《Accident Analysis & Prevention》：Understanding the risk factors of driving dilemmas at urban tunnel exits adjoining diverging areas: A naturalistic study
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駕駛困境的形成機制及影響因素研究，通過64名駕駛員在武漢隧道出口的實車測試，分析瞳孔 dilation等生理指標及注視時長、掃視頻率等視覺行為特征，發現老年駕駛員和路線不熟悉者困境發生率更高。GLMM模型顯示個體特征與環境因素（復雜任務、導航缺失）顯著影響困境強度，揭示認知負荷與視覺處理能力下降的關聯機制。
何世明|杜志剛|王毅克|丁旭|吳鵬飛
武漢工業大學交通與物流工程學院，中國湖北省武漢市和平路1178號，郵編430063
摘要
城市隧道出口與分流區域相鄰時，復雜的駕駛環境常常導致駕駛員在決策時出現猶豫和不確定性，這種現象被稱為“駕駛困境”。這可能導致錯誤的路線選擇和交通違規行為，從而增加該區域的駕駛風險。本研究旨在全面了解城市隧道出口與分流區域相鄰處的駕駛困境。共有64名參與者在中國一個典型的城市隧道中參與了實際車輛測試。研究以瞳孔顯著擴張作為識別駕駛困境的標準。隨后，分析了駕駛困境期間敏感的生理和心理指標，并使用廣義線性混合模型（GLMM）來檢驗風險因素。結果表明，盡管“白洞效應”通常會導致瞳孔收縮，但在駕駛困境期間這種收縮趨勢被抑制，從而導致瞳孔相對擴張。研究發現，在這些情況下，46名參與者中有46人表現出駕駛困境。視覺指標（如注視持續時間、掃視頻率和掃視速度）以及生理測量指標（如SDNN、RMSSD、LF/HF和SampEn）被確定為駕駛困境的敏感標志。這些發現表明，在駕駛困境期間，駕駛員的視覺信息處理能力下降、視覺搜索效率降低、心理狀態不穩定且精神壓力增加。GLMM分析顯示，個體駕駛員特征和外部環境因素均顯著影響了駕駛困境的發生。年齡較大的駕駛員以及對路線不熟悉的駕駛員更容易出現駕駛困境，且困境強度更高；未觀察到性別差異。此外，復雜的駕駛任務和缺乏導航支持也會增加駕駛困境的可能性和強度�？傊�，本研究揭示了城市隧道出口與分流區域相鄰處駕駛困境的發生機制和個體差異，豐富了人們對駕駛員在復雜隧道環境中所經歷的認知和生理負荷的理解。
引言
由于城市隧道在提高運輸效率和可達性方面的關鍵作用，其建設規模一直在增加。截至2024年底，中國已有90個城市修建了約500條城市隧道。然而，道路環境會顯著影響駕駛員的心理和駕駛行為（Autonson等人，2009年），從而影響交通安全，尤其是在隧道內，駕駛員的心理和情緒更為消極（Yeung等人，2013年）。相關挑戰日益明顯——隧道內的事故率顯著高于普通道路，尤其是在隧道出口區域（Yeung和Wong，2013年；Pervez等人，2022年）。隨著城市道路網絡的不斷發展，車輛在出隧道時經常面臨多個方向的選擇。為了管理交通流量，引入了分流區域，使得隧道出口直接與分流區域相鄰（見圖1）。分流區域被認為是高風險路段，其事故率通常是入口區域的兩倍（Zhang等人，2017年）。隧道出口與分流區域直接連接的獨特幾何配置進一步加劇了駕駛風險，使這一問題成為城市交通安全管理中的日益嚴重的問題。
當隧道出口與分流區域相鄰時，駕駛員需要在短時間內做出駕駛決策。然而，“白洞效應”會顯著影響他們感知和處理交通信息的能力（He等人，2017年；Liang等人，2025年）。由于無法充分獲取交通信息，駕駛員常常會感到困惑和不確定，表現為反應遲緩和操作混亂。本研究將這種行為狀態稱為“駕駛困境”。駕駛困境最常見的后果包括錯過出口、逆向行駛和旅行延誤增加。此外，這些區域的安全風險也顯著增加。一些駕駛員會減速觀察情況或因猶豫而采取不穩定的行駛軌跡，從而導致交通流中的速度差異，進而增加追尾和側面碰撞的風險。此外，一些在錯誤車道行駛的駕駛員會在分流區域非法強行變道，從而進一步加劇安全隱患。因此，這種駕駛情景不僅容易導致駕駛員頻繁錯過正確出口，還更可能引發交通事故。
測試場景和時間
測試場景設在武漢長江隧道，該隧道總長度為3.6公里。隧道由兩條車道組成，每條車道寬3.5米，限速為60公里/小時。隧道橫截面結構符合中國的《城市地區地下道路設計規范》，照明標準符合《公路隧道照明設計規則》。因此，該隧道可以被視為中國城市隧道的典型代表。
駕駛困境的判定
圖6(a)展示了一個隨機選取的駕駛員的駕駛困境識別示例。陰影區域代表困境區間，其邊界表示困境事件的開始和結束時間。圖6(b)顯示了所有出現困境事件的駕駛員的駕駛困境的起始和結束點。
從圖6中可以獲得以下結果：
1) 盡管“白洞效應”通常會導致瞳孔面積縮小，但這在駕駛困境期間被抑制，從而導致瞳孔相對擴張。
駕駛困境期間的風險感知和壓力調節
現有研究表明，駕駛員的風險感知能力與危險駕駛行為呈負相關（Cohn等人，1995年）。換句話說，較弱的風險感知更可能導致危險行為，而這又與更高的事故率相關（Horswill等人，2015年；Beggiato等人，2018年）。駕駛本質上是一項視覺信息處理任務，大約80-90%的交通信息是通過視覺獲得的（Sivak，1996年）。駕駛員需要...
結論
道路幾何條件的復雜組合，如城市隧道出口與分流區域相鄰，顯著增加了駕駛風險。由于光線環境和復雜道路網絡帶來的不適，駕駛員在決策時會遇到困難并表現出猶豫。因此，本研究基于實際車輛測試，首先確定是否存在駕駛困境，然后識別困境的特征指標...
CRediT作者貢獻聲明
何世明：撰寫 – 審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、軟件開發、形式分析。
杜志剛：撰寫 – 審稿與編輯、監督、資源協調、項目管理、方法論設計。
王毅克：撰寫 – 審稿與編輯、監督、方法論設計、可視化、軟件開發。
丁旭：撰寫 – 審稿與編輯、可視化、軟件開發。
吳鵬飛：撰寫 – 審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、軟件開發。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
本研究得到了國家自然科學基金（編號：52302437、52402423）和中國留學基金委（編號：202506950030）的資助。
