我国公路网不断地向偏远山区延伸,隧道作为山区公路中的重要结构物,其数量和建设里程持续增加。为节省工程造价,隧道路段一般采用压缩横断面宽度的设计方法,使得隧道横断面宽度与主线路基段并不完全一致,隧道出入口段侧向宽度发生较大变化,这无疑会增加驾驶人的驾驶负荷;另一方面,隧道内部侧向宽度不足易造成驾驶人紧张、恐惧等心理压力,导致车辆向道路中心线偏移,增加了车辆并行时的碰撞风险。因此,通过探究隧道侧向宽度对驾驶人的影响机理,提出科学合理的侧向宽度值,对于高速公路隧道安全设计具有重要的工程应用价值。本文选取15名驾驶员在滨莱高速试验场开展实车试验,利用眼动仪、CAN-OBD测速仪等采集了驾驶人通过隧道时的生理及车辆运行状态数据,使用配对样本t检验等方法分析了不同侧向宽度场景下驾驶人的生、心理及驾驶行为特征;选取心率均值、平均注视持续时间、速度标准差等指标,尝试采用因子分析与熵值法相结合的方法建立了隧道路段驾驶人负荷量化模型,并对不同侧向宽度下驾驶人的驾驶负荷进行了综合评价;综合考虑多维度运行车速影响因素,使用XGBoost算法构建了隧道路段运行车速预测模型,并验证了模型的可行性;最后,基于XGBoost车速预测模型,提出了隧道临界安全车速确定方法以及运行车速提升对策。结果表明,采用较大的隧道侧向宽度有利于减小驾驶员的心理及视觉负荷,驾驶员也更倾向于采用较高车速行驶;设计速度120km/h隧道侧向宽度采用左侧1.00m,右侧1.50m时运行车速显著提升,驾驶人驾驶负荷明显改善;XGBoost车速预测模型可以较好的反映真实值的变化趋势,实现隧道任意断面的车速预测;驾驶人驾驶负荷可划分为低、中、高三个风险等级,设计速度120km/h隧道临界安全车速为116 km/h,通过提出切实可行的运行速度提升技术对策对于隧道路段通行效率的提升具有重要的指导意义。