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摘 要：对比公路各路段，隧道由于其特殊性，交通事故较多发，有必要针对隧道交通的重要因素空间路权和驾驶人因进行深入研究，结合有关实验论证，找到隧道空间路权特点，并提出基于隧道驾驶人因的安全评价思路，为提升公路隧道使用效率和通行安全提供一种研究方法。
关键词：公路隧道;空间路权;驾驶人因;交通安全
中图分类号：U492.8 文献标识码：A
0 引言
我国公路隧道建设发展迅速，截止到2019年末，全国公路隧道已达19 067处/1 896.66万米[1]。公路隧道驾驶环境特殊，有必要对其进行专项研究，以更好地指导隧道交通光环境设计，对进一步提高隧道交通的安全水平具有重要意义。樊兆董[2]研究指出隧道交通工程设施设置不合理是酿成各类型交通事故的重要原因之一。黄婷等[3]研究发现环形块立面标记比矩形块立面标记更能改善隧道入口洞门的视认性。因此，可以通过改善隧道光环境来诱导驾驶员安全行驶，进而提高隧道交通安全。目前，国家和行业内尚无关于隧道光环境的专项研究，有必要其进行专项研究分析，提出基于隧道空间路权和驾驶人因的光环境系统设置方法和评价标准，为提升公路隧道交通安全水平提供一种方法，以弥补国内的研究空白。
1 隧道空间路权分析
空间路权是指道路交通主管部门根据道路交通法规，通过交通控制设施来规范道路使用者使用道路的权利。隧道空间路权主要涉及动态空间路权，即在有通行路权的前提下，车辆可以合法行驶的长度（即距离）、宽度与高度。但是，拥有路权不代表绝对安全，交通设施缺失、不明确或设置不当将会导致驾驶人对路权的困惑。考虑到高速公路隧道相对普通道路有着特殊的行驶环境，更应提供给驾驶人良好的空间路权感知环境，要求其在道路边线、突起路标、检修道路缘、隧道侧壁、洞顶等位置明晰的界定，分离人流车流，明确隧道轮廓感，避免车辆撞击侧壁事故发生。
根据前人相关研究[4]，在隧道内行驶时驾驶人80%以上注视点分布在隧道的车道内，注视点主要分布在视野内右下方位置，且视认概率右下>左下>上方。因此，隧道内空间路权信息显著度及重要度为道路边线位置（右下）>检修道路缘位置（右下）>隧道侧壁位置（左下）>洞顶位置（上方）。依据路权信息显著度及重要度进行排序，提出如下的空间路权评价体系。同时，路权设置应满足清晰明确、一致性、给予驾驶人充足的视认-反应时间三点要求。
基于空间路权的安全评价体系，主要通过检测隧道各区域内，是否设置了用于指示路权信息的视线诱导设施来对系统的有效性进行评价。横向路权需要向驾驶人提供清晰明白的车道信息，防止行车轨迹偏移过大，造成交通冲突或碰撞侧壁，包括车道分界线和车道边线。明确隧道的竖向路权旨在给驾驶人提供明确的隧道内部轮廓信息，防止车辆碰撞侧壁或者超高碰撞洞顶。纵向路权主要针对其视线诱导设施设置的连续性、一致性以及协调性进行评价，具体而言，就要求隧道及相邻路段各种设施的色彩、尺寸、形状、频率、设置位置都应连续一致、成比例且无相互影响。
2 隧道驾驶人因研究
2.1 驾驶人因简介
由于人的身体、感知和认知的限制，驾驶人经常犯错误，这些错误可能不会导致事故，人因研究的目的是通过对人的特征和限制进行设计来减少系统内的人为错误以及相关的伤害和死亡。
2.2 评价依据
（1）视距视区评价。视距指驾驶人行车可清晰明视前方的距离，视区是指驾驶人行车可清晰明视前方的广度。隧道外视区广、视距远、参照物丰富，隧道内视区窄、视距不足、参照物少，这种环境剧烈过渡使驾驶人难以发现隧道内车辆、路侧障碍物，易发生事故。当设施高度能满足车辆远距离观察时，就可以给车辆提供很好地驾驶视距条件，清楚地观察到前方纵向车道/检修道信息，对驾驶人进行安全诱导。大致分为四个高度：大货车遮挡高度、小汽车遮挡高度、小汽车车灯高度、路缘石轮廓标高度。逆反射设施的尺寸越大显著性越强，驾驶人便可以在远距离就观察到前方隧道交通环境，将驾驶操作与其适应。其中诱导效益是反光环>反光条>侧壁轮廓标。
（2）视错觉评价。视错觉是指由于经验的主观引导或者参照系的不当选取，人们在观察物体时会出现判断错误。隧道环境下主要存在速度错觉、距离错觉、方向错觉等。
1）速度错觉控制。试验不同尺度信息交通标线的布设距离对驾驶人速度感知影响，频率范围为0.1 Hz～32 Hz（速度为80 km/h）（图1、2）。
从图中可看出：当隧道内没有视觉参照系时，被试产生速度低估，速度低估错觉率高达20.48%;频率为0.1 Hz～1 Hz之间的视觉信息流使被试产生显著的速度低估，且随着频率的逐渐增大，被试的低估趋势逐渐减小;频率为2 Hz～32 Hz之间的视觉信息流使被试产生速度高估。
因此，通过设置小尺度高频信息流（2 Hz～4 Hz）可以使驾驶人产生适当的速度高估以改善驾驶人隧道内行驶的视错觉现象。依据设置小尺度设施闪现率对驾驶人速度错觉程度影响，以及保证驾驶人在隧道内行驶时适当高估速度（不大于20%）的优化目标，最终确定隧道内提升驾驶人速度感的小尺度高频信息设置满足“4 Hz>闪现率≥2 Hz”为最佳方案。
2）距离错觉控制。隧道内不良的照明环境会导致驾驶人产生严重的距离错觉，影响驾驶人对前后车距离的准确感知，导致高估跟车距离，从而跟车过近，容易造成追尾事故。由于反光环在远光灯的反射作用下会给予车辆驾驶人距离感的提示，通过反光环间距的合理设置，车辆在追赶前车的过程中，车辆能在碰撞上前车之前观察到前车与反光环的多次切割，并留出充足的调整时间，从而提醒驾驶人及时调整车速、保持车距，进而避免由于视觉环境差看不清前车车尾，而导致的追尾等交通事故的发生。
当反光环设置间距满足上述方案时，驾驶人受到前车经过大于等于3次反光环的刺激后，对前后车距离的准确感知能得到很大提升。
3）方向错觉控制。隧道在克服地形限制、改善线形的同时，也受地形等因素制约，存在平面线形为小半径弯道的隧道，驾驶人在长距离行驶时易迷失方向感，具体表现为对隧道内曲率感知错误，不能判定前进方向，整体空间感不足。
综上所述，驾驶人在隧道中部的方向错觉可采用其视野范围内可见的反光环/反光条数量进行评价，并将驾驶人视野范围内可见3个反光环设定为最佳方案。
3 结语
以改善隧道光环境为目的，结合行业规范和专家经验，充分研究隧道空间路权和驾驶人因，提出一种隧道空间路权评判和驾驶人因分析方法，以促进隧道工程设施的科学设置，进而提升隧道交通安全水平。目前限于经费和研究水平，相关指标仍有待进一步优化。
参考文献：
[1]交通运输部.2019年交通运输行业发展统计公报[N].2020-05-12.
[2]樊兆董.特长隧道特殊交通安全设施评估及优化方法研究[D].北京工业大学，2018.
[3]黃婷，张世娟，蒋锦港，等.公路隧道入口洞门立面标记视认性实验研究[J].公路，2019，64（12）：204-210.
[4]〔美〕亚伯拉罕·马斯洛.许金声，等译.动机与人格[M].中国人民大学出版社，2007：28+29.
关键词：公路隧道;空间路权;驾驶人因;交通安全
中图分类号：U492.8 文献标识码：A
0 引言
我国公路隧道建设发展迅速，截止到2019年末，全国公路隧道已达19 067处/1 896.66万米[1]。公路隧道驾驶环境特殊，有必要对其进行专项研究，以更好地指导隧道交通光环境设计，对进一步提高隧道交通的安全水平具有重要意义。樊兆董[2]研究指出隧道交通工程设施设置不合理是酿成各类型交通事故的重要原因之一。黄婷等[3]研究发现环形块立面标记比矩形块立面标记更能改善隧道入口洞门的视认性。因此，可以通过改善隧道光环境来诱导驾驶员安全行驶，进而提高隧道交通安全。目前，国家和行业内尚无关于隧道光环境的专项研究，有必要其进行专项研究分析，提出基于隧道空间路权和驾驶人因的光环境系统设置方法和评价标准，为提升公路隧道交通安全水平提供一种方法，以弥补国内的研究空白。
1 隧道空间路权分析
空间路权是指道路交通主管部门根据道路交通法规，通过交通控制设施来规范道路使用者使用道路的权利。隧道空间路权主要涉及动态空间路权，即在有通行路权的前提下，车辆可以合法行驶的长度（即距离）、宽度与高度。但是，拥有路权不代表绝对安全，交通设施缺失、不明确或设置不当将会导致驾驶人对路权的困惑。考虑到高速公路隧道相对普通道路有着特殊的行驶环境，更应提供给驾驶人良好的空间路权感知环境，要求其在道路边线、突起路标、检修道路缘、隧道侧壁、洞顶等位置明晰的界定，分离人流车流，明确隧道轮廓感，避免车辆撞击侧壁事故发生。
根据前人相关研究[4]，在隧道内行驶时驾驶人80%以上注视点分布在隧道的车道内，注视点主要分布在视野内右下方位置，且视认概率右下>左下>上方。因此，隧道内空间路权信息显著度及重要度为道路边线位置（右下）>检修道路缘位置（右下）>隧道侧壁位置（左下）>洞顶位置（上方）。依据路权信息显著度及重要度进行排序，提出如下的空间路权评价体系。同时，路权设置应满足清晰明确、一致性、给予驾驶人充足的视认-反应时间三点要求。
基于空间路权的安全评价体系，主要通过检测隧道各区域内，是否设置了用于指示路权信息的视线诱导设施来对系统的有效性进行评价。横向路权需要向驾驶人提供清晰明白的车道信息，防止行车轨迹偏移过大，造成交通冲突或碰撞侧壁，包括车道分界线和车道边线。明确隧道的竖向路权旨在给驾驶人提供明确的隧道内部轮廓信息，防止车辆碰撞侧壁或者超高碰撞洞顶。纵向路权主要针对其视线诱导设施设置的连续性、一致性以及协调性进行评价，具体而言，就要求隧道及相邻路段各种设施的色彩、尺寸、形状、频率、设置位置都应连续一致、成比例且无相互影响。
2 隧道驾驶人因研究
2.1 驾驶人因简介
由于人的身体、感知和认知的限制，驾驶人经常犯错误，这些错误可能不会导致事故，人因研究的目的是通过对人的特征和限制进行设计来减少系统内的人为错误以及相关的伤害和死亡。
2.2 评价依据
（1）视距视区评价。视距指驾驶人行车可清晰明视前方的距离，视区是指驾驶人行车可清晰明视前方的广度。隧道外视区广、视距远、参照物丰富，隧道内视区窄、视距不足、参照物少，这种环境剧烈过渡使驾驶人难以发现隧道内车辆、路侧障碍物，易发生事故。当设施高度能满足车辆远距离观察时，就可以给车辆提供很好地驾驶视距条件，清楚地观察到前方纵向车道/检修道信息，对驾驶人进行安全诱导。大致分为四个高度：大货车遮挡高度、小汽车遮挡高度、小汽车车灯高度、路缘石轮廓标高度。逆反射设施的尺寸越大显著性越强，驾驶人便可以在远距离就观察到前方隧道交通环境，将驾驶操作与其适应。其中诱导效益是反光环>反光条>侧壁轮廓标。
（2）视错觉评价。视错觉是指由于经验的主观引导或者参照系的不当选取，人们在观察物体时会出现判断错误。隧道环境下主要存在速度错觉、距离错觉、方向错觉等。
1）速度错觉控制。试验不同尺度信息交通标线的布设距离对驾驶人速度感知影响，频率范围为0.1 Hz～32 Hz（速度为80 km/h）（图1、2）。
从图中可看出：当隧道内没有视觉参照系时，被试产生速度低估，速度低估错觉率高达20.48%;频率为0.1 Hz～1 Hz之间的视觉信息流使被试产生显著的速度低估，且随着频率的逐渐增大，被试的低估趋势逐渐减小;频率为2 Hz～32 Hz之间的视觉信息流使被试产生速度高估。
因此，通过设置小尺度高频信息流（2 Hz～4 Hz）可以使驾驶人产生适当的速度高估以改善驾驶人隧道内行驶的视错觉现象。依据设置小尺度设施闪现率对驾驶人速度错觉程度影响，以及保证驾驶人在隧道内行驶时适当高估速度（不大于20%）的优化目标，最终确定隧道内提升驾驶人速度感的小尺度高频信息设置满足“4 Hz>闪现率≥2 Hz”为最佳方案。
2）距离错觉控制。隧道内不良的照明环境会导致驾驶人产生严重的距离错觉，影响驾驶人对前后车距离的准确感知，导致高估跟车距离，从而跟车过近，容易造成追尾事故。由于反光环在远光灯的反射作用下会给予车辆驾驶人距离感的提示，通过反光环间距的合理设置，车辆在追赶前车的过程中，车辆能在碰撞上前车之前观察到前车与反光环的多次切割，并留出充足的调整时间，从而提醒驾驶人及时调整车速、保持车距，进而避免由于视觉环境差看不清前车车尾，而导致的追尾等交通事故的发生。
当反光环设置间距满足上述方案时，驾驶人受到前车经过大于等于3次反光环的刺激后，对前后车距离的准确感知能得到很大提升。
3）方向错觉控制。隧道在克服地形限制、改善线形的同时，也受地形等因素制约，存在平面线形为小半径弯道的隧道，驾驶人在长距离行驶时易迷失方向感，具体表现为对隧道内曲率感知错误，不能判定前进方向，整体空间感不足。
综上所述，驾驶人在隧道中部的方向错觉可采用其视野范围内可见的反光环/反光条数量进行评价，并将驾驶人视野范围内可见3个反光环设定为最佳方案。
3 结语
以改善隧道光环境为目的，结合行业规范和专家经验，充分研究隧道空间路权和驾驶人因，提出一种隧道空间路权评判和驾驶人因分析方法，以促进隧道工程设施的科学设置，进而提升隧道交通安全水平。目前限于经费和研究水平，相关指标仍有待进一步优化。
参考文献：
[1]交通运输部.2019年交通运输行业发展统计公报[N].2020-05-12.
[2]樊兆董.特长隧道特殊交通安全设施评估及优化方法研究[D].北京工业大学，2018.
[3]黃婷，张世娟，蒋锦港，等.公路隧道入口洞门立面标记视认性实验研究[J].公路，2019，64（12）：204-210.
[4]〔美〕亚伯拉罕·马斯洛.许金声，等译.动机与人格[M].中国人民大学出版社，2007：28+29.