基于駕駛員行為的高速公路隧道安全策略研究

傅潔

摘 要：本文以隧道路段駕駛員生理及心理變化特性為研究課題，在隧道路段環境特點和隧道事故特征以及駕駛員視覺特性研究的基礎上，分析了在短隧道段、中長隧道段、長隧道路段的駕駛員眼動規律，針對存在的相關問題，提出了自己的安全措施及建議，希望可以有效地減少隧道事故的發生，確保隧道內的行車安全。

關鍵詞：隧道;視覺特性;眼動儀;行車安全

0 引言

我國在改革開放后大力發展高速公路隧道建設，現已成為世界上隧道最多、最復雜、建設發展最快的國家。但是，高速公路隧道進出口是形成事故黑點的主要路段，隧道進出口處的事故率是隧道內事故率的2～3倍，遠遠高于一般路段。因此研究分析不同隧道路段駕駛員視覺和心理的變化規律，采取有效措施改善我國隧道進出口的安全狀況，減少隧道事故發生。

1 國內外研究進展

關于隧道路段駕駛員心生理變化規律和交通安全關系的研究，近年來國內外取得了一定的成果，2012年，瑞典的 Katja Kircher 和 Christer Ahlstrom 基于駕駛模擬器研究了隧道設計因素對駕駛行為的影響，研究表明隧道墻壁顏色和照明會對駕駛行為產生一定的影響，淺色的隧道墻壁顏色比強的照明更能使駕駛員的注意力集中。2005年，同濟大學的潘曉東課題組利用眼動儀等設備研究了隧道路段駕駛員的眼動特性。

本文以目前國內外隧道研究文獻為基礎，通過分析高速公路隧道進出口的環境特征、駕駛員生理和心理特性以及隧道進出口交通事故時間分布、空間分布、事故形態和原因等特征，明確目前高速公路隧道的安全現狀以及引起隧道交通事故的主要因素。

2 研究目的和意義

本文通過分析發現，隧道內平均瞳孔直徑大于非隧道段，且在隧道進、出口段，瞳孔直徑會明顯增大和急劇減小，長隧道路段的眨眼持續時間和次數遠多于中長隧道和短隧道，短隧道路段的注視點呈現時間最大，三種路段的進出口都會出現眼跳幅度的增大。針對駕駛員視覺相關變化規律，本文在系統分析后，提出了改善隧道路面、改善隧道內通風和洞內景觀，加強駕駛員安全教育等措施，期待將來隧道設計水平的不斷提高，安全措施的踏實執行，能夠有效地減少隧道路段交通事故的發生，使高速公路更加快速、便捷、安全。

3 隧道駕駛員生理特征分析

3.1 平均瞳孔直徑分析

對不同長度隧道路段駕駛員的瞳孔直徑變化可分析出：隧道進口段的照度變化急劇，使得駕駛員的平均瞳孔直徑變大，駕駛員的視覺負荷增加;隧道內部行駛過程中，平均瞳孔直徑初期仍在增大，然后漸漸較為平穩，整體上不再有明顯的增大或減小;隧道出口段，駕駛員平均瞳孔直徑迅速變小，逐漸恢復到正常值。不同長度隧道路段，駕駛員的平均瞳孔直徑在出入口段的變化程度不同，長隧道出入口段的瞳孔直徑突變較大，中長隧道居中，而對于短隧道路段，駕駛員的瞳孔直徑在出口前已降到較低的值。

3.2 眨眼持續時間分析

眨眼時間是指駕駛員行車過程中眼睛每眨動一次所需的時間。通過比較三種不同長度隧道駕駛員的眨眼持續時間變化可分析出：短隧道內的眨眼持續時間最少，長隧道內眨眼持續時間最多，中長隧道介于兩者之間。對于隧道路段，駕駛員的眨眼持續時間隨著隧道長度的增長而增多，即短隧道內駕駛員的眨眼時間顯著少于中長隧道和長隧道。

3.3 注視點呈現時間分析

查閱資料對比三種不同長度隧道駕駛員的注視點呈現時間變化可看出，駕駛員的注視點呈現時間存在不同程度的差異。短隧道注視點呈現時間最大，平均注視次數最少，中長隧道居中，長隧道注視點呈現時間最小，平均注視次數最多。對于隧道路段，隨著隧道長度的增加，駕駛員的注視點呈現時間逐漸減少而平均注視次數逐漸增多。

3.4 眼跳幅度分析

根據分析三種不同長度隧道駕駛員的眼跳幅度變化可以看出：由于隧道進口段和出口段存在黑洞效應和白洞效應，光線明暗度變化較大，危險狀況較多，駕駛員視覺上不能馬上適應，心理上也會產生一定程度的恐懼感，需要注視更多方面來獲取大量信息，并且需要對信息進一步的判斷、加工處理和做出相應的反應，因此駕駛員在隧道進口段和出口段的眼跳幅度變化較大，變化的頻率較高;進入隧道內行駛后，駕駛員漸漸適應了隧道內亮度、溫度等周圍環境，需要注視的信息變少，在視覺上和心理上會稍許放松，因此隧道內駕駛員眼跳幅度變化相對較小，變化頻率較低。在隧道內行駛中，駕駛員注視到先前沒有掌握的信息或突發緊急狀況（如需要剎車降速），駕駛員眼跳幅度和頻率會突然變大，所以隧道內部也存在駕駛員眼跳幅度發生突變的可能。隧道長度不同，適應時間和獲取的信息量也有差異，因此不同隧道路段駕駛員眼跳幅度和變化頻率也不相同，隧道長度越長，進出隧道時駕駛員眼跳幅度變化越大。

4 安全策略及建議

基于本文的研究分析和查閱的相關資料，本章提出以下安全對策和建議。

4.1 隧道路面改善

在隧道出入口，采用鮮艷色彩的防滑路面，提高道路的防滑性能，防止車輛由瀝青路面駛入水泥路面時因附著系數的變化，駕駛員本能采取制動措施而出現的側滑、追尾等惡性交通事故。

4.2 通風系統改善

隧道通風系統的合理設計，是保持隧道內部空氣質量和安全行駛的關鍵之一。針對長大隧道的通風系統可在隧道頂部間隔一定的距離，采用垂直向上的豎形桶狀排氣管，既可以將隧道內部的空氣抽出隧道內，又能將隧道外新鮮的空氣輸入到隧道內部。

4.3 照明設施改善

高亮度的照明也會提高路面的能見度，防止隧道內部由于道路路面污染導致能見度降低。為保障照明的持續性，應增設五臺大功率柴油發電機組作為備用電源。主要用于在供電部門高壓線路檢修、夏季用電緊張電力部門拉閘限電情況下，通過啟用自備發電機進行應急供電，從而有效減少因“黑洞”、“白洞”效應造成車輛追尾事故及二次事故的發生概率，進一步確保隧道內行車安全。

5 結論

本文選擇了不同長度的隧道路段作為主要的研究對象，對比分析的方法研究了不同長度隧道和隧道內部駕駛員的平均瞳孔直徑，眨眼持續時間，注視點呈現時間和眼跳幅度的變化規律，系統分析了不同隧道路段對駕駛員視覺的影響規律，并對隧道安全問題提出了一些參考建議。

主要研究結論如下：

（1）由于隧道進出口路段明暗反應變化快，駕駛員心理緊張，注意力高度集中，長時間的注視使駕駛員瞳孔直徑在隧道進出口段發生較大變化，在隧道進口路段迅速增大，在出口路段迅速減小，隧道內平均瞳孔直徑大于正常路段。

（2）對于隧道路段，駕駛員的眨眼持續時間隨著隧道長度的增長而增多，短隧道內的眨眼持續時間最少，長隧道內眨眼持續時間最多。短隧道路段的環境、照度等的突變比較大，所以眨眼持續時間都較少;隨著這種突變的程度逐漸減弱，駕駛員緊張的生理和心理情況得到緩解，所以眨眼持續時間逐漸增多。

（3）不同長度隧道，駕駛員注視點呈現時間存在差異。短隧道注視點呈現時間最大，平均注視次數最少，中長隧道居中，長隧道注視點呈現時間最小，平均注視次數最多，隨著隧道長度的增加，駕駛員的注視點呈現時間逐漸減少而平均注視次數逐漸增多。

（4）隧道長度越長，隧道進口段和出口段駕駛員眼跳幅度變化越大，需要注視掌握的信息量也越多，隧道內部路段駕駛員眼跳幅度變化容易受到時間和突發情況的影響。

參考文獻：

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