城市下穿隧道事故频发且严重,对于城市下穿隧道交通安全研究刻不容缓。当车辆快速通过城市下穿隧道时,其出入口的上下坡以及半封闭的隧道结构对驾驶人造成了一定的心理压力,影响交通安全。因此,本研究设计了城市下穿隧道实车实验方案,探究城市下穿隧道不同隧道段(纵坡段、出入口段、内部段)驾驶人行为、生理特性变化规律。具体内容为:(1)实车实验设计。综合考虑城市下穿隧道纵坡段以及事故特征这两方面的影响,在合肥市内选取代表性较强的合肥一环路的8个城市下穿隧道作为实验路段。采集得到32名被试驾驶人通过城市下穿隧道的行为、生理指标,例如驾驶人的瞳孔面积、心率以及驾驶速度等。(2)城市下穿隧道纵坡段行车安全参数优化设计。重点研究城市下穿隧道纵坡段坡度、速度与驾驶人心率增长率间的关系。探究坡度对行车速度和驾驶人心率的影响,并采用续后分析具体比较不同坡度范围对车速和驾驶人心率的影响差异是否显著。并通过回归分析,分别建立了下穿隧道纵坡坡度与速度、下穿隧道纵坡坡度与驾驶人心率增长率的关系模型,定量分析了城市下穿隧道上下坡驾驶人心率增长率和行车速度随坡度的变化规律。此外,提出城市下穿隧道驾驶人心率增长率舒适阈值,并基于此阈值,提出城市下穿隧道上、下坡的最大安全坡度和最大安全行驶速度参考值。(3)城市下穿隧道出入口行车安全参数优化设计。基于瞳孔面积变化速度建立城市下穿隧道出入口段驾驶人明暗适应时间指标。分析出入口段照度变化和坡度对驾驶人明暗适应时间的影响规律,构建最大照度过渡值、坡度和驾驶人明暗适应时间关系度量模型,量化了照度、坡度与驾驶人明暗适应时间之间的关系。此外,采用单因素敏感性分析方法对模型中的两个自变量(最大照度过渡值和坡度)进行敏感性分析。最后,基于明暗适应时间对驾驶人停车视距进行优化,为城市下穿隧道出入口的交通安全设计和管理提供有力参考。(4)城市下穿隧道内部段行车安全参数优化设计。重点研究隧道内部照度与驾驶人心率增长率、瞳孔直径和车速的关系。探究照度对驾驶人心率增长率、瞳孔直径和车速的影响。分别量化照度与驾驶人心率增长率、瞳孔直径和车速的关系。然后基于驾驶人生理特征舒适性的ROC判别模型,提出城市下穿隧道内部段照度设计建议值。最后基于此照度建议值,提出城市下穿隧道内部段车速建议值。