在隧道開車的這些“怪事”，你遇到過嗎？

上海第二條東西交通“大動脈”北橫通道已經(jīng)通車半年多，前段時(shí)間，有市民向上海交通廣播《1057大家?guī)汀饭?jié)目求助：他每次開車經(jīng)過北橫通道江寧路至北翟路出口這一段，總覺得頂部的燈光讓人不適，會讓自己感到眩暈、昏沉，只有打開遮陽板擋住光線后才會好。他想問問大家，這到底是他個(gè)人的感受，還是燈光設(shè)置有問題？[1]

圖源：上海交通廣播

節(jié)目播出后，相關(guān)部門和專家聽取并認(rèn)可了市民的建議，經(jīng)過實(shí)地調(diào)研和深入研究后，決定對北橫通道西段的燈光照射角度做個(gè)“微整形”。[2]

那么問題來了，隧道照明對人體到底有多大影響呢？什么樣的燈光會讓人感到疲勞？

01、隧道照明知多少？

公路隧道是一個(gè)極其特殊的道路交通環(huán)境：空間相對狹小、縱深較長、封閉性強(qiáng)、隧道內(nèi)外的光線差別較大、隧道內(nèi)亮度水平低且煙塵擴(kuò)散較慢。

駕駛員在這樣的環(huán)境下行駛，不免會產(chǎn)生恐懼、煩躁、壓抑以及視覺疲勞等不良的生理、心理反應(yīng)。有資料研究表明，約 8%的駕駛員和14%首次通過隧道的駕駛員在隧道中行駛時(shí)會產(chǎn)生壓抑感。駕駛員在行車過程中，受到這些不良反應(yīng)的長時(shí)間影響，會增加駕駛員的生理、心理負(fù)荷，對行車安全相當(dāng)不利，極易引起交通事故。

隧道內(nèi)的光環(huán)境有什么特殊之處呢？

為了節(jié)約照明成本，照明的燈具并非是一個(gè)緊挨著一個(gè)連續(xù)布置的，兩燈之間有著一定的間距。因此，當(dāng)車輛以一定的速度在隧道中行駛時(shí)，駕駛員的視覺會不斷經(jīng)受明暗變化的刺激，這種現(xiàn)象叫作“頻閃效應(yīng)”；

隧道的入口與出口處亮度變化大，會使人產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”；

如果隧道內(nèi)的亮度縱向均勻度低，路面上會連續(xù)、反復(fù)地出現(xiàn)亮帶和暗帶，即“斑馬效應(yīng)”；

隧道內(nèi)的整體亮度水平是偏低的。

02、“頻閃效應(yīng)”與“斑馬效應(yīng)”

“頻閃效應(yīng)”和“斑馬效應(yīng)”示意圖

圖源：baijiahao

“頻閃效應(yīng)”的實(shí)質(zhì)是不停閃爍的光刺激，也就是市民反映的北橫通道燈光問題。“斑馬效應(yīng)”與“頻閃效應(yīng)”類似，指的是路面上連續(xù)、反復(fù)地出現(xiàn)亮帶和暗帶，對人體視覺造成的光刺激。

光源的閃爍對人的視覺系統(tǒng)有刺激作用，會使人產(chǎn)生不舒適的感覺。這兩種現(xiàn)象會導(dǎo)致駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞，主要癥狀為眼睛發(fā)酸、發(fā)脹、眼眶酸疼、想要流淚等，嚴(yán)重影響駕駛員的視覺功能，危及行車安全。

另外，當(dāng)布燈間距一定時(shí)，行車速度越快，頻閃頻率越高，駕駛員視覺環(huán)境變化越頻繁。下圖是人眼對不同頻率的燈具電壓波動引起的視覺敏感系數(shù)曲線。可以看到，當(dāng)閃爍頻率達(dá)到10Hz時(shí)，對人的影響最大。

圖源：參考文獻(xiàn)[3]

03、“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”

“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”是隧道環(huán)境不可避免的兩種光學(xué)現(xiàn)象。由于隧道是一個(gè)半封閉的特殊管狀結(jié)構(gòu)，所以在高強(qiáng)度光照條件下，隧道里外的光照強(qiáng)度差距較大，駕駛員在進(jìn)入隧道或駛出隧道時(shí)都可能受到強(qiáng)弱視覺參照環(huán)境之間轉(zhuǎn)換的影響。

隧道內(nèi)部的燈光強(qiáng)度比隧道外的陽光強(qiáng)度低，在駕駛員從隧道外駛?cè)胨淼赖倪^程中，受到“暗適應(yīng)”的影響，會看到隧道的入口像一個(gè)“黑洞”，這就是“黑洞效應(yīng)”。

“黑洞效應(yīng)”示意圖

圖源：baijiahao

又因?yàn)橥獠繌?qiáng)烈的太陽光和隧道內(nèi)部燈光強(qiáng)度差距較大，駕駛員在接近隧道出口時(shí)，就會看到隧道的出口如同一個(gè)發(fā)光的“白洞”，這就是“白洞效應(yīng)”。

“白洞效應(yīng)”示意圖圖源：sina.com

而夜間行車時(shí)，則情況相反，駕駛員會在進(jìn)入隧道時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道口如同一個(gè)“白洞”，出隧道時(shí)則會感覺像一個(gè)“黑洞”。

04、怎么改善隧道照明？

由于隧道內(nèi)部照明環(huán)境本身就比較昏暗，如果光線太弱，視網(wǎng)膜的照度不夠，物體的對比度下降，會增加睫狀肌疲勞，引起視覺疲勞。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，500lx的照度是不會引起視覺疲勞的最低照度值（500lx是許多室內(nèi)場所的標(biāo)準(zhǔn)照明水平，如辦公室、圖書館閱覽室等），但顯然隧道內(nèi)部的照明達(dá)不到500lx。

為解決車輛進(jìn)出隧道的瞬間出現(xiàn)的短暫視覺暗區(qū)的問題，隧道照明應(yīng)按照不同的區(qū)域進(jìn)行劃分，分為入口段照明、過渡段照明、中間段照明和出口段照明，在不同區(qū)域采用不同的照明標(biāo)準(zhǔn)。

長隧道照明區(qū)段劃分示意圖

圖源：參考文獻(xiàn)[4]

在具體的照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重提高隧道照明的亮度和均勻性，減少各類隧道照明效應(yīng)對人的影響。同時(shí)，可以采用一些燈光智能控制算法來控制不同時(shí)間的燈光強(qiáng)度，通過導(dǎo)光纖維來引入自然光進(jìn)行照明等方式，讓隧道照明更為舒適。

為了減少駕駛員在隧道照明中因太過單調(diào)而產(chǎn)生的疲勞感，挪威在2001年建成的拉達(dá)爾隧道中，將隧道分成多段，每一段都采取不同的照明設(shè)計(jì)，給駕駛?cè)藸I造了一種穿梭在多個(gè)短隧道中行駛的感受，有效緩解了駕駛疲勞。我國在2007年建成的秦嶺終南山隧道也使用了類似方法，在隧道的部分路段采用了“藍(lán)天白云”的設(shè)計(jì)，通過改善隧道照明環(huán)境緩解駕駛員的視覺疲勞問題。

左：拉達(dá)爾隧道 右：秦嶺鐘南山隧道圖源：參考文獻(xiàn)[5]

總而言之，隧道本身的狹小空間就會導(dǎo)致司機(jī)注意力高度集中而產(chǎn)生疲勞，而不適宜的隧道照明更會使其加劇。通過改善隧道照明，能夠使得疲勞有所緩解，但更為重要的還是我們要遵守交通規(guī)則，珍視生命，如果累了就休息一下。道路千萬條，安全第一條。

參考文獻(xiàn)

[1]上海交通廣播：眩暈、昏沉？為啥北橫通道開車有點(diǎn)累？https://mp.weixin.qq.com/s/t0o1VftkHBVOXq-pdMlRMA

[2]上海交通廣播：北橫通道開車易“犯暈”？最新回應(yīng)：“微整形”https://mp.weixin.qq.com/s/1AFfTJ8TBlK8lhYcEOmdEw

[3]劉洋. 基于駕駛員生理與心理反應(yīng)的公路隧道光環(huán)境分析[D]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[4]張悅. 隧道光環(huán)境下駕駛?cè)艘晥鰧Ρ榷葘σ曈X感知的影響研究[D]. 重慶交通大學(xué), 2023.

[5]王曉平. 隧道照明環(huán)境變化對駕駛疲勞的調(diào)節(jié)作用研究[D]. 石家莊鐵道大學(xué), 2023.

作者：郭瑋宏，中國科學(xué)院大學(xué)博士、高級工程師

策劃&編輯：rain

封面題圖：攝圖網(wǎng)