的實驗數(shù)據(jù)，本實驗采集駕駛?cè)嗽跂|行方向隧道群的眼動數(shù)據(jù)，實驗路段的區(qū)段劃分見圖1。

圖1 實驗路段劃分示意圖Fig.1 Division of tunnel group sections

1.2 實驗設備

實驗中利用Tobii Glass2眼動儀采集駕駛?cè)说淖⒁?、掃視及瞳孔直徑等相關數(shù)據(jù)，采用I-VT算法對注視點進行提取。眼動儀設備由鏡架、鏡架上方的傳感器、校準片及具有無線傳輸功能的數(shù)據(jù)記錄模塊組成（見圖2），配戴方便，對駕駛?cè)藷o干擾，具有定位駕駛?cè)送孜恢?、實時記錄眼動行為、采集駕駛?cè)说难蹌訑?shù)據(jù)等功能，采樣頻率60 Hz，可智能填補短時數(shù)據(jù)丟失的空白，確保實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量。

圖2 眼動儀設備圖Fig.2 Tobii Glass2

利用ErgoLAB人機環(huán)境同步系統(tǒng)對試驗錄像每個畫面和每一時段進行分析，獲取駕駛?cè)嗽谠囼灺范苇h(huán)境下注視各個區(qū)域、目標的平均時間、次數(shù)等指標，具體見表1。

表1 眼動儀輸出數(shù)據(jù)指標Tab.1 Output data index of eye-moving instrument

1.3 實驗人員及步驟

本次實驗從在校研究生、學校教職工里共選取20名實驗駕駛?cè)?，其中男性駕駛?cè)?2名，女性駕駛?cè)?名，實驗駕駛?cè)四挲g分布在22～45歲中間，平均年齡為25歲。實驗駕駛?cè)司钟?年以上的C1駕駛證，駕齡在3～5年的有10人，5～10年的有6人。所有實驗駕駛?cè)顺C正視力1.0以上，且身體健康狀況符合我國交通法律法規(guī)要求。實驗駕駛?cè)藢嶒炃?4 h內(nèi)未出現(xiàn)身體不適情況，也沒有飲酒、服用藥物、喝刺激性飲料等行為?？紤]到實驗實施的條件限制，所有實驗人員均為單次實驗，未進行重復實驗。

實驗開始前檢查眼動儀等實驗設備是否正常，避免實驗過程中出現(xiàn)故障影響進程。將Tobii眼動儀與電腦連接好，對實驗人員進行視力校準，確保各項參數(shù)能有效采集。讓每名實驗駕駛?cè)诉M行預實驗，即熟悉實驗路線和測試儀器。開始正式實驗時，駕駛?cè)税凑照ｉ_車習慣進行駕駛。記錄人員密切關注眼動儀記錄平臺的數(shù)據(jù)采集情況，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)卡頓、丟失等現(xiàn)象，及時提醒并調(diào)整實驗設備，確保仿真實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量。實驗結(jié)束后整理、保存好每位實驗駕駛?cè)说膶嶒灁?shù)據(jù)。圖3為實驗流程圖判。

圖3 實驗流程圖Fig.3 Experiment flow chart

2 數(shù)據(jù)采集及分析

利用ErgoLAB人機環(huán)境同步系統(tǒng)對試驗錄像每個畫面和每個時段進行分析，采集實驗駕駛?cè)说难蹌有袨閿?shù)據(jù)和心電信號數(shù)據(jù)，分析界面見圖4。

圖4 眼動儀分析界面Fig.4 Analysis interface of eye tracker

剔除空白數(shù)據(jù)持續(xù)時間大于75 ms、注視持續(xù)時間小于50 ms等失效數(shù)據(jù)以保證有效數(shù)據(jù)質(zhì)量。采用線性插值的方法對采集空白持續(xù)時間低于75 ms的實驗數(shù)據(jù)進行補償，采用滑動均值濾波和滑動均方根濾波2種方法對眼動數(shù)據(jù)進行降噪。

2.1 注視行為

2.1.1 視野角度

一般情況下，普通駕駛?cè)嗽谒椒较蛞暰€所能覆蓋的范圍可達210°，舒適視域為120°；在垂直方向視野角度可達30°，舒適視域為15°[24]。本研究對實驗數(shù)據(jù)進行采集，得到水平視野角度、垂直視野角度分別見圖5和圖6。

圖5 水平方向駕駛?cè)艘曇敖嵌菷ig.5 Driver's visual angle in the horizontal direction

圖6 垂直方向駕駛?cè)艘曇敖嵌菷ig.6 Driver's visual angle in the vertical direction

駕駛?cè)似骄揭曇敖嵌确秶鸀?4.75～86.34°，其中隧道接近段、第1條隧道、隧道群開敞段、第2條隧道、駛離段各區(qū)段水平視野角度均值分別為62.29°、48.72°、51.54°、47.08°、61.42°。駕駛?cè)似骄怪币曇敖嵌确秶鸀?.95～9.27°，其中隧道接近段、第一條隧道、隧道群開敞段、第二條隧道、駛離段個區(qū)段垂直水平視野角度均值分別為5.60°，2.95°，3.87°，3.18°，6.27°。

駕駛?cè)嗽谒淼廊簝?nèi)水平、垂直視野角度較非隧道群路段明顯縮小。水平方向駕駛?cè)艘曇敖嵌仍诘?條隧道較隧道接近段縮小了21.79%，開敞段較隧道接近段縮小了17.26%，第2條隧道較隧道接近段縮小了24.42%；垂直方向駕駛?cè)艘曇敖嵌仍诘?條隧道較隧道接近段縮小了47.32%，開敞段較隧道接近段縮小了30.89%，第2條隧道較隧道接近段縮小了43.21%。

車輛在隧道群的運行中，水平方向與垂直方向的視野角度均表現(xiàn)為2條隧道內(nèi)的視野角度比較接近，且角度最小，但在水平方向上第1條隧道的視野角度均值高于第2條隧道，而在垂直方向上則相反。開敞段的視野角度均略高于隧道內(nèi)的視野角度，且明顯小于接近段與駛離段，說明在敞開段雖然亮度較高，但駕駛?cè)说囊曈X依然難以恢復到正常行駛路段的視覺角度，但考慮到本文研究對象僅考慮了227 m的敞開段，在具備相關實驗條件的情況下，可以針對不同長度敞開段開展分析。

2.1.2 注視區(qū)域

考慮駕駛?cè)怂揭曇敖嵌染挡淮笥?0°（范圍取-35°～+35°），規(guī)定從駕駛?cè)苏曊虚g位置水平左 右±15°為 中 部 區(qū) 域；15°～35°為 右 側(cè) 區(qū)域；-35°～-15°為左側(cè)區(qū)域；小于-35°或大于+35°為超出區(qū)域，水平注視區(qū)域劃分見圖7。

圖7 水平注視區(qū)域劃分Fig.7 Horizontal fixation area division

駕駛?cè)舜怪币曇敖嵌染挡淮笥?0°（范圍取-5°～+5°），規(guī)定從駕駛?cè)苏暻胺轿恢么怪鄙舷隆?°為前方區(qū)域，小于-5°為下方區(qū)域，大于+5°為上方區(qū)域，垂直注視區(qū)域劃分見圖8。

圖8 垂直注視區(qū)域劃分Fig.8 Vertical fixation area division

采集每位駕駛?cè)俗⒁朁c的樣本，計算不同實驗路段每個樣本在水平方向各區(qū)域所占的百分比并匯總?cè)∑淦骄?，見圖9。駕駛?cè)巳剃P注中部區(qū)域比例最高，其次是右側(cè)，在隧道接近段關注中部區(qū)域最高（94.08%），在隧道開敞段關注中部地區(qū)最低（76.09%）。

圖9 注視次數(shù)在水平區(qū)域的百分比Fig.9 The percentage of fixation times in the horizontal area

在隧道接近段關注中部區(qū)域最高說明駕駛?cè)私?jīng)過長時間普通路段行駛后，在即將進入隧道路段會更關注正前方隧道內(nèi)部的情況。在開敞段駕駛?cè)藢蓚?cè)注視的比例最高，其原因可能是在隧道內(nèi)長時間在低光照環(huán)境下關注中部區(qū)域?qū)е掠醚燮?，同時立刻又要進入下1條隧道，因此從第1個隧道駛出后，駕駛?cè)藭⒖剃P注兩側(cè)車道線及后方信息。而在駛離段中，雖然駕駛?cè)艘步?jīng)歷了長時間的隧道內(nèi)行駛，但由于白洞效應，駕駛?cè)艘廊粫P注中部區(qū)域。對比2條隧道注視次數(shù)的集中程度可以發(fā)現(xiàn)，第2條隧道在水平方向上注視中部的比例比第1條隧道的更接近駛離段，說明在第2段隧道中，駕駛?cè)讼鄬Φ?條隧道更適應于隧道環(huán)境，在第1條隧道中駕駛員由于剛進入隧道路段，更關注隧道兩側(cè)的后視鏡等信息。

對垂直方向各區(qū)域所占百分比匯總計算見圖10，駕駛?cè)藢嶒灺范侮P注前方區(qū)域最多，各區(qū)域間注視比例接近，均高于75%；在開敞段和第2條隧道路段，駕駛?cè)岁P注前方的比例最高，達90%以上，說明經(jīng)過第1條隧道的駕駛后，在隨后的開敞段和第2條隧道內(nèi)，駕駛?cè)藢ο路降孛鏄司€以及上方的隧道頂部限高等信息有了充分的了解，因此更多關注前方區(qū)域。而在第1條隧道中，由于從普通路段剛進入隧道路段，駕駛?cè)诵枰m應隧道內(nèi)的封閉空間以及低光照環(huán)境，因此會更關注隧道頂部的限高以及下方地面標線等信息。

圖10 注視次數(shù)在垂直區(qū)域的百分比Fig.10 The percentage of fixation times in the vertical area

2.2 掃視比例

由于各區(qū)段長度不同，通行時間不同，采集駕駛?cè)搜蹌犹匦缘臉颖静煌?，為減少其他因素導致的差異性，將平均掃視時間的定義為掃視總時間與掃視總次數(shù)的比率。在未受到外界干擾情況下，平均掃視時間的變化可以反映駕駛環(huán)境復雜程度的變化，平均掃視時間越長，駕駛環(huán)境的復雜程度越高，行駛過程中面臨的風險也越大，見表2。

表2 隧道群各區(qū)段駕駛?cè)藪咭曁匦员鞹ab.2 Scanning characteristics of drivers in each section of tunnel group

在整個實驗路段內(nèi)，駕駛?cè)嗽隈傠x段掃視次數(shù)、平均掃視時間、掃視比例最高，與單條隧道的視覺特性基本一致。對比2條隧道的掃視特性發(fā)現(xiàn)，第2條隧道較第1條隧道平均掃視時間縮短47.75%，掃視比例下降0.31%，說明在第1條隧道中，對于駕駛?cè)藖碚f隧道環(huán)境的復雜程度更高，面臨的風險更大，而在第2條隧道中，由于對隧道環(huán)境更熟悉，因此平均掃視時間以及掃視比例都相應減小。

2.3 瞳孔直徑

駕駛?cè)嗽谒淼莱鋈肟诙蔚耐字睆阶兓饕闪炼纫?，為適應外界環(huán)境切換而做出的不自主生理反應，也可表征不同程度的視覺負荷。因此，駕駛?cè)说耐字睆阶兓軌蚍治鲴{駛?cè)顺鋈胨淼罆r的“黑白洞效應”。駕駛?cè)嗽趯嶒炈淼廊旱钠骄字睆阶兓姳?。

表3 隧道群各區(qū)段駕駛?cè)送字睆奖鞹ab.3 Pupil diameter of drivers in each section of tunnel group

隧道內(nèi)平均瞳孔直徑均大于隧道接近段、開敞段和駛離段，第1條隧道、第2條隧道平均瞳孔直徑分別比隧道接近段大35.29%，25.4%，比開敞段分別大17.4%，8.82%，比駛離段分別大14.48%，6.11%。由于隧道內(nèi)路況復雜、隧道內(nèi)行車環(huán)境亮度相對較低，對駕駛?cè)说耐状碳ぽ^大，該結(jié)果與單條隧道的瞳孔直徑變化結(jié)論一致[14]。對比2條隧道的瞳孔直徑發(fā)現(xiàn)，第1條隧道的平均瞳孔直徑比第2條隧道瞳孔直徑大7.89%，說明在第1條隧道的行駛過程中視覺負荷最大。

3 駕駛?cè)艘曈X特性分析

3.1 隧道內(nèi)區(qū)段劃分

高速公路隧道內(nèi)外照度差異較大，隧道內(nèi)部照明條件對駕駛?cè)说囊曊J性與行車安全密切相關。對茅山隧道群入口段、中間段、出口段長度進行劃分[25]，得到各區(qū)段長度見表4。

表4 茅山隧道群區(qū)段劃分表Tab.4 Section division of maoshan tunnel group

3.2 視覺穩(wěn)定性分析

掃視速度是用來表征駕駛?cè)嗽谛熊囘^程中眼球轉(zhuǎn)動快慢的參數(shù)，可反映駕駛?cè)艘曈X穩(wěn)定性，常定義為駕駛?cè)藪咭暤慕嵌扰c掃視持續(xù)時間的之比，（°）/s。駕駛?cè)藪咭曀俣仍娇?，駕駛環(huán)境的復雜程度越高，視覺穩(wěn)定性越差。通過計算整理駕駛?cè)送ㄟ^隧道群路段過程中的平均掃視速度見表5。

表5 隧道內(nèi)各區(qū)段駕駛?cè)藪咭曀俣萒ab.5 Scanning speed of drivers in each section of the tunnel

2條隧道出口段掃視速度最快，分別為215.7（°）/s，176.6（°）/s，由于隧道出口段交通環(huán)境、光照條件均發(fā)生突變，駕駛?cè)诵璨粩噢D(zhuǎn)移注視點以獲取信息，在行車過程中視覺穩(wěn)定性最差。第1條隧道出口段連接開敞段，光照條件產(chǎn)生突變，兩側(cè)交通標志等設施較多。第2條隧道出口段路面標線由實變虛，駕駛?cè)擞凶儞Q車道的需求，因此需要不斷掃視來確認安全距離、安全車距等，因此視覺穩(wěn)定性較差。2條隧道群入口段掃視速度也比較高，由于駕駛?cè)藙傔M入隧道視覺產(chǎn)生“黑洞”效應，需要通過不斷左右掃視以習慣環(huán)境、尋求速度感知、距離感知、空間感知等，重塑隧道內(nèi)視覺參照系。駕駛?cè)诵旭偟剿淼乐虚g段已適應內(nèi)部側(cè)向凈寬等交通環(huán)境的變化，因此隧道群中間段掃視速度最低，視覺穩(wěn)定性最好。

對于相同的隧道區(qū)段，第1條隧道內(nèi)的掃視速度均高于第2條隧道，入口段高7.24%，中間段高20.30%，出口段高22.14%，由于第1條隧道長度相比第2條隧道要長，行車環(huán)境較為壓抑，駕駛?cè)艘曈X穩(wěn)定性較差，而行駛到第2條隧道時駕駛?cè)艘严鄬m應隧道內(nèi)部的交通環(huán)境，所以第2條隧道平均掃視速度明顯降低，行車過程視覺穩(wěn)定性較好。

3.3 視覺負荷分析

由于每個駕駛?cè)说耐字睆健⒚娣e都存在差異，直接對瞳孔面積進行比較誤差較大。瞳孔面積變化率是用來表征駕駛?cè)嗽谛熊囘^程中眼球震蕩頻率的參數(shù)，可反映駕駛?cè)诵睦碡摵傻淖兓潭?，能夠為客觀反映駕駛?cè)艘曈X特性，其計算見式（1）。瞳孔面積變化率越高，瞳孔放縮越頻繁，視覺負荷越大。通過計算整理駕駛?cè)送ㄟ^隧道群路段過程中的平均瞳孔面積見表6。

表6 隧道內(nèi)各區(qū)段駕駛?cè)送酌娣e變化率Tab.6 Change rate of pupil area of drivers in each section of tunnel

式中：P為瞳孔面積變化率，%；ΔS為前后2個時刻瞳孔面積差值，mm2；S'為前1個時刻瞳孔面積，mm2。

2條隧道入口段平均瞳孔面積變化率較高，第1條和第2條隧道入口段分別為44.81%和34.5%，由于隧道入口段光照條件突變，因此不管是第1條隧道還是第2條隧道，駕駛?cè)艘曈X負荷均較大。中間段瞳孔面積變化率最低，由于隧道中間段交通流量、隧道照明亮度較為穩(wěn)定，駕駛?cè)诵熊囈曈X負荷較小。在瞳孔面積變化率上，第1條隧道入口段平均值與方差大于第2條隧道入口段（平均值高29.88%，方差高100%），是由于在第2條隧道駕駛?cè)艘严鄬^為適應黑洞效應，所以平均瞳孔面積變化相對較小。2條隧道在中間段與出口段的瞳孔面積變化率的平均值與方差相對比較接近，說明經(jīng)過隧道入口段的行駛后，在中間段與出口段駕駛?cè)藢?條隧道的感受比較接近，雖然在第2條隧道依然表現(xiàn)出視覺負荷更大。此外，第2條隧道入口段與第1條隧道出口段的瞳孔面積變化率各項指標值比較接近，由于開敞段距離較短，駕駛?cè)嗽隈傠x第1條隧道時對進入第2條隧道具有一定的心理準備，因此第1條隧道出口的白洞效應與第2條隧道入口的黑洞效應對駕駛?cè)说耐酌娣e變化影響程度較為接近。

3.4 改善建議

結(jié)合駕駛?cè)艘曈X特性分析結(jié)果，對公路隧道群的運營安全提出相關改善建議。雖然駕駛?cè)艘曈X特性數(shù)據(jù)是在實驗路段內(nèi)完成的，但對于其他公路隧道群的交通安全設施設計與改善具有重要的參考價值。

隧道群入口段駕駛?cè)送酌娣e變化程度較高，視覺負荷較大，建議通過更新增設照明燈具、設置遮光棚等設施，降低隧道內(nèi)外環(huán)境亮度差，改善駕駛?cè)怂淼佬熊嚒昂诙葱?，尤其需要重點關注第1條隧道的入口段，從普通路段進入隧道路段的過程對駕駛?cè)说耐状碳ぷ畲?。根?jù)實驗分析結(jié)果，第1條隧道出口段與第2條隧道入口段對駕駛?cè)说囊曈X影響程度比較接近，因此在隧道群的照明設計中，可以將二者進行統(tǒng)籌考慮。

對于第1條隧道與第2條隧道，出口段駕駛?cè)藪咭曀俣染鶠樽羁?，視覺穩(wěn)定性差，對于第1條隧道的出口段，建議簡化出口段交通標志內(nèi)容設置，減少信息量，降低駕駛?cè)颂崛⌒畔⒌碾y度。對于第2條隧道出口段，延長地面標線實線長度，抑制駕駛?cè)顺鲇凇疤右荨毙睦矶龀龅募铀?、變道等行為，待駕駛?cè)送耆m應“白洞效應”后才允許變道。

隧道群中間段駕駛?cè)似骄鶔咭曀俣认鄬^低，但2條隧道之間存在顯著性差異，因此建議優(yōu)先改善第1條隧道中間段的視覺誘導系統(tǒng)，采用多頻參照系結(jié)合的方法，如設置貓眼道釘、多頻率組合逆反射標線等設施，改善駕駛?cè)说目臻g狹窄感、安全感較弱的情況。

4 結(jié)束語

本文通過實車實驗，從駕駛?cè)搜蹌犹匦赃@一角度出發(fā)研究高速公路隧道群中行車安全問題。得出以下結(jié)論。

1）駕駛?cè)嗽诟咚俟匪淼廊翰煌淼缆范蔚囊曈X特性之間存在一定共性。駕駛?cè)嗽?條隧道中，水平視野角度、垂直視野角度均明顯縮小，形成視覺隧道效應，注視區(qū)域集中在中部和前方。隧道群駛離段掃視比例最高，隧道內(nèi)掃視比例最低；隧道出口段掃視速度最快，其次為入口段，隧道中間段掃視速度最低。因此，隧道群中間段視覺穩(wěn)定性最好，隧道群出口段視覺穩(wěn)定性最差。駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)瞳孔直徑均大于隧道群其他路段；隧道入口段瞳孔面積變化率最大，其次是隧道出口段，隧道中間段瞳孔面積變化率最小。因此，隧道中間段視覺負荷最低，隧道入口視覺負荷最高。

2）駕駛?cè)嗽谒淼廊褐行旭傔^程中，在2條隧道以及開敞段具有不同的視覺特性。第1條隧道在水平方向上的視野角度均值高于第2條隧道，而在垂直方向上則相反。開敞段的視野角度均略高于隧道內(nèi)的視野角度，且明顯小于接近段與駛離段。在注視區(qū)域方面，在開敞段駕駛?cè)藢蓚?cè)注視的比例最高，第2條隧道在水平方向上注視中部的比例比第1條隧道的更接近駛離段，第1條隧道對兩側(cè)的注視比例更高。在開敞段和第2條隧道路段，駕駛?cè)岁P注前方的比例最高，而第1條隧道關注上方與下方的比例最高。在掃視特性方面，第2條隧道的平均掃視時間、掃視比例以及掃視速度均比第1條隧道相應減小。在瞳孔直徑及面積變化率方面，第1條隧道的平均瞳孔直徑大于第2條隧道，第1條隧道入口段的瞳孔面積變化率平均值與方差遠大于第2條隧道入口段，但在中間段與出口段駕駛?cè)藢?條隧道的感受比較接近。同時，第2條隧道入口段與第1條隧道出口段的瞳孔面積變化率各項指標值比較接近。總的來說，在高速公路隧道群行駛過程中，通行第2條隧道時駕駛?cè)艘堰m應隧道內(nèi)行車環(huán)境，掃視速度、瞳孔面積變化率相比第1條隧道均有所下降，視覺穩(wěn)定性提高，視覺負荷降低，而且第2條隧道的入口段在部分指標上與第1條隧道的出口段具有一定延續(xù)性。

3）結(jié)合高速公路單條隧道的視覺特性以及本文重點研究的隧道群視覺特性，對于高速公路隧道群路段建議減少交通標志量，延長第2條隧道出口段地面標線實線長度，待駕駛?cè)送耆m應“白洞效應”后才允許變道。建議增設照明燈具、設置遮光棚等設施，減少隧道內(nèi)外環(huán)境亮度差，緩解“黑洞”效應，需要將第1條隧道的出口段與第2條隧道入口段的照明系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)設計。建議設置逆反射標線等誘導設施改善第1條隧道中間段，緩解駕駛?cè)丝臻g狹窄感、安全感較弱的情況。

高速公路隧道群行車視覺特性具有不同的特點，筆者以茅山隧道群為實驗對象開展研究，通過實地試驗獲取駕駛?cè)说难蹌訑?shù)據(jù)并進行分析，所得結(jié)論能適用于與茅山隧道群類似的高速公路連續(xù)隧道群，對該類隧道群的交安設施設計、運營管理安全等具有重要意義。在未來研究中，可以與其他類型隧道群（如3條及3條以上連續(xù)隧道路段）的實驗結(jié)果進行對比分析，研究不同實驗路段視覺特性的影響異同。此外，由于實地試驗本身開展難度大，存在實驗人員樣本量較少等問題，導致駕駛?cè)艘曈X特性分析存在一定偏差，后續(xù)可針對不同性別、年齡、職業(yè)、駕齡等的駕駛?cè)诉M行視覺特性深度分析。