虚拟现实揭示隧道"黑洞效应"对驾驶员心理压力与驾驶行为的双重影响机制

为解决隧道入口"黑洞效应"引发的视觉错觉和驾驶安全问题，研究人员采用虚拟现实(VR)技术构建T1(进入隧道)、T2(隧道外)和Base(开放道路)三种场景，通过时间接触(TTC)范式和瞳孔监测发现：空间过渡导致驾驶员显著高估自车速度(β=18.50,p<.001)、低估TTC值，并引发瞳孔扩张(增长率提升26%)。该研究为优化隧道安全设计提供了感知-心理双维度依据。

　　

在蜿蜒的山路或城市高架中，隧道就像时空隧道般神秘——但这份神秘背后却暗藏杀机。统计显示，中国隧道事故死亡率是普通路段的1.6倍，其中39%事故集中在入口200米范围。当驾驶员从阳光明媚的开放道路突然驶入幽暗的隧道，瞬间的"黑洞效应"会引发怎样的生理心理变化？这个问题困扰着交通安全领域的研究者们。

浙江大学心理科学研究中心的研究团队独辟蹊径，采用虚拟现实技术构建标准化实验场景，首次在控制光照变量的条件下，揭示了纯粹空间过渡对驾驶员感知判断的影响机制。他们发表在《International Journal of Industrial Ergonomics》的研究成果表明，隧道入口的几何收缩会触发人类大脑的"误判程序"，导致驾驶员如同置身加速参考系般产生速度错觉，这种错觉与心理压力形成危险的正反馈循环。

研究采用三大关键技术：1)基于Unity引擎开发参数可调的虚拟隧道模型，实现光照恒定的T1/T2/Base三场景；2)采用Vive Pro Eye头显以120Hz采样率记录瞳孔动态；3)创新性将航空领域的TTC范式转化为驾驶场景的距离判断任务，通过30名驾驶员的行为-生理多模态数据验证假设。

【距离与自车速度估计数据分析】
线性混合模型显示，T1场景下驾驶员距离估计值较Base显著偏小18.5米(p<.001)，且偏差随实际距离增大而加剧。80%受试者主观评定T1场景自车速度最快，证实了"狭窄加速混淆"现象。

【眼动指标评估】
Spearman相关性分析确定瞳孔增长率是最佳预测指标(r=-0.63)，其与TTC低估呈显著负相关，揭示心理压力与感知偏差的共变关系。

【眼动数据分析】
T1场景瞳孔增长率较Base提升0.22mm/s(p<.001)，U值达26%超过舒适阈值，且10-40米隧道段出现应激峰值，符合"墙壁效应"理论。

这项研究首次解构了隧道环境中空间过渡与光照变化的独立效应，其创新发现具有双重意义：在理论上，完善了驾驶感知的认知计算模型，证实TTC=距离/速度的公式会因空间压缩而产生系统性偏差；在应用层面，为智能交通系统提供了量化指标——瞳孔增长率可作为自动驾驶模式切换的生理触发阈值。研究者建议，未来隧道设计应在入口2公里外设置渐进式视觉引导，通过多频段参照系组合(如高频标线+低频轮廓灯)重建速度感知基准，这或将使"黑洞"变成安全通行的"时光隧道"。

论文同时指出VR技术在亮度渲染方面的局限，下一步将结合实车实验验证发现。随着中国"十四五"规划新增3万公里隧道里程，这项研究恰似黑暗中的明灯，为提升地下交通动脉的安全性照亮了前路。