Influence Characteristics and Action Mechanism of Tunnel Traffic Signs Based on Driving Behavior

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.220251

Abstract

Abstract:

Reasonable setting of tunnel traffic signs can alleviate the “spatial-temporal tunnel effect” caused by the special environment of tunnels to a certain extent. This paper studied the influence of traffic signs (speed limit signs and exit warning signs) on driving behavior in highway tunnels. Firstly, it selected long tunnels as experimental sections, obtained fine-grained microscopic behavioral data of drivers through driving simulator, and constructed a linear mixed effect model considering the influence of random effects to reveal the influence characteristics and mechanism of traffic signs on driving behavior in tunnels. The results show that: there are differences in the effects of traffic signs on driving behavior in different influence zones; installation of speed limit signs inside the tunnel can reduce the probability of accident risk to a certain extent and the repeated setting of speed limit signs can improve drivers’ maneuvering ability to a certain extent; the setting of speed limit signs and exit distance warning signs inside the tunnel can help improve drivers’ spatial control ability and driving comfort. Among them, the installation of tunnel exit distance warning signs in the impact zone of less than 1km from the tunnel exit helps to improve the driving comfort of drivers; the installation of tunnel exit distance warning signs in the impact zone of 2 km and 1.5 km from the tunnel exit can improve the vehicle control ability and at the same time make drivers have a higher driving speed. In addition, driving behavior under the effect of tunnel traffic signs is influenced by driver’s gender, age, driving experience and other characteristic attributes, with male drivers having a lower driving risk.

Key words: tunnel traffic sign, driving behavior, influence characteristics, action mechanism, linear mixed effect model, driving simulation technology

CLC Number:

U491.5⁺21

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Figures/Tables 15

Table 1

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Fig.2

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Fig.4

Fig.5

Fig. 6

Fig. 7

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驾驶员特征	数量/人	比例/%	平均值	SD
男性	23	74.2
女性	8	25.8
年龄18~24岁	2	6.5	40.7岁	8.0岁
年龄25~34岁	5	16.1
年龄35~49岁	21	67.7
年龄50岁及以上	3	9.7
驾龄5年及以下	3	9.7	14.8年	7.1年
驾龄6~10年	8	25.8
驾龄11年及以上	20	64.5

隧道设计参数	参数值
限速	60~80 km/h
隧道类型	单洞、单向三车道隧道，包括一条应急车道
隧道长度	3.5 km
建筑净界限高	5.0 m
隧道宽度	两条行车道每个宽3.75 m，一条紧急车道宽4.5 m，检修道宽1.25 m
隧道类型	特长隧道
线性及高程	直线为主，模拟状态下高程为0
曲线段半径	3 000 m

方案编号	隧道出口距离预告标志	限速标志
A
B		距隧道入口1.5 km处设置限速标志
C	距离隧道出口2、1.5、1、0.5 km处分别设隧道出口距离预告标志	距隧道入口1.5 km处设置限速标志

变量	影响区段	设置方案	平均值	标准差	最大值	最小值
平均速度/ （km·h^-1）	全程	A	79.41	4.40	88.67	71.65
		B	79.90	4.71	94.70	69.76
		C	80.74	4.99	102.44	75.51
	区段1	A	79.43	5.55	87.8	60.91
		B	80.00	4.93	95.53	71.36
		C	81.08	7.99	121.98	74.75
	区段2	A	79.80	4.48	88.33	71.84
		B	79.45	5.01	92.61	67.15
		C	81.10	5.42	105.36	74.68
	区段3	A	79.47	4.81	90.60	69.68

区域	结果
区域	截距	方案B（vs.方案A）	方案C（vs.方案A）	男性驾驶人（vs.女性）	驾龄6-10年（vs. 5年以下）	驾龄11年以上（vs. 5年以下）	随机截距方差	残差方差	拟合优度
区段1	76.653^**（<0.001）				9.145^*（0.095）	2.993（0.597）	10.96^**（<0.001）	21.02	AIC= 600.4	BIC= 630.7	R²=0.204
区段2	76.549^**（<0.001）				7.519^*（0.083）	2.581（0.564）	7.117^**（<0.001）	12.296	AIC=552.5	BIC=582.9	R²=0.236
区段3	86286.097^**（<0.001）	0.7450（0.324）	1.290^*（0.090）		8.939^*（0.025）	4.559（0.263）	6.249^**（<0.001）	8.688	AIC=524.6	BIC=555.0	R²=0.279
区段4	77.453^**（<0.001）	0.948（0.270）	1.547^*（0.074）	-2.447^*（0.068）	9.497^*（0.014）	4.318（0.269）	4.668^**（<0.001）	11.248	AIC= 538.1	BIC= 568.5	R²=0.284