本论文以国家自然科学基金项目——高速行驶环境下视觉敏感区、视觉焦点区演化规律及应用（项目编号：51008241），中国博士后基金项目——公路驾驶员视知觉时空隧道、黑洞效应形成机理研究（项目编号：2012M511290）为依托。我国是世界上公路隧道最多的国家，多数公路隧道处于低照度运营条件。白天公路隧道入口段照度过渡剧烈，导致隧道入口驾驶员暗适应困难，容易诱发“黑洞效应”，容易造成视觉障碍，难以辨别隧道内交通信息，导致隧道入口超速比例高，追尾事故多发。一般采取的改善措施是加强照明，缓和公路隧道入口处的照度过渡，但这种方式的投资、运营成本高，难以为隧道运营管理部门接受。本文基于隧道入口微缩模型场景进行照度过渡实验，利用E-prime2.0搭建平台进行视觉心理实验，并以瞳孔面积变动为指标分析隧道入口路段驾驶员视觉适应特性；实验结果显示：（1）公路隧道入口微缩模型（1:20）能够有效模拟自隧道外进入隧道过程中的瞳孔照度过渡情况；（2）根据视觉负荷评价指标计算结果，隧道入口设施遮光效果从好到坏依次为：30°反削竹＞45°反削竹＞60°反削竹＞30°正削竹＞45°正削竹＞60°正削竹＞格栅式＞端墙式；（3）更长的结构设施更有助于接近隧道入口的过程中提早实现更平缓的照度过渡，且反削竹比正削竹的形式具有更好的遮光效果；（4）进入隧道过程中，过大的照度过渡率易加重驾驶员视觉负荷，并加剧心理紧张，造成视觉震荡，即视觉“黑洞效应”，并对车速、车距信息感知产生严重的判断误差，即视错觉；（6）根据视觉心理实验比选结果，在相同遮光部位下，速度错觉和碰撞时间错觉的大小与遮光长度相关，即越长的遮光设施其错觉量越有降低的趋势；在相同遮光长度下，遮挡天空的反削竹设施对错觉量的降低程度更高于遮挡道路两侧的正削竹设施；（7）重构的视觉参照系能够为驾驶员提供具有强刺激的视觉信息，通过多道频率组合的视觉参照系可以为驾驶员提供有效判断车速的依据，但对碰撞时间错觉的影响不显著。参照物理学中“黑洞”形状，提出一种隧道入口接近段的30-50m长的喇叭形结构遮光设计，缓和隧道接近段的照度过渡，延长驾驶员的暗适应时间；同时利用基于整体光流率的驾驶员速度感知原理、在隧道入口侧墙布置一定密度、大小、频率的逆反射材料（如轮廓标），提升驾驶员的速度感、方向感、距离感，并能主动控速，将有效缓解隧道入口的视觉“黑洞效应”，保障隧道入口处的交通安全。