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目前,公路隧道已成为我国山岭重丘区公路的重要组成部分。随着山区高速公路隧道的增多和长大化,隧道的交通安全形势越来越严峻,照明节能和照明安全的矛盾越显突出。隧道事故多发的一个主要原因是隧道洞口过大的光环境差异形成“黑洞效应”,影响到驾驶员对前方车辆或障碍物的视认、驾驶安全性和稳定性。传统的隧道出入口段明-暗视认光环境设置对驾驶员的感受仅停留在定性层面,光环境设置理论尚处于驾驶员对路面亮度需求及静态视觉认知理论研究阶段,隧道光环境评价方法和技术尚缺乏客观、安全、节能系统化和标准化的研究。我国现行规范中对白天隧道入口段和夜间出口段光环境评价指标和标准较为单一,且缺乏对现代照明光源发展技术客观、科学的规定,往往不能满足驾驶员的驾驶期望,降低了隧道的安全服务水平。 为了降低隧道运行安全风险,实现自然和谐的人因工程交互环境,本论文在对隧道实地调研的基础上,结合光源特性系统分析白天隧道入口段和夜间出口段“黑洞效应”形成的过程及“黑洞效应”产生时驾驶员的不良视认特性和生心理特性;对驾驶员隧道信息认知及驾驶视认形成的相关基础理论进行了分析;从安全视认的角度研究了白天隧道入口段和夜间出口段光环境特性与驾驶行为的互动关系;提出了基于明-暗视认需求的白天隧道入口段和夜间出口段光环境评价方法,结合隧道出入口段明-暗视认光环境特性需求确定了亮度折减系数及亮度差关键技术评价指标;通过静、动态视认试验分析了驾驶员在不同光环境下明-暗视认需求并对可视光源进行优化排序;研究了人、车、路和光环境协同中驾驶员对期望的隧道明-暗光环境反应特性和驾驶行为,包括视认特性规律、瞳孔面积变化规律及运行速度变化规律;采用驾驶员驾驶过程中对目标物的视认距离作为光环境安全视认评价依据,基于入口段亮度折减系数、视认距离与运行速度的相关关系,应用MATLAB等数学分析软件建立了不同运行速度下视认距离与亮度折减系数定量逻辑关系模型,最终得到白天隧道入口段和夜间出口段不同光环境、不同设计速度下满足驾驶员明-暗视认需求的光源差异评价指标及安全阈值。研究方法和结论可为实际高速公路隧道光环境设置、监控及运行管理提供技术参考。