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(huán)境特點(diǎn)和隧道事故特征以及駕駛員視覺特性研究的基礎(chǔ)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(dòng)規(guī)律，針對存在的相關(guān)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(fā)生，確保隧道內(nèi)的行車安全。

關(guān)鍵詞：隧道;視覺特性;眼動(dòng)儀;行車安全

0 引言

我國在改革開放后大力發(fā)展高速公路隧道建設(shè)，現(xiàn)已成為世界上隧道最多、最復(fù)雜、建設(shè)發(fā)展最快的國家。但是，高速公路隧道進(jìn)出口是形成事故黑點(diǎn)的主要路段，隧道進(jìn)出口處的事故率是隧道內(nèi)事故率的2～3倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(guī)律，采取有效措施改善我國隧道進(jìn)出口的安全狀況，減少隧道事故發(fā)生。

1 國內(nèi)外研究進(jìn)展

關(guān)于隧道路段駕駛員心生理變化規(guī)律和交通安全關(guān)系的研究，近年來國內(nèi)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(shè)計(jì)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(chǎn)生一定的影響，淺色的隧道墻壁顏色比強(qiáng)的照明更能使駕駛員的注意力集中。2005年，同濟(jì)大學(xué)的潘曉東課題組利用眼動(dòng)儀等設(shè)備研究了隧道路段駕駛員的眼動(dòng)特性。

本文以目前國內(nèi)外隧道研究文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，通過分析高速公路隧道進(jìn)出口的環(huán)境特征、駕駛員生理和心理特性以及隧道進(jìn)出口交通事故時(shí)間分布、空間分布、事故形態(tài)和原因等特征，明確目前高速公路隧道的安全現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，隧道內(nèi)平均瞳孔直徑大于非隧道段，且在隧道進(jìn)、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(xù)時(shí)間和次數(shù)遠(yuǎn)多于中長隧道和短隧道，短隧道路段的注視點(diǎn)呈現(xiàn)時(shí)間最大，三種路段的進(jìn)出口都會出現(xiàn)眼跳幅度的增大。針對駕駛員視覺相關(guān)變化規(guī)律，本文在系統(tǒng)分析后，提出了改善隧道路面、改善隧道內(nèi)通風(fēng)和洞內(nèi)景觀，加強(qiáng)駕駛員安全教育等措施，期待將來隧道設(shè)計(jì)水平的不斷提高，安全措施的踏實(shí)執(zhí)行，能夠有效地減少隧道路段交通事故的發(fā)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(jìn)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(fù)荷增加;隧道內(nèi)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(wěn)，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(fù)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(xù)時(shí)間分析

眨眼時(shí)間是指駕駛員行車過程中眼睛每眨動(dòng)一次所需的時(shí)間。通過比較三種不同長度隧道駕駛員的眨眼持續(xù)時(shí)間變化可分析出：短隧道內(nèi)的眨眼持續(xù)時(shí)間最少，長隧道內(nèi)眨眼持續(xù)時(shí)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(xù)時(shí)間隨著隧道長度的增長而增多，即短隧道內(nèi)駕駛員的眨眼時(shí)間顯著少于中長隧道和長隧道。

3.3 注視點(diǎn)呈現(xiàn)時(shí)間分析

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

3.4 眼跳幅度分析

根據(jù)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(jìn)口段和出口段存在黑洞效應(yīng)和白洞效應(yīng)，光線明暗度變化較大，危險(xiǎn)狀況較多，駕駛員視覺上不能馬上適應(yīng)，心理上也會產(chǎn)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(jìn)一步的判斷、加工處理和做出相應(yīng)的反應(yīng)，因此駕駛員在隧道進(jìn)口段和出口段的眼跳幅度變化較大，變化的頻率較高;進(jìn)入隧道內(nèi)行駛后，駕駛員漸漸適應(yīng)了隧道內(nèi)亮度、溫度等周圍環(huán)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(nèi)駕駛員眼跳幅度變化相對較小，變化頻率較低。在隧道內(nèi)行駛中，駕駛員注視到先前沒有掌握的信息或突發(fā)緊急狀況（如需要?jiǎng)x車降速），駕駛員眼跳幅度和頻率會突然變大，所以隧道內(nèi)部也存在駕駛員眼跳幅度發(fā)生突變的可能。隧道長度不同，適應(yīng)時(shí)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(jìn)出隧道時(shí)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(guān)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?cè)胨嗦访鏁r(shí)因附著系數(shù)的變化，駕駛員本能采取制動(dòng)措施而出現(xiàn)的側(cè)滑、追尾等惡性交通事故。

4.2 通風(fēng)系統(tǒng)改善

隧道通風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，是保持隧道內(nèi)部空氣質(zhì)量和安全行駛的關(guān)鍵之一。針對長大隧道的通風(fēng)系統(tǒng)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(nèi)部的空氣抽出隧道內(nèi)，又能將隧道外新鮮的空氣輸入到隧道內(nèi)部。

4.3 照明設(shè)施改善

高亮度的照明也會提高路面的能見度，防止隧道內(nèi)部由于道路路面污染導(dǎo)致能見度降低。為保障照明的持續(xù)性，應(yīng)增設(shè)五臺大功率柴油發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)進(jìn)行應(yīng)急供電，從而有效減少因“黑洞”、“白洞”效應(yīng)造成車輛追尾事故及二次事故的發(fā)生概率，進(jìn)一步確保隧道內(nèi)行車安全。

5 結(jié)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(nèi)部駕駛員的平均瞳孔直徑，眨眼持續(xù)時(shí)間，注視點(diǎn)呈現(xiàn)時(shí)間和眼跳幅度的變化規(guī)律，系統(tǒng)分析了不同隧道路段對駕駛員視覺的影響規(guī)律，并對隧道安全問題提出了一些參考建議。

主要研究結(jié)論如下：

（1）由于隧道進(jìn)出口路段明暗反應(yīng)變化快，駕駛員心理緊張，注意力高度集中，長時(shí)間的注視使駕駛員瞳孔直徑在隧道進(jìn)出口段發(fā)生較大變化，在隧道進(jìn)口路段迅速增大，在出口路段迅速減小，隧道內(nèi)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(xù)時(shí)間隨著隧道長度的增長而增多，短隧道內(nèi)的眨眼持續(xù)時(shí)間最少，長隧道內(nèi)眨眼持續(xù)時(shí)間最多。短隧道路段的環(huán)境、照度等的突變比較大，所以眨眼持續(xù)時(shí)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(xù)時(shí)間逐漸增多。

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

（4）隧道長度越長，隧道進(jìn)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(nèi)部路段駕駛員眼跳幅度變化容易受到時(shí)間和突發(fā)情況的影響。

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