公路隧道出入口遮陽棚對駕駛人明暗適應能力的影響

趙郁

（唐山市交通運輸綜合行政執法支隊公路工程質量執法大隊，河北 唐山 063000）

隧道是道路上的特殊路段。隧道外部和內部的光照亮度有顯著差異。駕駛人在駕駛車輛駛入和駛出隧道時會產生“黑洞”和“白洞”效應，在車速較快的情況下，上述效應極易導致駕駛人視覺功能的降低，由此引發的反應時間的不足，從而誘發交通事故[1-3]。

為了改善隧道內外部的亮度差異，降低光照強度劇變對駕駛人所造成的視覺沖擊，延長駕駛人的視覺調整時間，通常采取一定的減光措施降低隧道洞口附近區域的光照亮度，緩和隧道洞口內外的亮度差異，實現明暗環境的順利過渡，改善行車環境，保障行車安全[4]。遮陽棚是最常采用的減光設置，從數據分析的角度定量說明遮陽棚對駕駛人明暗適應能力的影響。

一、試驗方案

選擇兩段包含有隧道的公路路段作為試驗路段。兩個試驗路段上的隧道長度、寬度、內部照明條件基本一致，主要差異在于一個路段上的隧道出入口處設置有遮陽棚，另一個路段上的隧道出入口處未設置遮陽棚。試驗路段應至少包含隧道入口前和出口后1km的正常路段，以保證能完整采集到駕駛人的明暗適應過程。

選擇8名經驗豐富的駕駛人作為測試對象，駕駛同一輛汽車在兩個試驗路段上行駛。行駛過程中，利用眼鏡式眼動儀記錄駕駛人的眼動數據，獲得其瞳孔直徑。

根據眼動數據的質量篩選試驗樣本，最終獲得8個隧道出入口有遮陽棚的試驗樣本和6個隧道出入口無遮陽棚的試驗樣本。

中華人民共和國行業標準《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999）明確給出了隧道照明段的亮度與長度圖。在對試驗數據進行處理時，應按照該標準以行駛長度數據為基準對使用隧道的整個過程進行路段劃分，如圖1所示。

圖1 隧道使用過程中各照明段亮度與長度圖

對比分析有無遮陽棚時，使用臨近段和入口段數據進行隧道入口處分析；使用出口段數據進行隧道出口處分析。

二、有無遮陽棚條件的對比分析

（一）評價指標選擇

有遮陽棚的隧道對駕駛人的視覺沖擊應該比沒有遮陽棚的對駕駛人的視覺沖擊要小。這主要體現在駕駛人駛入隧道和駛出隧道時對光照強度變化的適應性上。為了表征這一點，考慮利用駕駛人眼動數據中的瞳孔直徑、注視、掃視、眨眼等基本指標來分析[5，6]。

通過對實際數據的分析，發現駕駛人瞳孔直徑的變化在有遮陽棚和無遮陽棚條件下的差異最為顯著，如圖2所示。

圖2 隧道出入口有無遮陽棚條件下的駕駛人瞳孔直徑變化

由圖2可知，有無遮陽棚條件下，駕駛人瞳孔直徑的變化率和所需的明暗適應時間有顯著差異。因此，選擇駕駛人瞳孔直徑的變化率和駕駛人所需的明暗適應時間作為評價遮陽棚對駕駛人明暗適應改善情況的指標。

其中，駕駛人瞳孔直徑變化率是指進入或離開隧道時，駕駛人瞳孔直徑的平均變化速度；駕駛人明暗適應時間是指進入或離開隧道時，駕駛人瞳孔開度適應亮度改變所需要的時間。

（二）駛入隧道時

駛入隧道時，有無遮陽棚條件下的駕駛人的暗適應時間及瞳孔直徑變化率（此時為上升速度）如圖3所示。

圖3 隧道入口有無遮陽棚時的駕駛人明暗適應能力

有遮陽棚的隧道入口，駕駛人的暗適應較快。有遮陽棚時，平均暗適應時間為16.84s，平均瞳孔直徑上升速度為0.13mm/s；無遮陽棚時，平均暗適應時間為20.28s，平均瞳孔直徑上升速度為0.12mm/s。平均明暗適應時間和瞳孔直徑變化率的數值說明，有遮陽棚的隧道入口駕駛人駛入隧道平均明暗適應時間較短，上升速度較快，遮陽棚起到了促進駕駛人明暗適應過程的良好作用。

（三）駛出隧道時

駛出隧道時，有無遮陽棚條件下的駕駛人的暗適應時間及瞳孔直徑變化率（此時為下降速度）如圖4所示。

圖4 隧道出口有無遮陽棚時的駕駛人明暗適應能力

有遮陽棚的隧道入口，駕駛人的暗適應速度較快，視覺調整時間稍有優勢。有遮陽棚時，平均明適應時間為13.17s，平均瞳孔直徑下降速度為-0.19mm/s；無遮陽棚時，平均明適應時間為14.72s，平均瞳孔直徑上升速度為-0.16mm/s。從整體上來看，有遮陽棚的隧道出口，駕駛人駛出隧道平均明暗適應時間較短，下降速度較快，遮陽棚起到了促進駕駛人明暗適應過程的良好作用。

統計研究表明，人眼的視覺適應特征，暗適應比明適應反應過程更復雜，所需要的反應時間更長。由此應該得出，駛入隧道的適應時間應該大于駛出隧道的適應時間，且隧道入口處的遮陽棚效用要大于隧道出口處的遮陽棚效用。試驗所得結果與理論研究結論匹配，駛出隧道的明適應時間（有無遮陽棚條件下）均小于駛入隧道時的暗適應時間，驗證了駕駛人明適應比暗適應要快。

三、結語

在有遮陽棚的條件下，駕駛人進出隧道時的明暗適應時間短，瞳孔直徑變化速率高；而在無遮陽棚的條件下，駕駛人進出隧道時的明暗時間長，瞳孔直徑變化速度小。因此，在隧道出入口設置遮光棚能改善駕駛人的明暗適應，保障行車安全。