高速公路隧道群交通安全改善理論及方法研究框架

杜志剛 倪玉丹 梅家林 陳逸飛 尹香港

(武漢理工大交通學院 武漢 430063)

0 引 言

截至2019年底，我國共有公路隧道19 067座，總里程1 896.66萬m，隧道建設逐漸向山區(qū)延伸，在我國西部多山地區(qū)公路隧道數(shù)量逐漸積累，隧道群特征也愈加凸顯，在浙江、貴州、重慶、江西等地均形成了較大規(guī)模的隧道群，其中最為出名的秦嶺隧道群是世界規(guī)模最大的公路隧道群，由136座隧道組成[1].公路隧道作為交通中的半封閉路段，交通事故多發(fā)，事故現(xiàn)場也極難處置，往往造成隧道路段交通中斷及群死群傷現(xiàn)象.公路隧道群單體隧道數(shù)量多，相鄰隧道間距近，在交通安全、照明設置及災害救援方面相互有較強影響.我國公路隧道群光環(huán)境主要問題如下.

1)公路隧道群光環(huán)境連續(xù)、交替、劇烈變化，容易誘發(fā)視疲勞及超速行為 交通光環(huán)境是由交通中自然光源、人造光源及主動、被動發(fā)光的標識、指示及景觀耦合營造的動態(tài)系統(tǒng)環(huán)境[2].公路隧道光環(huán)境特征：隧道外照度高、視覺空間廣闊，景觀豐富；公路隧道中部照度低、對比度低、環(huán)境單調(diào).當車輛駛入隧道時，駕駛人通常會在駛入隧道入口時減速，以適應昏暗的光線條件(“黑洞”)，進入隧道后，駕駛人將減速到低于空曠道路的速度，而出洞駕駛人會加速駛離，較大的速度波動會對交通安全產(chǎn)生影響.隧道群光環(huán)境的頻繁、交替地劇烈過渡，容易產(chǎn)生節(jié)律性視疲勞，致使駕駛人對速度、距離、方向及位置發(fā)生較大誤判，容易誘發(fā)超速行為及追尾撞洞門、側壁的交通事故.

2)公路隧道群照明中低照度運營普遍存在，照明節(jié)能與交通安全矛盾突出 公路隧道內(nèi)照明設計是影響隧道安全的主要因素之一.我國公路隧道照明標準依據(jù)為駕駛人在停車視距范圍內(nèi)能有效視認行駛車道中心障礙物(20 cm×20 cm×20 cm)，對于交通量較小的中西部公路隧道相對保守，照明能耗過大.2013年全國公路隧道電力系統(tǒng)能耗294億度電，僅秦嶺終南山特長公路隧道每月照明費用即接近200萬元.中西部不少公路隧道白天開燈率不高于40%，造成照明設備的重大浪費.對于隧道群而言，JTG/T D70/2-01—2014《公路隧道照明設計細則》[3]規(guī)定：“兩座隧道間行駛時間按設計速度計算小于15 s，且通過前一座隧道的行駛時間大于30 s時，后續(xù)隧道入口段亮度應進行折減，折減系數(shù)為20%～50%”.我國公路隧道群照明運營“高配低用”現(xiàn)象普遍存在，即開燈率較低，低照度運營，遠低于行業(yè)規(guī)范值，犧牲了交通安全.

3)公路隧道群具備一定韻律，可利用駕駛人韻律偏好來調(diào)控隧道群光環(huán)境 韻律有幾種典型類型：連續(xù)韻律、交錯韻律、漸變韻律、起伏韻律[4].借助韻律，既可加強整體的統(tǒng)一性，又可以求得豐富多彩的變化.韻律美廣泛體現(xiàn)于建筑、音樂、舞蹈、自然、道路(橋梁)景觀中.人類對韻律信息具有天生的偏好，自然界余音繞梁的音樂，婀娜多姿的舞蹈，波濤起伏的大海，波瀾壯闊的山脈，都具有一定韻律感，提升環(huán)境美感，讓人愉悅興奮，有效緩解疲勞.同時日本一些音樂公路則通過振動音符標線，從振動效果與視覺方面來控制駕駛人車速.公路隧道群由多個單體公路隧道組成，本身具有一定連續(xù)重復性、交錯性，有利于構造韻律性視覺信息.

文中從預防交通事故的角度出發(fā)，利用駕駛人對韻律性信息的偏好及公路隧道群本身的韻律性，提出構建公路隧道群韻律型視覺參照系的思路，來實現(xiàn)公路隧道群交通安全與照明節(jié)能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一.

1 公路隧道群交通安全研究現(xiàn)狀

1.1 事故分布規(guī)律

在2006—2008年期間，新加坡中央高速公路隧道中追尾事件約占所有交通事故的70%[5].Amundsen等[6]發(fā)現(xiàn)，在隧道入口處的事故率較高，而隨著駕駛人繼續(xù)駛入隧道內(nèi)部，事故率降低.張生瑞等[7]以京珠高速公路隧道群為例進行了隧道群交通事故統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)隧道群路段事故的主要發(fā)生區(qū)域為隧道出入口位置，同時在隧道間的連接段也是事故高發(fā)區(qū).胡順峰[8]以云南某公路隧道群為調(diào)查對象，分析了隧道群交通事故的時空特性，研究指出該路段交通事故多發(fā)生在多雨季，且以一天中的清晨、黃昏及陽光明媚的正午時分為事故高峰期，主要是由于隧道光線不良影響駕駛人行車視線.另外事故形態(tài)以追尾碰撞、撞擊側壁為主，占事故總數(shù)的75%以上，賴金星等[9]的研究結論與之吻合.張國輝等[10]分析了隧道群不同區(qū)段的事故分布特性，發(fā)現(xiàn)隧道群后段的事故數(shù)明顯高于前段，而單體隧道中交通事故主要集中于隧道中后段.戴優(yōu)華等[11]對隧道交通事故時間、事故地點分布規(guī)律、事故類型及事故車型進行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)一般隧道入口事故率最高，而特長隧道則出口段最高，隧道事故形態(tài)主要為追尾、刮擦和撞擊側壁，涉事車輛主要為大貨車，其次為小客車.

1.2 安全影響因素

1)駕駛人因素 Shao[12]從人因、路面狀況、交通安全設施、交通與自然狀況等方面綜合分析了隧道群事故影響因素.Yan等[13]研究了高速公路隧道群中駕駛人感知特性與交通安全之間的關系，發(fā)現(xiàn)駕駛人年齡、駕駛經(jīng)驗及駕駛時間均會影響駕駛人的速度感知，且駕駛時間影響程度最大.Martens等[14]指出在進入隧道時，駕駛人難以感知到前面的車輛或障礙物，往往導致追尾事故增加，并建議增加隧道入口段的對比度.慕慧等[15]定量分析了瞳孔面積變化速度與道路安全之間的關系，然后基于隧道出入口的視覺適應性得出了安全駕駛臨界速度的結論.閻瑩等[16]構建駕駛人瞳孔面積最大差值與隧道連接段長度之間的曲線模型，提出了改善隧道群路段環(huán)境光照度的推薦值.閆彬等[17]研究發(fā)現(xiàn)駕駛人的速度估計特性與高速公路隧道群駕駛人的年齡、駕齡以及連續(xù)行車時間具有較強的相關性，駕齡、連續(xù)行車時間對駕駛人的深視力準確性有顯著影響.趙煒華等[18]研究指出，在隧道群出、入口段受間隔距離較小的影響，駕駛人視覺特征變化趨勢與單一長隧道入口差異明顯.

2)車的因素 車輛的制動性、操作性、車型等均會對駕駛人操作指令的響應速度產(chǎn)生影響，從而影響隧道行車安全性.周忠業(yè)等[19]研究了隧道群車輛的行車特性，指出車速是導致隧道群交通事故的重要因素，并通對各路段車速的統(tǒng)計分析，研究了隧道群各段的安全性，研究指出大隧道與小隧道危險性最高之處分別為入口處與出口處，且小車危險性高于大型車.趙躍峰等[20]通過實車試驗研究了隧道群路段車輛的速度特性，發(fā)現(xiàn)車輛.陳云等[21]研究了不同車型對公路隧道入口駕駛人視覺特性及行車安全的影響，研究結果表明大型車駕駛人瞳孔面積變化比小型車駕駛人更快，但變化幅度更小，所需的對隧道環(huán)境的適應距離更長，行車安全性更低.

3)道路與環(huán)境因素 隧道群路段與一般公路隧道光環(huán)境的主要差別在于光環(huán)境變化的循環(huán)往復，駕駛人需要適應頻繁變化的光環(huán)境.英國的DMRB中指出隧道視覺環(huán)境的劇烈變化是隧道洞口事故率高的重要原因[22].SWOV中總結了影響隧道交通安全的因素：隧道壁的接近程度、有限的視距、隧道內(nèi)或附近匝道以及照明特性、封閉的結構，即“隧道壁和隧道頂板的存在”可能會引起駕駛人的焦慮[23].Lemke[24]指出，在隧道口附近事故率比隧道內(nèi)更高可能是因為“視覺環(huán)境突然變化”.Nussbaumer[25]指出隧道交通事故的主要致因是駕駛人在隧道內(nèi)部放松警惕以及錯誤的駕駛行為，如隧道入口處無法與前車保持安全距離或錯誤判斷隧道設計、線形走向等.Katja等[26-27]實驗表明，黑暗的隧道壁導致駕駛人注意力水平更低，淺色的側墻更為安全.杜志剛等[28-32]試驗表明不少高速公路隧道入口樣本存在視覺瞬時盲期，公路隧道中部速度低估接近30%.王文勇[33]研究發(fā)現(xiàn)隧道群交通安全受到季節(jié)變化的影響.胡順峰提出碰撞是隧道群交通事故的主要形態(tài)，明暗快速交替轉(zhuǎn)換和車輛運行速度過快是事故多發(fā)的主要致因.李林超[34]對隧道群事故特性與單一隧道事故特性進行了對比分析發(fā)現(xiàn)，隧道群事故規(guī)律與相鄰隧道連接段的長度有關，且當連接段長度大于500 m時隧道群事故分布規(guī)律與單一隧道基本一致.

1.3 事故防治措施

1)隧道照明技術 在公路隧道節(jié)能照明的研究中，當前瑞士等國家的公路隧道以逆光照明技術[35]為主，即從被照射物體的背面進行照明，從而提高目標的背景亮度，使之更容易辨認.近年來，由于LED隧道燈具有高光效、長壽命、易配光、智能調(diào)控等優(yōu)點，LED燈改善隧道照明的研究和應用也逐步增多.Adrian[36]指出，通過20°視場范圍內(nèi)的平均亮度能夠滿足駕駛人視覺適應過程的隧道進口基本亮度要求，并提出了等效光幕亮度計算方法.Rands[37]研究指出，隧道照明的原則是確保在任何時間和光照條件下，駕駛人在正常路段上均能夠以相同的速度安全、舒適的通過隧道.Zeng等[38]提出利用LED燈具的隧道智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)隧道照明的節(jié)能.Hirakawa等[39]考慮汽車前車燈的作用，研究了對稱照明及順光照明中目標物可見度的變化情況.吳林峰[40]探討了山區(qū)高速公路隧道群的照明系統(tǒng)集約化、智能化控制，以此為駕駛人營造舒適的視覺環(huán)境，減少光污染.李成等[41]通過分析毗鄰隧道的照明特點，設計了隧道群照明控制方案，以此消除隧道間的明暗適應，從而保障行車安全、提高運營水平.翁季等[42]通過模型實驗和實際隧道照明實驗對高速公路隧道智慧照明進行了研究.

2)遮光設施 隧道遮光設施是一項可有效緩解隧道內(nèi)外光線劇烈過渡的設施.韓凱旋等[43]指出在隧道群相鄰洞口之間設置遮光棚可降低洞口照明亮度，實現(xiàn)隧道照明節(jié)能，同時緩解隧道洞口明暗交替對駕駛人的沖擊.閻瑩等[44]研究了隧道群光照環(huán)境對駕駛人視覺特性的影響，推薦當隧道群連接段間距小于50 m時可設置遮光棚緩解隧道出口光環(huán)境過渡，提高駕駛人的視覺適應水平.陶鵬鵬等[45]通過仿真試驗研究了不同構造形式遮光棚的遮光效果，研究指出30度反削竹式遮光棚的遮光效果最好.杜志剛等[46]指出長大隧道入口應設置遮光棚，并于多頻逆反射系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)隧道內(nèi)外視覺參照系的緩和過渡.

3)護欄防護 沈艾中[47]指出車輛撞擊側壁是造成隧道內(nèi)人員傷亡的重要原因，因此需要在隧道內(nèi)設置防護性護欄和防撞設施，用于緩沖車輛的撞擊后果，減輕事故嚴重程度.賈寧[48]提出了一種高度漸變護欄，并通過仿真試驗分析了該護欄的安全性，結果表明該護欄有利于防止車輛直接撞擊隧道側壁和檢修道.邰永剛等[49]指出普通護欄防護等級過低，無法滿足長大下坡隧道入口的安全防護需求，設計了一種高度及剛度逐級過渡的剛性護欄，可實現(xiàn)隧道內(nèi)外的合理過渡.周海宇[50]研究表明受小半徑彎道隧道入口光環(huán)境變化的影響，駕駛人通常會在隧道洞口處出行較大的車道偏移，因此隧道入口應設置隨路面寬度漸變的隧道護欄，且應過渡指隧道檢修道邊緣，直至與隧道側壁相連.

4)視線誘導技術 JTG D81—2017《公路交通安全設施設計規(guī)范》[51]中指出：視線誘導設施屬于主動引導設施，對提高夜間的行車安全水平有重要作用.視線誘導系統(tǒng)主要通過逆反射技術、蓄能自發(fā)光技術實現(xiàn).逆反射技術主要通過逆反射材料增加障礙物的局部亮度及對比度，從而提升障礙物的視認性.蓄能自發(fā)光技術主要通過蓄能自反光材料，以吸光—儲光—自發(fā)光的形式工作，在一定時間內(nèi)持續(xù)發(fā)光.常見具有視線誘導功能的設施包括隧道輪廓帶(含隧道反光環(huán)、隧道反光條)、隧道腰帶線、輪廓標、線形誘導標、突起路標、警示柱、防撞桶、立面標記.

王少飛等[52]研究指出，在高速公路隧道群路段發(fā)生突發(fā)事件時，根據(jù)距離事件發(fā)生點的位置，由遠及近依次發(fā)布提示信息、建議信息、強制信息和緊急信息，以確保駕駛人行車安全.倪娜[53]研究中通過對隧道密集段的交通環(huán)境和交通事故的分析，提出基于參考系特性建立隧道出入口的高頻、中頻及低頻參照系.潘曉東等[54]研究表明：在長隧道側墻設置10～20 m間距矩形圖案可增加速度感.文獻[23]根據(jù)隧道交通事故致因分析公路隧道駕駛人安全需求，表明在隧道路段視線誘導系統(tǒng)能有效調(diào)控駕駛人視錯覺.文龍等[55]結合實際工程研究公路隧道緊急停車帶區(qū)域視線誘導設施的設置現(xiàn)狀，提出公路隧道緊急停車帶區(qū)的視線誘導設施優(yōu)化方法.

1.4 安全評價方法

隧道群交通安全評價可為隧道安全優(yōu)化提供理論基礎與改善方向，目前隧道群安全評價方法主要集中在利用數(shù)學模型對隧道群安全影響因素進行綜合評價.張生瑞等[56]分析了隧道群路段不同位置運行速度的變化規(guī)律，建立了車輛運行速度與采集點位置的函數(shù)關系.方守恩等[57]建立了隧道群路段結構物長度和幾何線形對車輛速率差以及心率增長率的影響關系模型，提出了基于速率差和心率增長率的隧道群路段安全評價方法.周娜[58]從駕駛人、交通流特性、隧道群環(huán)境、交通設施等方面構建了隧道群交通運行環(huán)境評價體系.國威等[59]則采用數(shù)學模型，從隧道群交通安全主要影響因素方面入手構建了基于相對差異函數(shù)的高速公路隧道群交通安全評價模型，通過對隧道群進行交通安全評價分級，為隧道群安全改善措施的設置提供依據(jù).

2 現(xiàn)有研究存在的問題及發(fā)展趨勢

1)公路隧道群對駕駛人視疲勞節(jié)律影響缺少定量評價 駕駛人在公路隧道群的行車過程中需要交替、頻繁的明暗適應，更容易誘發(fā)駕駛疲勞及視覺障礙.但是目前隧道群光環(huán)境的交替循環(huán)突變與駕駛人節(jié)律性的視疲勞之間缺少定量研究，也導致相應的公路隧道群光環(huán)境改善、視線誘導設施的設計缺少理論依據(jù).

2)公路隧道群光環(huán)境評價體系缺少交通安全分析 國內(nèi)外對公路隧道駕駛人眼動行為實驗研究的結果表明，一般情況下低照度的隧道較容易發(fā)生車速低估、車距高估，進而誘發(fā)超速行為及追尾事故.同時，文獻[3]中的評價以照度、亮度、均勻度，以及停車視距范圍最小障礙物(20 cm×20 cm×20 cm)的辨識等指標為主，缺乏對交通事故原因(疲勞駕駛、超速駕駛)超速及事故形態(tài)(追尾及撞側墻)的關聯(lián)性分析，也缺乏對空間路權、人因及駕駛任務等因素的考慮，未能建立基于交通安全的隧道群光環(huán)境評價體系.

3)公路隧道群普通改善措施實際改善效果有限 我國現(xiàn)有公路隧道照明規(guī)范能耗高，交通量較小的中西部隧道難以承擔.因此，不少隧道長期低照度運營，隧道群中的短、中隧道往往降低了照明水平，導致駕駛環(huán)境舒適性進一步降低，誘發(fā)更多的不良駕駛行為及交通事故.普通的改善方法如LED光源照明、逆光照明、智能照明設備以及遮光設施等投入高，維護成本大，實際普及度不高，照明節(jié)能與交通安全矛盾突出；而護欄防護屬于被動安全措施，效率低下，無法降低事故的發(fā)生概率.

4)公路隧道群光環(huán)境低成本視線誘導優(yōu)化方法缺乏理論支撐 現(xiàn)有低成本視線誘導系統(tǒng)(如隧道輪廓帶方案)往往會大幅降低公路隧道照度及亮度，遠低于現(xiàn)行標準，也亟需新的理論支撐.同時視線誘導系統(tǒng)對于降低現(xiàn)有公路隧道營運照明水平的幅度，隧道輪廓帶設置位置、間距、大小等的優(yōu)化，及其與其余的視線誘導設施(輪廓標、突起路標、立面標記、線形誘導標等)協(xié)同作用等方面均缺乏系統(tǒng)性研究.

3 隧道群交通安全改善研究框架

現(xiàn)有研究表明，公路隧道群交通事故主要是由于不良駕駛行為導致的，如車距保持不當、超速、誤判線形等，而駕駛人的駕駛行為與隧道光環(huán)境密切相關.隧道照明與遮光設施的設置可以一定程度上提升隧道群光環(huán)境質(zhì)量，但實際應用情況有待提高，隧道“高配低用”現(xiàn)象嚴重，通常以犧牲安全達到節(jié)能的目的，而護欄防護出于被動地位，無法主動預防事故的發(fā)生.視線誘導技術是一項可兼顧節(jié)能與安全誘導的提升光環(huán)境質(zhì)量的技術，但其設置缺乏理論依據(jù)與設置標準，因此文中在分析隧道交通安全相關資料的基礎上，考慮隧道群天然韻律感與駕駛人節(jié)律性疲勞之間的聯(lián)系，提出隧道群交通安全改善研究理論框架，旨在優(yōu)化隧道群視線誘導技術，提升隧道群行車安全性，見圖1.

圖1 隧道群交通安全改善研究框架

4 隧道群交通安全改善研究關鍵內(nèi)容

1)公路隧道群光環(huán)境與駕駛人節(jié)律性視疲勞相關性研究 節(jié)律性視疲勞指反復出現(xiàn)的視覺疲勞，包括反應時間顯著變慢，視認準確率顯著下降等，隧道群路段行車里程長，光環(huán)境變化頻繁，易導致駕駛人產(chǎn)生節(jié)律性疲勞，從而導致駕駛人感知判斷能力減弱，反應遲緩，無法及時規(guī)避危險而發(fā)生交通事故，且主要發(fā)生在隧道群后段.為緩解隧道群路段光環(huán)境循環(huán)劇烈變動對駕駛人疲勞狀態(tài)的影響，傳統(tǒng)上都是將單體隧道分段，利用照明設施、遮光設施等來改善隧道群的光環(huán)境，重點考量對象為隧道群路段各單體隧道光環(huán)境狀態(tài)是否合理，而對駕駛人本身對韻律性信息的偏好特性及視覺疲勞狀態(tài)具有節(jié)律性的特點考慮不足，也沒有將多個隧道作為整體考慮.隧道群天然具有連續(xù)重復的韻律感，因此可利用隧道群的韻律特性，研究隧道群光環(huán)境與駕駛人節(jié)律性疲勞之間的相關性，從而為隧道群光環(huán)境的改善提供理論基礎.

2)多層次公路隧道群視覺參照系重構理論 根據(jù)馬斯洛需求層次理論，人的需求分為生理、安全、愛/歸屬、尊重、自我實現(xiàn)等.駕駛需求從下到上有功能性、安全性、舒適性、美觀性等不同需求，呈遞進關系；對應的光環(huán)境是基本型、安全型、舒適型、韻律型視覺參照系，見圖2.對現(xiàn)狀公路隧道群照明系統(tǒng)布燈特征及運營狀態(tài)、隧道連接段光照特征及交通安全進行分析，針對現(xiàn)有交通狀況及照明運營狀況下公路隧道群路段視覺需求，提出光環(huán)境構建思路：公路隧道群路段應設置韻律型視覺參照系，在不同單體隧道進出口緩和劇烈的視覺參照系過渡(增加安全性)，隧道中部加強弱視覺參照系(增加安全性和舒適性)，相鄰隧道連接段設置韻律型信息(增加局部韻律性)，全路段設置韻律型信息系統(tǒng)(增加整體韻律性)，同時利用視線誘導系統(tǒng)予以實現(xiàn).

圖2 駕駛人視覺需求、視覺參照系及評價體系

3)公路隧道群交通安全評估體系 對于每種需求，特別是安全性、舒適性、美觀性，借鑒交通事故特性提出行車安全評價指標，借鑒行車平順性及駕駛疲勞方面研究提出行車舒適性指標，借鑒音樂、舞蹈韻律感共性，提出韻律性評價指標，見圖2及表1.

表1 公路隧道群光環(huán)境評價指標體系

4)基于事故預防的公路隧道群視線誘導系統(tǒng)設置方法 單體隧道而言事故主要發(fā)生在出入口路段，隧道群路段的連接段同樣為事故高發(fā)區(qū)，因此重點對公路隧道洞口及隧道連接段進行詳細分析.根據(jù)文獻[3]中隧道分段原則，并考慮長大隧道及隧道群駕駛人節(jié)律性視疲勞特性，將隧道按圖3分為多個區(qū)段.

圖3 公路隧道分段示意

隧道入口附近駕駛人需要適應隧道內(nèi)外緩解的劇烈變化，明確隧道輪廓與洞門位置，同時合理控制車距與行車速度，主要需要滿足駕駛人的速度感、距離感及方向感，因此可以通過多道頻率信息組合技術與逆反射技術結合，構建隧道入口安全型視覺參照系.隧道中部環(huán)境昏暗，視覺參照作用薄弱，容易使駕駛人放松警惕，產(chǎn)生駕駛疲勞，且隧道群包含多座隧道，駕駛人對于位置感的缺失也容易引發(fā)不安全感，誘使駕駛人加速駛離隧道區(qū)域，誘發(fā)超速行為.研究表明適當設置隧道興奮點，提高隧道群刺激作用，有助于駕駛人的審美感受，忽略隧道光環(huán)境的負面影響.因此隧道中間段應通過多頻率、多尺度、多色彩的視線誘導技術，豐富隧道行車環(huán)境，提升行車舒適感.隧道出口與隧道連接段可采用洞內(nèi)視線誘導設施與洞外多尺度警示柱組合，緩和單體隧道出口光環(huán)境劇烈過渡現(xiàn)象，實現(xiàn)相鄰隧道連接段光環(huán)境富有節(jié)奏感和韻律感的設計目標，調(diào)節(jié)視疲勞節(jié)律，具體改善措施見表2，部分區(qū)域設計方法示意圖見圖4.

表2 公路隧道群分段及視線誘導設施設置初步方案

圖4 隧道群視線誘導系統(tǒng)設置示意圖

5 結 語

1)高速公路隧道群交通事故主要發(fā)生在在隧道群后段，特別是隧道入口區(qū)域；主要環(huán)境誘因是隧道洞口光環(huán)境的循環(huán)往復，駕駛人需要多次歷經(jīng)“黑洞”“白洞”的轉(zhuǎn)換，易導致駕駛人產(chǎn)生節(jié)律性疲勞.而隧道群天然具有連續(xù)重復的韻律特性，駕駛人具備韻律性偏好，因可考慮將其應用于優(yōu)化隧道群光環(huán)境，提升隧道群行車安全性.

2)現(xiàn)有改善措施如隧道照明、遮光棚、護欄防護等應用效率不高.隧道群路段照明成本高，通常開燈率較低，犧牲安全達到節(jié)能的目的；遮光棚應用少，針對性不足；隧道護欄為被動防護，難以降低隧道事故發(fā)生概率.視線誘導技術可兼顧節(jié)能與安全誘導，但其設置缺乏理論依據(jù)，設置方法較為混亂.

3)考慮隧道群天然韻律感與駕駛人節(jié)律性疲勞之間的相關性，提出隧道群交通安全改善研究理論框架：構建隧道群安全型、舒適型、韻律型視線誘導系統(tǒng)，滿足隧道群不同路段(連接段、識別段、接近段、入口段、過渡段、中間段、出口段、駛離段)的差異化需求，為隧道群交通安全改善提供了新的思路.

4)以構建公路隧道群韻律型視覺參照系為目標，提出了隧道群視線誘導系統(tǒng)設置方法：利用逆反射、蓄能發(fā)光、LED發(fā)光顯示技術，將多頻率、多尺度、多色彩視覺誘導信息組合，緩和單體隧道出入口區(qū)域視覺參照系的劇烈過渡；強化隧道中部弱視覺參照系；提供連續(xù)重復、漸變、起伏、交錯信息，提升隧道連接段、隧道中部舒適性、韻律性，下一步將通過仿真試驗驗證隧道群整體方案對駕駛人安全感知的改善程度.