城市水下隧道作为城市交通的重要通道,可以有效缓解城市区域间交通压力、优化城市交通网络。与公路隧道不同,城市水下隧道功能特殊、交通量大,除隧道主线出口外,还设置多个出口匝道进行交通疏解。相较于地面道路出口匝道,城市水下隧道出口匝道空间封闭,驾驶人视线受到侧壁的严重影响,无法预判匝道线路走向,驾驶人在驶离主线过程中需要更多的注意力关注线形变化以及交通信息,存在更大的驾驶负荷和心理压力。相较于普通地下通道出口匝道,城市水下隧道出口匝道纵坡更深、坡长更短、半径更小,安全驾驶难度更大。但目前针对出口匝道的研究主要集中路面道路出口匝道线形设计方面,对于隧道诱导系统的研究相对较少,导致诱导设施设置不合理,缺乏理论支撑。因此,本文首先探究了城市水下隧道出口匝道诱导系统对驾驶人行为的影响,总结了目前诱导系统存在的问题,然后从信息需求的角度出发,提出了基于驾驶任务的隧道出口匝道诱导系统优化方法,最后通过室内仿真实验对优化方法进行了验证。首先,以武汉长江公铁隧道为例,基于实车实验数据对驾驶人在隧道出口匝道的眼动特性及驾驶行为特性进行分析,总结出隧道出口匝道诱导系统存在的问题。在隧道主线段,导向信息设置间距不合理,驾驶人视觉需求增大,心理紧张,两次变道间隔时间短,减速行为发生过早;在过渡段,驾驶人难以获取有效的视觉诱导信息,对车辆的控制难度加大,速度变化速率较快;在匝道段,视线诱导设施设置不科学,诱导性较差,驾驶人对诱导信息的获取难度较大,存在紧张情绪,导致匝道内部超速现象普遍,驾驶安全性与舒适性差。然后,为改善现状诱导系统设置不合理的问题,以满足驾驶人的信息需求为目的,提出了基于驾驶任务理论的城市水下隧道出口匝道诱导系统优化方法,由路径诱导系统和视线诱导系统两部分组成。路径诱导系统按照驾驶任务顺序设置,分为预告点、行动点、告知点和确认点,并提出了各点位诱导信息的设置内容和设置位置计算方法,通过在合适的位置分散提供导向信息,指引驾驶人在适当位置进行车道变换并安全驶离隧道;视线诱导系统通过多种视线诱导设施组合设计,提升隧道内标线、侧壁局部亮度,强化隧道线形与轮廓,保障驾驶人在各区段获取到合适的参照信息,使驾驶人保持适当的车速和方向。最后,通过3DS MAX仿真软件和E-prime实验平台,分别开展优化前后隧道出口匝道区域的眼动实验和感知实验,验证了隧道出口匝道诱导系统优化方法对驾驶人注意力、信息提取难易程度以及安全感知的影响。结果表明,优化方法有助于提升驾驶人对有效信息的提取能力,降低行车负荷,提高换道过程中对与周围车辆相互关系的感知敏锐度以及匝道内部的曲率感知能力,使驾驶人可以将更多的注意力集中在道路前方,实现安全驾驶。