城市人口密集、车流量大,城市隧道作为城市快速路的特殊路段,不仅事故多发,而且事故后处理比较困难。鉴于城市隧道在城市快速路网中的关键节点作用,有必要对照度变化叠加纵坡因素综合作用下的城市隧道行车安全开展研究,以保障城市快速路网的安全畅通,响应“交通强国”战略提出的建立便捷顺畅的城市交通网络。通过开展城市隧道行车实验,基于实验数据分析城市隧道驾驶人视觉特性的变化规律,采用两步聚类算法对驾驶人视觉特性参数进行聚类分析,对驾驶人在隧道不同位置的类似或异同行为进行识别。针对城市隧道驾驶行为风险影响因素复杂多变的特性,引入风险分析与决策理论,对构成驾驶行为风险的影响因素进行风险度函数建模,寻求城市隧道驾驶行为风险的量化研究方法。建立考虑移动作业区的仿真模型,分析不同工况条件下城市隧道路段宏观交通流参数和微观跟驰风险的变化规律。从城市隧道道路环境对驾驶人的影响角度出发,阐述城市隧道行车危险区域存在的客观性,揭示城市隧道行车危险区域的形成机理,基于多场理论建立行为场、动能场、势能场与驾驶行为、车辆、道路环境一一对应的城市隧道行车安全风险场模型。在前述研究基础上,参照相关规范文件,从城市隧道照明设计、城市隧道视觉诱导设施、城市隧道可变车道分界线及城市隧道控速措施四个方面,探讨有效降低行车安全风险的工程技术措施。通过对城市隧道行车安全的理论和实验研究,得出以下结论:（1）城市隧道长度小于1km的短隧道,通视性较好,对驾驶人视觉特性的影响相对较小;隧道长度介于1km至2km区间时,对驾驶人视觉特性的影响最大;长度超过2km的城市隧道,驾驶人暗适应时间充分,对视觉特性的影响程度降低;隧道长度对驾驶人注视点分布有显著影响,隧道长度越长,驾驶人注视点位于正前方车道的百分比越低。采用两步聚类算法对驾驶人视觉特性参数进行聚类分析,可以识别出驾驶人在隧道不同位置的类似行为。城市隧道驾驶行为风险由驾驶人生理和心理特性、驾驶人风险认知水平、隧道照明条件、过渡段线型及交通饱和度等因素决定,基于风险分析与决策理论建立的驾驶行为风险模型能够较好地描述城市隧道驾驶行为风险。（2）城市快速路敞开段的左侧车道和中间车道交通流均会受到右侧车道移动作业区的间接影响,影响力的大小受到道路交通量和移动作业区时速的支配;右侧车道移动作业区后方纵向距离200m范围内平均行车风险较高,特别是紧随移动作业区后方50m范围内行车风险最高。由于城市隧道内禁止变道超车,右侧车道移动作业区后方排队积压车辆在驶出隧道出口后变道超车,引起左侧车道和中间车道交通流的紊乱。建议城市快速路移动作业车辆工作条件应控制道路交通量低于1200pcu/h,作业车辆行驶速度不低于10km/h,同时对作业车辆后方纵向距离200m范围内的行驶车辆应做到有效提醒。隧道内存在移动作业区时,行车风险较高,建议隧道路段移动作业车辆的工作时间应安排在夜间封闭管养期间或者在工作期间暂时封闭移动作业区所在车道,以保证城市隧道行车安全。（3）同等条件下隧道入口过渡段的动能场、行为场的场强均大于隧道内部;由于叠加了纵坡和隧道侧壁的影响,隧道洞口位置对应的势能场场强最大。同等条件下,位于隧道入口过渡段的车辆所受到的行车风险场作用力明显大于隧道出口过渡段,隧道出口过渡段的行车风险场作用力大于隧道内部,隧道入口下坡同一车道行驶时对车辆产生的作用力最大,其后依次是隧道出口上坡同一车道行驶的车辆、隧道内部同一车道行驶的车辆、隧道入口下坡不同车道行驶的车辆、隧道出口上坡不同车道行驶的车辆,最小的是隧道内部不同车道行驶的车辆。（4）城市隧道路段低速车辆的存在,对交通流平均速度、平均延误时间及交通密度等指标均有影响。通过设置一种城市隧道可变车道分界线,实时调整车道分界线的显示状态,能够有效缓解低速车辆对城市隧道交通流的影响。本文的研究成果可以为提高城市隧道行车安全管理水平提供理论支撑,进一步完善隧道交通安全研究体系,提高城市隧道行车效率,改善城市交通环境。