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城市隧道边墙对不同车道驾驶人的行为影响研究

伊轩轩 潘婷 贺世明

伊轩轩, 潘婷, 贺世明. 城市隧道边墙对不同车道驾驶人的行为影响研究[J]. 交通信息与安全, 2025, 43(3): 66-73. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2025.03.007
引用本文: 伊轩轩, 潘婷, 贺世明. 城市隧道边墙对不同车道驾驶人的行为影响研究[J]. 交通信息与安全, 2025, 43(3): 66-73. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2025.03.007
YI Xuanxuan, PAN Ting, HE Shiming. A Study on the Influence of Side Wall Effect of Urban Tunnel on Driver's Eye Movement and Behavior Characteristics[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2025, 43(3): 66-73. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2025.03.007
Citation: YI Xuanxuan, PAN Ting, HE Shiming. A Study on the Influence of Side Wall Effect of Urban Tunnel on Driver's Eye Movement and Behavior Characteristics[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2025, 43(3): 66-73. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2025.03.007

城市隧道边墙对不同车道驾驶人的行为影响研究

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2025.03.007
详细信息
    作者简介:

    伊轩轩(1983—),硕士. 研究方向:交通设计、交通规划. E-mail:17740355@qq.com

    通讯作者:

    贺世明(1998—),博士研究生. 研究方向:道路交通安全、交通规划等. E-mail: hesming@whut.edu.cn

  • 中图分类号: U491

A Study on the Influence of Side Wall Effect of Urban Tunnel on Driver's Eye Movement and Behavior Characteristics

  • 摘要: 为了研究3车道城市隧道中边墙对各车道驾驶人视觉特性和驾驶行为的影响,通过开展实车试验,获取25名驾驶人的视觉行为指标和驾驶行为指标,视觉指标包括注视点分布比例、注视熵率值,反映驾驶人的注意力分配策略;驾驶行为指标主要包括横向偏移量和横向加速度,反映驾驶人对车辆的横向控制能力。研究表明:不同车道的驾驶人的注意力分配策略和车辆横向位置控制能力存在显著差异。相比中间车道,两侧车道驾驶人会对靠近他们一侧的边墙分配较多的注意力,右侧车道的驾驶人约12%的注意力分配在隧道右侧壁,左侧车道的驾驶人近15%的注意力分配在隧道左侧壁,中间车道的驾驶人仅5%的注意力分配到隧道两侧壁。不同车道驾驶人对隧道边墙的行为响应存在显著差异。左侧车道车辆的横向偏移主要集中在车道中心线右侧0.25~0.34 m之间,横向加速度分布于0.17~0.21 m/s2,偏移方向多沿中心线右侧;中间车道车辆则倾向于向左偏移,横向偏移量为0.12~0.19 m,加速度分布在0.08~0.13 m/s2,偏移方向主要沿中心线左侧;右侧车道车辆同样表现出向左偏移特征,偏移范围为0.17~0.24 m,加速度在0.14~0.20 m/s2之间。城市隧道边墙对左侧车道驾驶人的视觉搜索效率和车辆横向位置控制能力影响最大,使得左侧车道成为行车风险最高的车道,右侧车道次之,中间车道最低。

     

  • 图  1  试验场景

    Figure  1.  Experimental scene

    图  2  实验设备

    Figure  2.  Experimental equipment

    图  3  注视区域划分示意图

    Figure  3.  Illustration of the division of the attention area

    图  4  被试人员注视点分布比例图

    Figure  4.  Proportional distribution of gaze points

    图  5  各车道被试者注视熵率值分布

    Figure  5.  Distribution of gaze entropy rate values for subjects in each lane

    图  6  各车道车辆横向偏移量分布

    Figure  6.  Lateral offset distribution of vehicles in each lane

    图  7  各车道车辆横向加速度分布

    Figure  7.  Distribution of lateral acceleration of vehicles in each lane

    表  1  东湖隧道横断面设计参数

    Table  1.   East lake tunnel cross section design parameters 单位: m

    东湖隧道设计参数
    车道宽度 3.75
    路缘宽度 0.50
    检修道宽度 0.75
    路缘高度 0.40
    侧壁高度 5
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    表  2  不同车道驾驶人注视左右侧区域时的显著性差异检验

    Table  2.   Significant difference tests when drivers in different lanes gaze at the left and right side areas

    注视区域 车道位置1 车道位置2 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    右侧区域 左侧车道 中间车道 0.919 -10.73 -9.44
    右侧车道 < 0.001* -0.68 0.61
    中间车道 右侧车道 < 0.001* 9.41 10.70
    左侧区域 左侧车道 中间车道 < 0.001* 12.93 14.89
    右侧车道 < 0.001* 12.09 14.05
    中间车道 右侧车道 0.093 -1.82 0.14
    注:*表示2组数据之间存在显著性差异。
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    表  3  各车道车辆横向偏移量统计结果

    Table  3.   Lateral offset statistics for vehicles in each lane 单位: m

    车道位置 均值 标准差 最小值 25%分位 中位数 75%分位 最大值
    左侧车道 -0.29 0.06 -0.16 -0.25 -0.29 -0.34 -0.43
    中间车道 0.15 0.05 0.07 0.12 0.14 0.19 0.26
    右侧车道 0.21 0.05 0.12 0.17 0.21 0.24 0.32
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    表  4  各车道车辆横向加速度统计结果

    Table  4.   Lateral acceleration statistics for vehicles in each lane 单位: m/s2

    车道位置 均值 标准差 最小值 25%分位 中位数 75%分位 最大值
    左侧车道 0.19 0.04 0.11 0.17 0.19 0.21 0.26
    中间车道 0.10 0.03 0.04 0.08 0.11 0.13 0.17
    右侧车道 0.16 0.05 0.16 0.14 0.16 0.2 0.25
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    表  5  多重比较结果(横向偏移量)

    Table  5.   Results of multiple comparisons of lateral offsets

    车道位置1 车道位置2 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    左侧车道 中间车道 0.000* 0.115 2 0.172 1
    右侧车道 0.000* 0.050 2 0.107 1
    中间车道 右侧车道 0.000* -0.093 4 -0.036 6
    注:*表示2组数据之间存在显著性差异。
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    表  6  多重比较结果(横向加速度)

    Table  6.   Results of multiple comparisons of lateral acceleration

    车道位置1 车道位置2 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    左侧车道 中间车道 0.000* 0.0643 0.1050
    右侧车道 0.017* 0.0046 0.0454
    中间车道 右侧车道 0.000* -0.0800 -0.0393
    注:*表示2组数据之间存在显著性差异。
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  • [1] HE S M, DU Z G, HAN L, et al. Impact of urban tunnel sidewall effect on drivers: examining visual characteristics and driving behavior across different lanes[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2024, 143: 105476. doi: 10.1016/j.tust.2023.105476
    [2] DU Z G, PAN X D. Application research of visual cognition probabilistic model on urban tunnel's sign[C]. 2009 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, Zhangjiajie, China: IEEE, 2009.
    [3] 贺世明, 杜志刚, 韩磊, 等. 城市隧道分流区驾驶人注视行为特性研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2022, 46(2): 230-234, 241.

    HE S M, DU Z G, HAN L, et al. Research on the characteristics of drivers'gaze behavior in the diversion area of urban tunnels[J]. Journal of Wuhan University of Technology(Transportation Science & Engineering), 2022, 46(2): 230-234, 241. (in Chinese)
    [4] 焦方通, 杜志刚, 王首硕, 等. 城市水下特长隧道弯道驾驶人扫视行为研究[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(7): 104-109.

    JIAO F T, DU Z G, WANG S S, et al. Research on saccade behavior of drivers in extra-long urban underwater tunnel curves[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(7): 104-109.(in Chinese)
    [5] 焦方通, 杜志刚, 王首硕, 等. 城市水下特长隧道出入口视觉及舒适性研究[J]. 中国公路学报, 2020, 33(6): 147-156.

    JIAO F T, DU Z G, WANG S S, et al. Visual characteristic and comfort at the entrance and exit of the extra-long urban underwater tunnel[J]. China Journal of Highway and Transport, 2020, 33(6): 147-156.(in Chinese)
    [6] 潘福全, 杨敬洲, 张丽霞, 等. 海底隧道平纵线形对驾驶人视觉特征及车速的影响[J]. 交通信息与安全, 2023, 41(2): 50-58. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.02.005

    PAN F Q, YANG J Z, ZHANG L X, et al. Influence of horizontal and vertical alignments of undersea tunnel on driver's visual characteristics and vehicle speed[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2023, 41(2): 50-58.(in Chinese) doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.02.005
    [7] 刘长宝, 臧延伟, 孙兴. 基于视觉特性的城市隧道中间段洞顶景观对行车安全的影响分析[J]. 现代隧道技术, 2024, 61 (3): 228-235.

    LIU C B, ZANG Y W, SUN X. Analysis of the impact of urban tunnel midsection ceiling landscapes on driving safety based on visual characteristics[J]. Modern Tunnelling Technology, 2024, 61(3): 228-235.(in Chinese)
    [8] ZHAO X H, JV Y J, ZHANG C F, et al. Influence of the tunnel retro-reflective arch in freeway tunnels on driving behavior: a driving simulator study[J]. Journal of Transportation Safety & Security, 2020, 30: 1-20.
    [9] DOMENICHINI L, LA TORRE F, VANGI D, et al. Influence of the lighting system on the driver's behavior in road tunnels: a driving simulator study[J]. Journal of Transportation Safety & Security, 2017, 9(2): 216-238.
    [10] QIN X C, ZHANG N A, ZHANG W H, et al. How does tunnel interior color environment influence driving behavior? Quantitative analysis and assessment experiment[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2020, 98: 103320. doi: 10.1016/j.tust.2020.103320
    [11] 潘兵宏, 周锡浈, 韩雪艳. 高速公路隧道入口连续视觉参照设施设置研究[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2021, 40 (8): 132-139.

    PAN B H, ZHOU X Z, HAN X Y. Continuous visual reference facilities setting at tunnel entrance on expressway[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2021, 40(8): 132-139.(in Chinese)
    [12] WANG L, LI S Q, HUI B. Simulation analysis of the distance between tunnels at the bridge-tunnel junction of mountainous expressway on driving safety under crosswinds[J]. IEEE Access, 2021, 9: 28514-28524. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3054069
    [13] FENG Z X, YANG M M, DU Y J, et al. Effects of the spatial structure conditions of urban underpass tunnels'longitudinal section on drivers'physiological and behavioral comfort[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2021, 18(20): 10992. doi: 10.3390/ijerph182010992
    [14] 徐进, 孙子秋, 王思棋, 等. 高密度互通立交出口匝道驾驶人视觉搜索行为特征[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2022, 52 (6): 1189-1198.

    XU J, SUN Z Q, WANG S Q, et al. Characteristics of driver's visual search behavior in exit ramp of high-density interchanges[J]. Journal of Southeast University(Natural Science Edition), 2022, 52(6): 1189-1198.(in Chinese)
    [15] HAN X Y, SHAO Y, YANG S W, et al. Entropy-based effect evaluation of delineators in tunnels on drivers'gaze behavior[J]. Entropy, 2020, 22(1): 113. doi: 10.3390/e22010113
    [16] CALVI A, BLASIIS M D, GUATTARI C. An empirical study of the effects of road tunnel on driving performance[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 2012, 53(1): 1099-1109.
    [17] 吕能超, 彭凌枫, 吴超仲, 等. 基于视频轨迹参数的边缘率减速标线驾驶行为效果评价方法[J]. 安全与环境学报, 2021, 21(2): 461-469.

    LYU N C, PENG L F, WU C Z, et al. Evaluative judgment of the driving behaviors of the edge rate deceleration bars based on the video trajectory parameters[J]. Journal of Safety and Environment, 2021, 21(2): 461-469.(in Chinese)
    [18] 王首硕, 杜志刚, 冯守中, 等. 高速公路隧道入口区域视线诱导系统有效性研究[J]. 交通运输工程学报, 2021, 21(2): 267-277.

    WANG S S, DU Z G, FENG S Z, et al. Research on effectiveness of visual guiding system in entrance zone of freeway tunnel[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2021, 21(2): 267-277.(in Chinese)
    [19] BALL K K, BEARD B L, ROENKER D L, et al. Age and visual search: expanding the useful field of view[J]. Journal of the Optical Society, 1988, 5(12): 2210-2219. doi: 10.1364/JOSAA.5.002210
    [20] WOLFE B, DOBRES J, ROSENHOLTZ R, et al. More than the useful field: considering peripheral vision in driving[J]. Applied Ergonomics, 2017, 65: 316-325. doi: 10.1016/j.apergo.2017.07.009
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  • 收稿日期:  2024-07-20
  • 网络出版日期:  2025-10-11

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