直击现场：让人眩目的隧道里人眼到底经历了什么

——复旦照明学生团队实地考察与优化建议

 易湘玮^* 宋俊^* 金铮昊^* 许珺婷^* 杨靖翊 方雨轩 

沈海平^# 林燕丹^# 

复旦大学信息科学与工程学院电光源研究所

复旦大学工程与应用技术研究院

（*所有作者同等贡献 #指导老师：hpshen@fudan.edu.cn, ydlin@fudan.edu.cn）

 背景

近日，文汇报一篇题为《上海驾驶员直呼太吓人！这些隧道进去就头晕目眩、急刹连连……》吸引了众多市民的注意（https://mp.weixin.qq.com/s/PjcriB9Bo9y7WVJIDb8UMA）。市民直接点名批评北横通道内灯光一晃一晃，墙面反光强烈，部分墙面五颜六色，让人眼花加紧张，严重干扰驾驶员视线，引发驾驶安全隐患。

复旦大学照明团队自告奋勇，第一时间亲临现场采集相关的光参数及人眼参数，剖析造成视觉不舒适的深度原因，并提出改进的方向。

1. 隧道光污染对驾驶员生理与认知的影响机制

隧道内不良的灯光环境（“光污染”）会对驾驶员的视觉生理和认知造成显著影响。本文将从视网膜适应、眩光感受、频闪刺激、注意力分配和心理压力四方面阐述其作用机制。

1.1 视网膜光适应机制

人眼进入隧道后，视网膜需要适应环境亮度的骤变。不良照明会造成光适应负担，例如隧道内若存在强烈明暗交替（频闪）或过高亮度光源，驾驶员眼睛将不断在明适应和暗适应之间切换，导致视觉灵敏度下降(FHWA, n.d.)。明亮非均匀光源会提高眼睛的适应水平，使得周围较暗物体更难看清，这是所谓的失能眩光效应(Lin et al., 2015).具体而言，表现为强光在视网膜上产生“遮蔽”眩光，降低目标与背景的对比度，进而削弱可见度。例如夜间行车遇对向车灯刺眼时，远处物体会难以分辨就是这种原因(FHWA, 2012)。总之，隧道内过强或频繁变化的光刺激会扰乱正常的视网膜适应过程，短暂降低驾驶员的视力水平。

同时，过暗单调的环境也会带来问题。光刺激不足会令驾驶员的觉醒水平下降，出现所谓“隧道催眠”现象。研究表明，在单调昏暗的隧道内长时间驾驶，会引发倦怠和困倦，注意力和警觉性降低，潜藏安全隐患(Peng et al., 2022)。因此，良好的照明需要在避免过强刺激与避免过弱单调之间取得平衡。

1.2 眩光感受与视觉疲劳

隧道光污染最直接的表现就是眩光。眩光分为失能眩光和不舒适眩光两类(Lin et al., 2014)。前者指亮光降低了视觉功能，如前述对比度下降导致看不清路况；后者指强光引起人的不舒适或疼痛感，但不一定直接影响视力。隧道中的高亮度LED灯、监控闪光灯、车辆灯光叠加在一起，容易造成两种眩光并存。研究和标准通常用阈值增量(TI%)来量化失能眩光的程度，即强光造成的视网膜等效幕veil亮度占比(FHWA, n.d.)。

在眩光环境下，驾驶员会出现一系列生理应激反应。例如，不舒适眩光会诱发眨眼频率增加、流泪，甚至眼睛刺痛等症状。这些反应是眼部自我保护机制，但过度的眨眼和泪水会进一步模糊视野，加速视觉疲劳的累积。此外，当隧道灯光频闪或连续过亮时，许多驾驶者报告出现头晕、眼花甚至想呕吐的感觉。这表明强烈眩光刺激不仅让人主观上感到刺眼不适，还可能扰乱前庭平衡（引发眩晕感），严重时迫使驾驶员减速或停车以缓解不适。长期处于眩光环境下，驾驶员眼部肌肉持续紧张调节，同样会产生显著的疲劳感。

1.3 频闪对于人眼与认知的影响机制

频闪是指光源亮度随时间快速变化的现象，可能是可感知频闪（visible flicker）或不可感知频闪（invisible/imperceptible flicker）(Zhao et al., 2020)。即使人眼无法直接察觉，频闪也可能通过神经视觉系统引起一系列生理与心理反应，尤其在封闭、动态环境（如隧道）中更易造成负面影响。

人眼对闪烁的感知存在一个临界闪烁频率，在明适应状态下约为60–70Hz，暗适应状态下约为20–25Hz。人眼中负责暗视觉的视杆细胞对低频闪烁特别敏感，尤其在<20Hz的频闪条件下容易产生感知。而高频（>80Hz）虽然不被直接感知，但仍可能被神经系统记录为生物节律扰动，引起应激反应(Zhao et al., 2024)。

在隧道中，车辆以一定速度行驶，照明灯具以一定间距排列，车速与间距共同决定“闪烁频率”（f = v/d）。当此频率处于生理敏感频段（4–11Hz），即便光源本身稳定，也可能形成“等效频闪”感受，引起视觉不适。

频闪的神经生理与心理效应主要包括皮层诱发电位增强、疲劳与警觉性下降、认知干扰、诱发视觉偏执、眨眼频率与瞳孔不稳定性升高等。频闪光刺激能引发稳态视觉诱发电位（SSVEP），表现为视觉皮层（V1区）神经元对闪烁光节律做出相应放电。即使频率高至90Hz、肉眼已无法分辨，仍能在脑电图中测得SNR高的频率谐波响应，这说明频闪对神经系统构成潜在负荷。连续的低频闪烁（如4–10Hz）会造成视觉神经系统负担，表现为快速疲劳、瞳孔震颤增加、专注度下降，部分受试者出现类似晕动症的不适感（恶心、头重）。频闪诱导的视觉疲劳常伴随眨眼频率增加、瞳孔直径波动扩大等表现，是应激与调节系统被过度调动的标志。

注意力方面，频闪被认为是一种非任务相关的底层注意力捕获源，当驾驶员试图集中注意于前方目标时，闪烁的光斑会不断诱发不自主的视觉转移，形成所谓的“视觉竞争”，导致反应时间延迟、注意力碎片化。

对敏感个体，频闪可能导致光影运动错觉、短暂黑影感，甚至触发癫痫敏感群体的光敏性癫痫发作（尤其在5–30Hz范围），已被WHO和CIE列为重要风险源。

1.4 注意力分配与认知负荷

驾驶员的视觉注意力资源是有限的。隧道光污染会通过引发不必要的视觉刺激来竞争驾驶员的注意力，增加认知负荷。一方面，明亮闪烁的灯光容易引发注意力捕获——人眼本能地被突然的亮度变化所吸引，导致对道路和车辆的注意力分散(Yi et al., 2024)。这种滋扰性眩光（nuisance glare）会迫使驾驶员频繁在刺眼光源与道路目标之间转移视线，加剧认知负担。

另一方面，若驾驶员试图抑制对刺眼光源的注意（例如刻意不直视过亮的灯具或反光点），这本身也消耗心理资源，属于认知多任务加工的一部分(Wickens, 2020)。新手司机由于不适应强烈灯光环境，往往会不自主放慢车速来降低刺激。这一行为表明他们的认知负荷已接近上限，以至于无暇顾及维持正常车速，从而影响行车流畅和安全。综上，隧道光污染通过不恰当的光刺激打乱正常的注意力分配，提高驾驶任务的认知难度。

1.5 心理压力与生理应激

光环境引发的生理不适和注意干扰还会转化为心理压力。当驾驶员感到视线受干扰、看不清或不舒服时，心理上会产生紧张和不安全感。这种紧张心理会通过自主神经系统反应表现出来，表现为心率加快、手心出汗，注意力高度紧绷等。心率变异性(HRV)研究显示，不良照明会导致交感神经占优，驾驶员心理压力上升；相反，优化照明（提高环境背景亮度等）有助于降低驾驶者的精神紧张水平(Peng et al., 2022)。

心理压力还与主观感受相关。主观上评价光环境越刺眼压抑，驾驶员往往报告更高的紧张度和工作负荷。在隧道这种封闭空间里，光环境不佳带来的压迫感会被放大，容易给人以“压抑感”和紧迫的心理压力。此外，过强的光刺激也会引发急性应激反应，使体内应激激素水平升高，长期可能影响身心健康。

2. 隧道光环境现场考察与分析

团队于2025年3月26日当晚到报道提及的各个隧道进行了水平照度、眼位照度、亮度、驾驶员眼动等参数的测试和现场感知评价的数据采集。受现场测试条件所限，无法完全按GB/T5700所规定的标准测试方法测量路面亮度和照度等指标。测试场景如图1和图2所示。

图 1 测试布置示意图（由车内其他人员安全拍摄）

图2 测试路线

 2.1 北横通道与外滩隧道

在测试过程中，可以看到在经过报道中的北横通道路段时，连续测试6分钟内，从隧道入口到中间路段和匝道路段，仪表台水平照度从20lx到高达140lx快速振荡（图3），说明照明水平发生了剧烈“震荡”。肉眼观察可见北横通道的照明在亮度、频闪、安装高度、环境反射等方面均存在问题，已经对驾驶安全造成负面影响。同时，墙面的彩色光带分散了驾驶员的注意力，眼动特征明显（图4）。

图3 北横通道内以3s间隔采样的照度分布

图4 墙面的动态彩色光带吸引了驾驶员注意力

  现场发现，外滩隧道的情况有所不同。其照度均匀度相比北横通道有所提高，主要问题在于墙面材料和颜色选择不当，高反光表面在车灯作用下造成了严重的眩光干扰；另一方面从入口段的仪表盘水平照度从600lx快速降低到100lx多，同样存在照明水平的剧烈“震荡”，现场测量数据如图5。这一现象与文汇报报道一致。

图5 外滩隧道从入口段照度快速下降，墙面出现光幕反射

正是上面两条隧道中的照明“震荡”现象引起了驾驶员强烈的不适感，究其原因，是人眼瞳孔为了适应快速变化的环境亮度而进行快速缩放，而瞳孔缩放的程度与不舒适感、视觉疲劳直接相关。图6为本研究团队在2016年基于眼电图的实验研究获得的人眼瞳孔收缩率平均值与不舒适眩光的关系曲线。实验显示，处于不舒适眩光环境时，人眼瞳孔会快速收缩，进而造成眼睛的不舒适和引起视觉疲劳。图7为本研究团队在2018年基于眼动数据的实验研究结果，表明当人眼观测亮度发生变化时，人眼瞳孔相应发生变化从，从而影响驾驶员对目标的观察和反应时间。

图6 随着不舒适感知评分的增加，人眼感觉越不舒适，瞳孔收缩率越大（林燕丹等，2016）

图7 当外界照度发生变化时瞳孔尺寸相应发生变化（李浩然等，2018）

2.2 新建路隧道与复兴东路隧道

据报道，新建路隧道和复兴东路隧道的照明设计受到称赞，这两条隧道被认为光环境舒适、减轻了驾驶疲劳。 新建路隧道内采用了米白色的哑光墙面，搭配暖黄色调的照明灯光。隧道断面设计较高且为弧形穹顶，使空间感觉开阔不压抑。灯具布置上，顶棚灯安装高度适宜并有一定间距，没有形成连续的光源闪烁，灯光柔和不直射眼睛。可见，通过暖色低眩光照明与高漫反射墙面的结合，新建路隧道营造了均匀柔和的光环境，显著降低了视觉刺激。 测试发现，从入口段到中间段变化幅度较为平稳，整体照度范围远小于北横通道（图8）。

复兴东路隧道的设计理念类似。其墙面采用浅灰色哑光涂层，顶部照明灯具间隔布局合理，提供足够亮度的同时避免了过高频闪。实际体验中，驾驶员反映眼前既无刺眼眩光，也不受墙壁反光困扰，视野非常清晰。长时间驾驶也不易产生视觉疲劳。

图8 复兴路隧道和新建路隧道的照度变化幅度远小于北横通道和外滩隧道

可以总结出，这两条隧道高度合适的空间和灯具布置消除了压迫感和直视眩光，光源较柔和且色温适中（偏暖），墙体哑光处理减少了二次反射干扰，使驾驶员的注意力更容易集中。这些设计要素有效避免了光污染，实现了功能照明与视觉舒适的平衡。

上述正反两类案例表明不良光环境会导致眩光频闪等问题，进而危害驾驶安全，而优化的照明设计（合适亮度、均匀暖色光、低反射表面等）能明显提升驾驶舒适度，减少疲劳和风险。

3. 隧道照明的系统优化策略建议

基于以上机理分析、标准要求和案例经验，现提出一套系统性的隧道光环境优化策略，从灯具类型、色温选择、照度分布、反光控制到动态响应设计等方面综合考虑。

（1） 灯具配光与照明设计优化

按照各隧道的实际工况，对灯具的配光和灯具的距高比设置进行定制优化设计，从而满足眩光、频闪和其他隧道照明要求。同时，可考虑采用线性连续光源（如LED连续灯带）或间距较小但单灯亮度低的布置，以提高照明均匀性、降低亮点眩光(Chen et al., 2022)，另外还可抑制频闪，并起到增强视觉诱导性、美观的效果。如果使用低安装高度灯具（如侧壁洗墙灯），应精心计算其间距与角度，使路面亮度均匀且频闪频率处于安全范围（<2.5 Hz）(Chen et al., 2023)。在长隧道中，还可安装诱导灯带（沿墙或沿地面的导引光），提供均匀的环境背景亮度，引导视线方向，缓解单调和定位感不强的问题。

（2） 光源色温控制

宜采用中低色温的照明光源以提升舒适度。上海地方标准DG/TJ 08-2141-2020《隧道LED照明应用技术标准》规定了基本照明用LED隧道照明灯具的额定相关色温宜采用4000K~5000K。从舒适度的角度考虑，按照克鲁托夫曲线，在低照度环境下，低色温的灯光相比高色温的灯光在舒适性方面表现更佳。另外，整体上应避免在同一视野内出现不同色温光源混杂，以免造成色差干扰和注意力涣散。

（3） 照度水平与分布

合理确定亮度等级，避免过亮或过暗。参考标准计算每个区段所需的目标亮度，确保入口段足够亮渐变过渡，中间段维持能满足行车视需的最低亮度即可（避免不必要的高亮浪费）。通过优化灯具布置和配光，使路面亮度纵向变化平缓，不出现突兀的亮带或暗区。隧道横断面上也应均匀，如双排灯具对称布置以覆盖两侧车道。此外，应注意壁面亮度占比。建议墙面下部（约2m高内）的平均亮度不低于路面的60% (DG/TJ 08-2141-2020)，这样驾驶员视野中周边环境不会太黑，减轻“洞穴”压抑感。这相当于提高背景亮度，有研究表明增加背景亮度比单纯提高路面亮度更能有效降低驾驶员精神紧张(Peng et al., 2022)。但背景亮度提升要适度，避免与主要照明形成新的对比。可以利用浅色墙面或安装轮廓灯带来提升环境亮度，而不靠增加灯具功率，以兼顾节能(Peng et al., 2022)。

（4） 眩光与反光控制

针对眩光，应从源头和环境两方面着手。源头上，限制灯具的单灯亮度，宁可增加灯具数量也不让单个灯过于明亮(Chen et al., 2022)。选择扩散性好的透光罩材料，增大发光面积以降低亮度亮感。环境上，应大力消除高反射面，如隧道内墙壁和路面尽量采用哑光、防眩材料处理。例如涂刷浅色系的消光涂料，避免使用釉面砖、大理石这类镜面反射强的材料。对已存在的高光墙，可通过贴磨砂膜、喷涂雾面清漆等方式降低其反射率和光泽。还应检查隧道内其他设施（指示牌、摄像箱、电线管道）是否有眩光风险，必要时加装消光罩。如果某些灯具在特定角度对司机炫目，可加装遮光板挡住直射光线。对于前车尾灯眩光问题，虽然难以直接控制他车灯光，但通过降低墙面反射和提高环境基本亮度，可以减弱尾灯相对于背景的刺目程度。对于监控补光灯，可根据实际工况和监控设备性能，对其光强、配光曲线和照射角度进行优化设计，避免过度照明；也可设置“补光缓冲区”，让人提前对强光有一预适应过程，从而降低眩光感受。

（5） 动态响应式照明设计

未来隧道照明可引入智能控制，根据环境和交通状况动态调整光输出，实现既安全舒适又节能高效。首先，可考虑自适应亮度控制。安装光传感器监测隧道外亮度和隧道内关键位置的亮度，根据实时数据平滑调整入口段灯光亮度，确保白天日照强时提供足够亮度，夜晚或阴天则自动调低，避免过度明亮。其次，灯光模式可与交通感知联动。通过检测车流量和车速，可以调节灯光模式。例如深夜车少时降低部分照明功率节能；高峰期车流缓慢时，适当降低单灯亮度以防止车辆密集尾灯+照明叠加过亮（反之车速快时确保均匀连续照明防频闪）。此外，可考虑分区场景切换。可预先设置多套照明场景，当监测到异常情况（如隧道内发生事故、拥堵）时切换到应急模式，突出引导标志并减少不必要的景观照明，防止二次事故。最后，在保证安全前提下，可以引入一些缓解疲劳的动态光效设计，例如沿隧道渐变改变光带的颜色或亮度节奏，给予驾驶员适度的视觉刺激以保持警觉，但频率和强度必须经过验证不会造成负面效果。

综上所述，隧道光污染的治理需要系统性思维。先依据标准确保基本的亮度、均匀度达标和眩光频闪受控，然后结合实证研究的结果细化各项参数配置。例如，通过试验数据确认最佳灯具间距和亮度组合，以既避免频闪又减少眩光。同时注重驾驶员主观反馈，避免认知负荷与视觉疲劳持续累积。从照明系统设计、材料选型、人因需求和智能控制等各环节统筹优化，最终完成对于隧道照明的优化改进。

补充说明：

本文主要目的是锻炼大学生面对社会问题、结合所学知识进行现场考察和分析的能力。因时间和现场条件所限仅对部分测试数据做了分析，希望能对关注该热点话题的朋友一些启示。

致谢：

感谢复瞻智能科技有限公司提供的快速测试设备，感谢朱虹老师对现场采集的支持。

参考文献

文汇报2025年3月26日.《上海驾驶员直呼太吓人！这些隧道进去就头晕目眩、急刹连连……》https://mp.weixin.qq.com/s/PjcriB9Bo9y7WVJIDb8UM

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