隧道照明方案分析与设计

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1、陕西交通职业技术学院毕业论文题目：隧道照明方案分析与设计 姓 名：_ _专 业：_ _班 级：_ _指导教师：_ _ 摘要本文从新角度、新理念上提出了特长公路隧道照明系统的人性化设计这一观点，即所有的设计标准、要求和改进措施必须做到以人为本，以更好的满足驾驶员为出发点和最终的落脚点。目的是通过设置合理的照明设施防止“黑洞”和“白洞”效应的产生，消除驾驶员在行驶过程中出现的视觉疲劳，从而减少事故的发生保证隧道内的交通安全 本文首先分析了驾驶员在驶入或者驶离隧道过程中的视觉问题，并在此基础上分析了隧道照明方案的标准，主要包括基本照明、入口照明、出口照明以及应急照明等几个方面。 隧道照明方案中，光源

2、与灯具的选择至关重要，本文把光源和灯具分为两个部分，即传统光源和新型光源，并对两者的优缺点进行了分析，通过对比发现传统光源价格比较便宜，但是耗能较大，而新型光源节能效果好，但是一般价格较高。 本文在第四部分分析了隧道照明控制的作用：为了节约能源，并在此基础之上研究了照明的控制方式，隧道照明控制主要有两种方式，一种是光控制，另外一种是定时控制；并进一步的分析了隧道照明系统控制系统的构成和设置以及如何照明供电。 只有在良好的维护条件下，一个隧道照明设施才能连续和有效地运行，文章的最后就隧道照明系统的灯具和运行维护做了比较详细的分析本论文吸收并消化了国内外在隧道照明系统领域中出现人性化设计这一新理念

3、，为隧道照明设计、施工单位及科学研究提供理论借鉴；同时对驾驶员和交通管理单位也具有参考作用。关键词: 隧道照明、方案、分析、设计AbstractThis paper from the new angle, new principle put forward humanized design this standpoint on overlong tunnel lighting design system. Namely all design standards requests and improvement measure have to attain make people the cen

4、ter, with better satisfy the driver for point of departure with stop for a rest a point ultimately. The purpose is through reasonable lighting system to prevent “black hole” and “white hole” effect, alleviate the drivers sense of vision tired. Thus reduce the occurrence of trouble, promise the traff

5、ic safety in the tunnel. The article analysis the visions problem of the drivers when they are entering or leaving the tunnel firstly, and on this basis we analysis the standard of tunnel lighting project, the main content contains: Basic lighting，Entrance lighting, Exit lighting，Emergency lighting，

6、and so on. In the project of tunnel lighting, the selection of Light source and light is very important, the light source and the light is divided into two parts: traditional light sources and new sources, by comparing the sources, we find that the price of traditional light sources is lower, but th

7、e Consumption is very heavy； the Consumption of the new sources is lower, but the price is very high.In the part four, we analysis the function of tunnel lighting control is in order to save energy, and on the basis we analysis the ways of tunnel lighting control, it have two ways: the first is ligh

8、ting control and the second is time control。And further analysis the settings of tunnel lighting system control, and how to supply the power for the tunnel system lighting. Only in well maintained condition, the tunnel lighting can operate continuously and effectively, at the end of the article, we

9、make a more detailed analysis on operation and maintenance of the lighting systems. This paper absorbed and digested humanization design that was new thoughts appeared in the system of tunnel lighting system. Provide an emollient theories reference for the design，construction unit of the highway tun

10、nel and scientific research； also has reference for drivers and traffic managing.Key words: tunnel lighting； project； analysis； design 目录摘要IABSTRACTII目录IV第一章 绪论11.1文章的研究的背景与意义11.2国内外研究现状11.3本课题研究的主要目的和意义21.3.1主要目的21.3.3研究意义3第二章 隧道照明系统的标准分析42.1隧道的视觉问题42.2隧道照明标准分析52.2.1.基本照明52.2.2.入口照明62.2.3.过度照明62.2.

11、4.出口照明62.2.5 接近段减光设施72.2.6 应急照明7第三章 隧道照明系统的光源与灯具分析83.1传统光源83.1.1白炽灯83.1.2.荧光灯83.1.3低压钠灯83.1.4.高压汞灯93.1.5.高压钠灯93.2新型光源93.2.1LED(发光二极管)93.2.2.无极荧光灯(电磁感应灯)103.3.光源和灯具标准10第四章 隧道照明系统照明控制分析124.1控制作用124.2控制方式124.2.1.光控制124.2.2.定时控制134.3系统构成和设置134.4照明供电13第五章 隧道照明维护分析155.1灯具维护155.1.1灯具损坏155.1.2.灯具光通量的衰减155.1

12、.3.灯具的污垢程度165.1.4.灯具老化165.2运行维护16研究结论18参考文献19致 谢21第一章 绪论1.1文章的研究的背景与意义我国75%的国土是山地和丘陵，在山地和丘陵地区修建隧道可以克服地形限制、改善线型、缩短行车距离，从而保护生态、节省燃料、节约时间、提高经济效益。近十多年来，几乎每年都有十座以上的长大隧道建成。统计数字表明，截至2005年底，我国己有公路隧道2495座，其中包括在建的3000米以上的60余座。在陕西省穿越秦岭的西汉、西柞、西商三条高速公路上的隧道已成群出现，短则2-3千米，长则5-6千米，而秦岭终南山隧道，长达18.02千米，居亚洲第一，世界第二。隧道是一种

13、特殊的管状构造物，侧向净宽比一般公路小，且高度有限，因此环境相对封闭。车辆进入通过隧道过程是一个从明亮进入黑洞，适应黑洞后，又从黑洞走向明亮的过程。这一特殊路段势必给驾驶员带来种种视觉问题。同时车辆在进入隧道后，由于环境的相对封闭性导致驾驶员的视距有限，再加上隧道内较一般区域黑暗犷致使驾驶员心理上易产生不安与压迫感，使操作自由度降低，从而导致事故的发生，影响交通安全性。公路隧道的行车安全问题又是高速公路中交通安全的重要环节，因此公路隧道必须设置照明系统。通过合理的照明，不仅要把必要的视觉信息传递给驾驶员，并且要让驾驶员在隧道行驶过程中感觉安全舒适。1.2国内外研究现状隧道照明是在一般道路照明的

14、基础上发展起来的。围绕如何经济有效的解决驾驶员视觉的暗适应与明适应问题，各国都进行了不同的实验研究，并就隧道的照明问题提出了各自的观点与设计参数。隧道照明分为白天和夜间两种情况来确定不同的亮度值，这是各国共同遵守的原则。隧道照明的困难主要在白天，因此国外在洞外露天的一段距离采用减光措施，逐步将视野环境亮度降低。因为国外对公路隧道的照明技术的研究开始早，经过多年的研究和实践，所以技术相对成熟。例如，早在20世纪60年代，意、法两国之间的Mont Blanc隧道(长11.6千米)就已经按照交通量的变化进行照明调光。80年代后，世界各国相继出台了隧道照明规范，以规范隧道照明的设计和施工，减少交通事故

15、。其中，当时被广泛接受的标准是国际照明委员会1982年制定的。随后，这个标准分别在1990年、1995年进行了修订。在此同时，各国也相继实施了各自的标准，如欧洲隧道照明标准、日本隧道照明指针等。这些发达国家由于照明理论和技术相对比较完善，因此已经形成规范性的标准。为了保证行车安全，根据国家标准，长度超过100米的公路隧道都必须安装照明系统，公路隧道照明技术需要越来越迫切。我国隧道照明技术起步较晚，经验和基工作不足。在2000年以前使用的原则主要遵守公路隧道设计规范来设计隧道的照明系统。由于该规范设计标准不很完善，因此90年代后期，为我国公路隧道照明技术需要，我国有一部分学者在这方面进行了一系列

16、的研究，研究主要从两个个方面进行:确定布置灯光的方案，来消除“黑洞效应”和“白洞效等问题；护设计照明的控制系统，对隧道的照明进行动态控制。2000年1月，我国颁布了公路隧道通风照明设计规范，该规范在照明系统构成、洞外亮度和减光、隧道各照明段的长度和亮度、照明总均匀度和纵向均匀度、调光分级、光源分级、灯具及布置、照度与亮度计算推荐方法等方面做了详细规范的说明。在该规范公布后，从国内研究情况来看，主要研究方向不再集中于讨论如何涉及明系统，而在于如何控制照明系统，实现照明系统的自动化，实现照明系统的优化合节能。1.3本课题研究的主要目的和意义1.3.1主要目的2007年1月20日世界上最长的双洞公路

17、隧道秦岭终南山公路隧道正式通车。秦岭终南山公路隧道是目前世界上第一座采用双洞单向行驶的特长山岭公路隧洞，单洞全长18.02公里，双洞总长36.04公里，建设规模居世界第一。此前世界最长的单洞双向公路隧道是总长24.5公里的挪威洛达尔隧道。秦岭终南山公路隧道双洞总长36.04公里，远高于洛达尔隧道。经常跑长途的驾驶员都知道，进隧道和出隧道时会产生一种“黑洞”和“白洞”效应，眼睛极度不适，会产生各种视觉问题，为了防止“黑洞”和“白洞”效应的缓解驾驶员的焦虑情绪和压抑心理，秦岭终南山隧道参考欧洲先进的隧道设计理理念，用了极县据艺术感的全新照明方案，特意设计了充满人性化的特殊灯光带。隧道内每隔4.5公

18、里设置一处150米长的特殊灯光带，灯光带由蓝色、红色和白色荧光灯管照明，分别组成朝霞、厂晚霞、蓝天、白云等图案，减轻驾驶员在特长隧道行车的单调感，缓解驾驶员疲劳，有效地调节了驾驶员情绪，体现了人性化的设计理念。可见驾驶员作为道路交通安全性问题的核心和主体，保证隧道内的交通安全，必须做到以人为本，做到使所有的设计标准、要求和改进措施以更好的满足驾驶员为为出发点和最终的落脚点。此外，今天的公路隧道照明不仅仅是单纯的功能性照明，它已经融进了景观照明意图，这就要求公路隧道照明设计在保证其交通安全等功能性要求的基础上上，还要与景观照明设计进行沟通，真正做到科学的隧道照明设计。，1.3.3研究意义本论文是

19、在吸收和消化国内外在公路隧道照明系统领域中出现的新思想基础上完成的。本论文的完成对在此领域内的研究人员来说具有参考价值，并为隧道道设计、施工单位和交通管理单位提供理论参考。第二章 隧道照明系统的标准分析照明就是用光，而用光的主题是人，对于公路隧道照明来说主题主要就是驾驶员，所以从隧道的瘾明规划到使用的整个过程都不能忘记人的特性，同时更应考虑我们赖以生存环境的保护，即节能、节约资源等问题。照明的目的是通过视觉进行安全、快捷、愉快的各种行动，确保明视性、安全性和环境的表现性。公路隧道的照明就是把必要的视觉信息传递给驾驶员，并且使驾驶员具有的安全度和舒适程度应不亚于隧道毗连的明线路段，感觉应像在隧道

20、外连接线上行驶时的感觉一样，否则驾驶员在接近隧道时往往会习惯性地突然减速，从而导致出现险情，影响交通安全。公路隧道照明与道路照明的显著不同是白天也需要照明，而且白天照明问题比夜间更加复杂，必须考虑白天的“适应”。当人们的眼睛已经适应了白天的主观亮度以后，就很难在正常的功能状态下，突然面对一个相对亮度很低的隧道入口，这就要立即调整亮度使眼睛达到暗适应，相反，当离开洞时，人们的眼睛已经适应了洞内较低的亮度，突然面对一个相对亮度很高的隧道出口，这就要立即调整亮度使眼睛达到明适应。因此，隧道出入口的照明，必须有特殊加强的照明，使它满足眼睛的适应状况。入口段必须做一好过渡处理，使之从高亮度逐段降低到低亮

21、度水平，在完成这一工作时要考虑到经济效益。为防止隧道内照明由于突然停电或其它原因而熄灭，还应设置独立的供电系统来应急，即应急照明。对长时间停电，还应设置诱导照明，使驾驶员能够在任何情况下看清前进的方向，驶出洞外。对特长公路隧道来说，驾驶员由于长时间在隧道内行驶，不可避免的会产生视觉疲劳和心理紧张恐惧等问题。在设计照明系统时，要充分考虑人的因素做到人性化的设计。因此还要考虑添加特殊照明来消除这一状况。从理论上讲隧道照明与道路照明一样，也需要考虑路面应具有一定的亮度水平，同时还应进一步考虑设计速度、交通量、线形等影响因素，并从驾驶上的安全性和舒适性等方面综合确定照明水平。2.1隧道的视觉问题汽车驾

22、驶员在白天从明亮的环境接近、进入和通过隧道的过程中，与行走在一般道路上是很不一样的，它将发生种种特殊的视觉问题:1.进入隧道前的视觉问题(白天)由于隧道内外的亮度差别极大，所以从隧道外部去看照明很不充分的隧道入口会看到黑洞(长隧道)及黑框(短隧道)现象。2.进入隧道立即出现的视觉问题(白天)汽车由明亮的外部进入即使是不太暗的隧道以后，要经过一定时间才能看清隧道内部的情况，这称为“适应的滞后现象”，这是因为急剧的亮度变化，使人的视觉不能迅速适应所致。3.隧道内部的视觉问题(白天、夜间)隧道内部与一般道路不同，主要在于隧道内部汽车排出的废气无法迅速消散，形成烟雾，它可以将汽车头灯和道路照明器发出的

23、光吸收和散射，降低了能见度。4.隧道出口处的视觉问题白天，汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于通过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个亮洞，出现极强的眩光，驾驶员在这种极强的眩光效应下会感到十分不舒服；夜间与白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，这样就看不清外部道路的线形及路上的障碍物。2.2隧道照明标准分析出于对驾驶员视觉问题的考虑及对照明设计需要，隧道照明系统一般分为下面几个部分:中间段照明、入口段照明、过渡段照明、出口段照明、应急照明、洞外引道照明及接近段减光设施。公路隧道通风照明设计规范(JTJo26.1一1999)规定，长度大于100m的隧道应设置电光照明设施。2.2.1.基

24、本照明在公路隧道照明区段中，基本段照明也叫中间段照明、基本照明。其任务是保证停车视距，基本照明水平与能见度、行车速度以及交通量等因素有关。在正常条件下，基本段的亮度可按表2.1取值。当双车道单向交通量在700辆/小时2400辆/小时之间，双向交通量在360辆/小时1300辆/小时之间，且通过隧道的时间超过1355时，可按表2.1的80%取值。人车混行的隧道，基本段亮度不低于2.5。计算行车速度亮度双车道单向交通2400辆/h双车道单向交通700辆/h（km/h）双车道双向交通1300辆/h双车道单向交通360辆/h1009.0 4804.5 2602.5 1.5401.5 1.5表2.1基本亮

25、度2.2.2.入口照明在通常情况下，当汽车驶近隧道，但距洞口尚有一定距离时，驾驶员的注意力会自然的集中在观察洞口附近情况上，开始注视之点称为注视点。继续接近洞口时，在驾驶员的视野里，亮度较高的外界景物(其亮度为外界亮度)逐渐减少，相应的洞内低亮度的景物逐渐增加。当汽车到达洞外某一点(约距洞口10m)时，司机视野中的外界景物全部消失、开始适应洞内亮度的变化，不再为“感应现象”所困扰，该点成为适应点。在照明设计中，车速与洞外亮度是两个主要基准值，车速已由道路等级限定，洞外亮度值要由道路照明设计者进行周密调查后确定。其取值等级升高一级对造价和运营费用都将产生很大影响，因而需要采取适当措施降低洞外亮度

26、，以便减少造价和节能。2.2.3.过度照明 在公路隧道照明中介于入口段和中间段之间的照明区段成为过渡段，其任务是解决从入口段亮度到中间段亮度的剧烈变化(常为数十倍)给驾驶员造成的不适应现象，使之能够充分的适应时间。2.2.4.出口照明出口段是指隧道内接近出口行驶的驾驶员视觉受洞外光线影响的一段在对向交通的隧道中，两段均为入口，同时也均为出口，两端的照明情况完全相同，也就不存在出口的处理问题，不需要出口照明。在单向交通的隧道中，需要对出口段作适当的处理，以便缓和白洞现象带来的不利影响。根据公路隧道通风照明设计规范(JTJO26.1一1999)在单向交通隧道中，应设置出口段照明；出口段长度取60m

27、，亮度宜取中间段亮度的5倍。隧道出口朝东或朝西的情况下，在日出或日落时阳光可直接射入隧道洞口，形成强烈的眩光.为避免发生这种现象，出口应作适当处理，其方法主要有两种:一是在洞内出口段设置曲线，或在洞外设置曲线段做遮挡；二是在出口引道上设置曲线，并在曲线外侧设置挡墙、种植高大常青乔木等，遮挡直射阳光。2.2.5 接近段减光设施隧道洞外随季节、时辰变化，并且因隧道所处环境(如山区、平原区等)和所在地区不同而变化。明亮的日光下亮度可高达800O0，显然亮度是过高。我们希望能把洞外亮度降低到较低的程度，使司机在进入洞内时感受到的亮度变化较为缓和，因此，需要在洞口外进行一些适当的处理。遮光处理是解决入口

28、照度突变造成的视觉不适应的方法之一，可以减少缓和照明的安装功率。遮光的原则是使越接近入口的光线能够变得几较弱，遮光距离一般不少于50cm。如在接近入口处地段设置遮光栩、铺设黑色路面以及植树或铺植草坪等，借以降低此段的天然亮度，并使路面的亮度与洞口亮度相适应，遮光栩在国外常用，但其建筑费用很高，用栽树的方法来代替遮光栩则较为经济，同样也能收到较好的效果。不论洞外是杏采用遮光处理，在进口段的墙面和路面上都应使用反射率较高的浅色建筑材料。在接近段起点处的20视场中，天空面积小于50%时，不宜设置遮光棚。2.2.6 应急照明隧道照明由于突然停电或其它原因而熄灭，在灭灯最初数秒钟内是最危险的。此时，如果

29、某一汽车突然急减速，而后面其它车辆仍以原速度继续行驶，在这种亮度突然降低的情况下汽车速度突然变化会来危险。但在几秒钟后汽车前灯点燃，驾驶员慢慢适应环境，危险才能消除。因此，事故照明在停电后数秒钟点燃是不能满足要求的，宜有两个以上独立电源供电，应急照明应有另外的独立供电系统。备用龟源能在主电源停电后自动投入，并持续3分钟以上。应急照明的照度一般应为正常照明的1/5以上，对于长时间停电，则希望设置诱导照明，此时应在隧道内壁等间隔布灯，以指引隧道内壁位置及进出方向。在长隧道及特长隧道中，应设置避灾引导灯。第三章 隧道照明系统的光源与灯具分析过去，我国一直是低等级公路较多，公路隧道很少，长、大隧道更难

30、见到，至于隧道的照明设施更无从谈起，对隧道照明缺乏深入研究。随着公路建设尤其是高速公路建设的发展，公路隧道方案被广泛采用，公路隧道项目日益增多。隧道照明设施的规模及数量越来越大，隧道运营电力费也越来越高；同时隧道照明质量跟不上高速发展的公路建设，严重影响行车安全性，隧道交通事故也日益增多。因此对隧道照明节约能源、提高照明效果、保证行车安全性和舒适性的要求进一步提高。隧道照明的光源应满足隧道特定环境下的光效、光通量、光衰减、寿命、光色和显色性、成本要求；同时还能保证在汽车排放形成的烟雾中有良好的能见度。隧道照明的效果必须依靠可靠的光源来实现。公路隧道一旦投入使用，照明系统几乎就处于长期点灯状态。

31、选择一种适宜的光源，是隧道照明的重要环节。应综合考虑，合理运用，隧道用光源的发展方向是高效节能。目前隧道照明中一般选用的光源是白炽灯、荧光灯、高压汞灯、低压钠灯和高压钠灯。随着科技的发展，照明领域取得了一个又一个的进步，随着LED新光源的推出以及电磁感应灯的问世。人们也试图将这些新型电光源用于道路和隧道照明中。3.1传统光源3.1.1白炽灯白炽灯开创了人类电气照明的历史，是照明也是隧道照明的第一代光源。白炽灯结构简单、使用方便、易于调光、色调温暖、显色性好，但是效率低、耗电高、寿命短、容易破碎。目前隧道照明中已不使用白炽灯。3.1.2.荧光灯荧光灯使用寿命不长，透雾性较差，但显色性较好，荧光灯

32、的光效和寿命均为普通白炽灯的5倍以上，在城市隧道中也有使用，一般使用在隧道紧急停车带和人行横道中。3.1.3低压钠灯低压钠灯虽然光效高于其它光源，但是它的显色性差，使用寿命短，国内几乎没有生产，所以目前在隧道中很少使用。随着进一步的研制，延长寿命，也将在隧道中大量使用。3.1.4.高压汞灯高压汞灯是隧道照明的第二代光源，光效不高，.而且吸引蚊虫，不能调光。目前隧道照明中己逐渐减少使用。3.1.5.高压钠灯高压钠灯光效高、透烟性强、使用寿命长，是隧道照明绿色产品。高压钠灯是目前公路隧道照明光源的最佳选择。在公路隧道的发展进程中，高压钠灯发展空间广阔，市场容量很大，替代高压汞灯照明势在必行。90年

33、代中期，欧司朗公司已开发出脉冲式钠灯光源，该光源除继续保持寿命长、高光效的特点外，还显著改善了光色和显色性。目前，国内外隧道照明几乎均采用高压钠灯。这是因为高压钠灯具有光效高、寿命长，且所发出的桔黄色的光线，具有强透雾功能。高压钠灯主要配用镇流器。目前在市场上销售的镇流器有传统电感镇流器、节能(低损耗)型电感镇流器、H级电子镇流器、L级电子镇流器。传统的电感镇流器功率耗损大，仅镇流器每年消耗电能数量巨大；可电子镇流器具有高光效、低频闪和节能等优点，但目前因价格过高或产品质量难以令人满意或对外电磁干扰很严重等适用范围受到限制。而节能型电感镇流器性能安全、可靠、节能；省钱，一符合现在的中国国情，符

34、合绿色照明的需要，可靠耐用，价格低廉，节能效果显著，既实现环保节能又可以节省投资，是绿色照明时代的主流产品.同时高压钠灯的寿命在标准电压下工作一般为18000h一24000h。3.2新型光源3.2.1LED(发光二极管)LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域。但白色LED单颗用电IW，光输出25 lm，目前由于白光LED的光效低、功率小，亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。近年来，LED的发光效率虽然在逐步提高。但是，在照明普及应用方面仍存在一些技术性问题:(l)LED灯的功率和光效有待大幅提

35、高，使其具有更高的光通量和更高的能量效率。(2)白光LED发出的白光带有蓝色光的成分，在这种光的照明下，人们的视觉效应不是很自然、舒服。(3)如何将LED点光源集中形成高强度、大面积照明。(4)价格昂贵是影响LED照明的主要原因，降低成本是LED照明推广应用的关键。(5)LED和光学、机械、电子控制等相关技术的整合。(6)LED照明规范、标准的制订。解决上述问题需要很长的一段时间。据了解目前国内外还没有LED新光源在隧道照明应用的成功案例。LED新光源要在隧道照明中建设和维护中取代大功率的高压钠灯、高压汞灯、金卤灯等光源，还需进一步的研究和探讨，解决LED光源在照明应用中存在的技术问题，生产出

36、符合隧道照明的新产品才能使LED新光源发挥更大的作用。目前，全世界都在致力于LED的研究，可以相信，在不久的未来，LED光源的应用也将不断发展，在隧道照明建设中发挥巨大的作用。3.2.2.无极荧光灯(电磁感应灯)无极荧光灯采用的原理是先由电产生磁场，再由磁场产生感应电流，再应用耦合震荡原理将产生的高频电压注入到玻壳或玻璃管中。电磁感应灯的寿命可以达到60O00h以上，光效可达8590lm/w，显色性好，而且高效节能。但电磁感应灯真正投入照明，服务社会，技术上还需要更多的完善。如何解决大范围应用电磁感应灯存在的电磁干扰，就成为科研人员主要的攻关课题。且价格昂贵，在日本新干线上安装的105W的灯体

37、，约500美金左右一只。德国欧司朗公司已开发成功IOOW和150W两种规格无极荧光灯并投入使用，但价格高，每只55006500元，只在欧洲少量使用。国内生产的无极荧光灯已开始了在隧道的尝试，但质量不稳定，使用后效果不好。3.3.光源和灯具标准公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.1一1999)规定光源按如下要求选择:1.一般情况下宜选择效率高，透雾性能较好的光源。2.短隧道、柴油车较少的城镇附近隧道、应急停车带、人行横通道、车行横通道可选用显色指数较高的光源。3.光源的使用寿命应不小于l0000h。隧道照明灯具应满足下列要求:1.防护等级应不低于IP65。2.应具有适合公路隧道特点的防眩装置

38、。3.灯具结构应便于更换灯泡和附件。4.灯具零部件应具有良好的防腐性能。5.灯具配件安装应易于操作，并能调整安装角度。6.灯具不得侵入隧道建筑限界。第四章 隧道照明系统照明控制分析隧道照明亮度主要取决于行车速度、洞外亮度和通行交通量，在照明设计过程中已经充分考虑了这些因素，而且一般是按不利情况下考虑的，所以能够满足设计车速、设计交通量和设计洞外亮度情况下的照明要求。然而洞外亮度在春、夏、秋、冬，在早晨、中午、傍晚、深夜，在晴天、阴天、雨天、雪天是不同的。隧道照明控制就是要依据这些不同情况，开启和关闭相应数量的照明灯具，使其既能满足安全行车的需要，又有利于节能。4.1控制作用照明控制是节约能源的

39、重要手段，从早期的手动开关，发展到现在的智能化控制，为人们提供了舒适的光环境。公路隧道熊明控制就是既要为通过隧道的车辆提供良好的照明环境，满足安全行车的要求，还要达到节约能源、延长照明系统使用寿命、降低运营成本的目的。4.2控制方式隧道照明系统是一个多光源系统，通常的做法是将这些灯具分组分回路进行控制，洞内亮度的高低由开启灯具数量的多少来决定，不做单个灯具的调光控制。为使驾驶员适应隧道内外的亮度差，保证行车安全，并节约能源，一般应对隧道照明实施自动控制。控制方式有光控和时序控制两种。4.2.1.光控制光控制实际上是一种实时控制，既根据实际测得的隧道洞内外亮度值，实时调节洞内照明系统，以满足驾驶

40、员适应洞内外亮度差的需要。驾驶员的适应时间和距离，取决于洞内外的亮度差和车速，一般采用一个停车视距。在隧道入口处洞内外各设一台检测装置，将自动检测到的洞内外亮度值送给照明监控计算机，计算机经数据处理后，产生控制方案，并将控制指令下传到现场区域控制器，现场区域控制器按照指令要求，实时开启或关闭相应的照明灯具，从而形成一个闭环控制。为方便照明自动控制，隧道内照明灯具可有两种配置方式:其一为将照明灯具分组分回路供电，依据洞内外光度计的比较值，决定点亮照明灯具的数量，使洞内亮度随着洞外亮度比例变化。此种方式应用最为广泛，配线简单，控制单元少，故障率低；缺点为适配性不好，在换档过程中会令驾驶员有不适感，

41、且照明均匀度较差。其二为照明灯具采用调光控制装置的连续可变系统，以适应洞内外亮度实时的变化，可产生最好的效界，使隧道照明可获得较佳的均匀度；缺点为控制单元多，照明器具须为调光型，价格较贵，在实际工程中很少采用。这两种方式在调节时均应考虑适当的时间延迟，以避免在临界状态下过于频繁的变化。4.2.2.定时控制定时控制也叫时序控制，即将洞外亮度值按日、周、月、年实测得到的统计规律值输入计算机，计算机调节控制洞内的照明灯具去适应这个值的变化。此法的缺点是用于决策控制的参数是历史统计数据，不能与当时的实际气象完全吻合，可能造成能源浪费。因此，照明控制系统应当根据任一时间的实际情况来调节其运行状况。根据照

42、度计检测到的实际亮度，对照明控制进行实时的控制是最为有效的方法，可以达到既保障安全，又节约能源的目的。当采用实时控制方案，光检测器发生故障时，监控中心计算机应自动转入定时控制。如遇到火灾，无论照明现状如何，照明控制系统应将隧道照明开到最大程度，以利救灾。照明系统还应设置手动控制功能，可在中控室计算机或隧道照几明配电箱上分别完成，隧道低压配电柜上的手动装置主要用于维修的需要。4.3系统构成和设置隧道照明控制系统由光亮度检测器、隧道区域控制器、控中心计算机、配电房照明配电柜、照明控制计算机控制屏、隧道内照明灯具构成(其中配电房照明配电柜、隧道内照明灯具一般划为土建设计范围)。隧道光亮度检测器一般成

43、对地设置在隧道口内外，洞外光度计测量隧道入口范围的亮度，方向同行车方向，安装立柱高5m左右，测量角度为20，测量范围一般选择060O0，输出信号为420mA，与光亮度成正比。另一部光度计测量隧道内引入段的亮度，安装在进洞约20m处，测量范围0300。当采用实时控制或时序控制时，照明配电柜不得再使用传统的手动刀闸，必须使用继电器、交流接触器等器件，以便于接受从计算机或区域控制器送来的自动控制信号。4.4照明供电根据隧道照明设计所提供的资料和隧道照明的控制要求，确定照明供电方式、配电线路路径及线路结构形式，选择配电导线或电缆及其配电设备和保护设备。1.分段实施控制隧道照明通常采用放射式供电，每个回

44、路干线由变电所0.4Kv侧引出，接至隧道内相应的照明控制箱(配电箱)，再以支线接到隧道上方的各照明灯具。2.由于隧道灯具一般采用高压钠灯，其谐波含量较大，配电干线应选择四芯等截面电缆。3.每路照明配电线路的配电设备和保护设备一般应包括低压断路器或刀熔开关、交流接触器、电流互感器等。以上设备应根据每个回路的计算负荷选择和整定，并校验配电线路的配合。第五章 隧道照明维护分析只有在良好的维护条件下，一个隧道照明设施才能连续和有效地运行。此外，维护不良会导致因光源光通量下降、灯泡损坏和灯具肮脏等恶劣效果，这种恶劣效果给照明质量带来了不可容忍的损失。即使是在一个维护得很好的照明设施上，某些质量上的恶化也

45、是不可避免的，这种恶化将出现在运行周期最大值的地方。面对照明设计者的任务，就是联系着维护周期和设施提供的初始照明水平，而使照明水平和质量不要降低到标准规定以下。同时，这一设施的维护不应很高、耗能也不应过大。5.1灯具维护5.1.1灯具损坏由于制作上允许存在一定的误差，这就使得对一个灯具不可能提供一个精确规定的寿命或者预告一支特定的灯具何时损坏。而且，对于在隧道照明上常用的放电灯来说，灯光制造者很难控制，例如，镇流器的型式，大气温度，工作电压，开关频率，点燃位置，机娜解动的严重性以及其他等等。灯具寿命的变化也常常与灯具使用的功率是否匹配有关。灯具制造厂又在实验室控制的条件下，对标准的灯具进行处理

46、得到“损坏率曲线”。每条曲线都指出了在不断增加着的点燃时间中，仍在继续点燃的某种指定类型的灯具，其损坏率达到50%时所点嫩的小时数，称为灯具的平均寿命。图5.1高压钠灯(HPS)高压汞灯(HPM)和低压钠灯(LPS)的损坏率曲线，h为点燃小时数5.1.2.灯具光通量的衰减灯具光通量的衰减，这也就是说，绝大多数的灯具在经过了一段老化时间之后它的光输出都要下降。不过，就象灯具的损坏一样，在实际运行条件下提出一个光通量衰退十分可靠的资料也是办不到的。灯具制造者能够对不同的灯(种类和功率)提出一个光通量衰减曲线，这也是在实验室控制的条件下取得的。在下图给出了某些灯具的光通量衰减曲线，它表示出高压钠灯和

47、低压钠灯的光通衰减趋势，特别是在后期要低于高压汞灯。图5.2灯具光通量的衰减曲线，h:点燃小时数5.1.3.灯具的污垢程度在隧道照明中最严重的光输出损失是来自灯具光发射面上的尘垢积集。肮脏的灯具会使灯具的光分布形成不利的变化。自然，肮脏的严重程度与灯具类型和大气污染状况有关。一封闭的灯具比开敞的灯具防尘的效果更好些，还可以防腐蚀，自然，它的密闭性应当是相当好才行。当然，如果一旦封闭式的灯具也被脏东西侵入了的话，那么很快就能使输出的光通量每年降低达20%30%之多。而对于无保护的暴露位置很可能每年的光输出损失只有5%10%。5.1.4.灯具老化灯具的老化表现在反射器和镜面反射性能的逐渐衰退或者透

48、明罩因腐蚀和变色造成的透光率的损失。自然，这种效果与灯具品种和它使用的材料有关。灯具因老化造成的光输出损失是不能靠清洗来恢复的，对于一个封闭型的高质量灯具，它的光输出下降平均值应按每年1%计算。5.2运行维护在一个新的隧道照明设施被设计好了之后，只有在运行过程中才能评价，上面提到的各种影响光输出衰退的总效果，也只有在保持照明标准得到一定保证的情况下，才能谈得到设施的寿命问题。自然，衰减效果总的扩展程度主要是靠维护的性质和这种维护的操作频率。例如，清扫周期之间的间隙愈长，污垢的积集对输出的光通量影响也愈大，由此，对一个新的照明设施的要求也就愈高。灯具可以在它不亮的时候单独地更换，也可以在经过了一

49、段合理的点燃时间以后，不管它们坏了没有，把安装在设施上的灯泡全部更换掉。后一种更换方式通称为“群组更换”，这种群组更换的运行方式，通常是与灯具的清洗和电器与机械连接的检查结合进行的。有时，也采用群组更换和单独发光点更换(在检查位置上更换坏了的灯泡)结合起来的方式。群组更换(包括灯具的清洗和检查)是一种现行的既节约资金又节约能耗的最佳解决方法，采用了这种方法以后，可以使因灯泡光通量衰退和灯具肮脏导致的灯具光输出下降保持在一个相对较低的水平上；它的结果是维护水平将比较接近于照明设施提供的“初始”照明水平。CIE提出的第33号技术报告(CIE，1977b)中给出了最佳群组更换周期的方法和详细资料(对

50、应这一周期，点燃小时数有时被称为灯泡的经济寿命)。一个有效的群组更换(以及清洗)周期通常间隔为6000h-8000h (也就是1.52年)。在严重污染的地区，有时要求在群组更换周期之间增加一次清洗操作，这样就缩短一个间隔的周期。研究结论公路隧道的行车安全问题是高速公路中交通安全的重要环节，公路隧道必须设置照明系统。通过合理的照明，把必要的视觉信息传递给驾驶员，并且让驾驶员在隧道行驶过程中感觉安全舒适。因此对隧道照明系统来说，首先要满足的就是交通安全，其次是人性化和优化节能。通过人性化设计让驾驶员在隧道行驶过程中消除各种不良现象，如视觉疲劳、道路催眠等。优化节能是社会经济可持续发展的战略思想。本

51、文对隧道照明系统的研究就是在充分满足驾驶员安全舒适情况下，做到人性化的设计和节约能源。本文结合国内外学者在这方面的研究，主要做了以下工作:1. 详细分析了驾驶员接近、进入和通过隧道的过程中将发生种种特殊的视觉问题。2详细分析了在介绍了公路隧道照明设计的一般原则和标准3探讨了隧道照明系统的光源与灯具选择，以及隧道照明的维护问题4分析了隧道照明系统的控制作用、控制方式等。参考文献1http:/news.sxhighway.gov.en2宋白桦、李鸿、贺科学.公路隧道的研究现状和发展趋势J.湖南交通科技，2005:96-983吕康成、朱光仪.公路隧道运营设施Ml.北京:人民交通出版社， 1999:8

52、1-1294中国人民共和国行业标准.公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.1-1999).北京:人民交通出版社，2000:41-515赵忠杰.高等级公路隧道照明设计与研究J.西安公路交通大学学报.1999: 55-576汪建平、邓云塘、钱公权.道路照明M.上海:复旦大学出版社，2004:166-1777陈彦华.公路隧道照明灯具的现状和发展趋势J.照明工程学报.2002:55-618陈彦华、谭光友.公路隧道照明光源的选择J.灯与照明.2006:23-259刘衍.高速公路隧道照明及节电措施J.本溪冶金高等专科学校学报. 2004:31-3310赵鸿鸣、胡剑波等.高速公路隧道照明系统的集散控制和检

53、测J.自动化与仪表.1999:43-45.11罗智佳、钟汉枢、毛宗源.公路隧道照明系统J.交通与计算机. 2005:117-11912李增勇、王成煮.驾驶疲劳与汽车人机工程学初探J.机械设计与制造工程. 2001(9):12-14.13王海勇、梁峰.基于人机工程学的驾驶疲劳模型Jl.工业安全与环保. 2005:45-4614周一鸣、毛恩荣.车辆人机工程学M.北京理工大学出版社，199915庞蕴凡.视觉与照明M.北京:中国铁道出版社，199316李农、杨燕.照明手册M.北京:科学出版社，200518辛德胜、林晓珑、卢云华.驾驶员动视力对交通安全的影响及检测系统的研究J，车辆工程.1998(3):

54、183-18619张开冉.机动车驾驶员疲劳问题研究D.西南交通大学.199920张艳霞.影响驾驶员行车安全的心理因素与对策研究J.,山东交通学院学报.2004(3):41-4421刘肖咏.浅谈驾驶员心理因素与行车安全铁道警官高等学校学报J, 2003(1):102-10422李军衡.正确分析驾驶员的心理活动是减少事故的重要途径J，农机安全与监理.1998(1):24-2523杨转、郭忠印.隧道进出口车速变化研究J.上海公路.2006(1)48一5024王振强.道路线形设计应注意的问题J.甘肃科技.2002(n卜56一5725缪鹃、詹振炎.基于直线约束的道路线形设计通用方法J.中国公路学报.20

55、02(7):15一17致 谢时光飞逝，我还记得学典礼仿那天自己激动的心情，而一转眼就要告别三年美好的大学生活，开始新的征程。回顾这三年的生活，历历在目、点点滴滴，心里百感交集。在此论文完成之际，特向在三年的生活和学习中，给予我帮助的人表示最诚挚的感谢。我的论文能够顺利的完成，首先要感谢的是我的导师XX老师。凤老师渊博的知识、宽阔的视野以及儒雅的气质给我留下了深刻的印象，能过作为凤老师的学生，我深感荣幸。在论文的写作过程中，从选题到文章的构思、内容等方面，凤老师都给予了我很大的指导和帮助，并对论文提出了许多宝贵的意见和建议，在此向凤老师表示由衷的感谢。我还要感谢XX学院的老师们，在我三年的求学生

56、涯中，他们不仅传授我们以知识，还教会我们为人处世的原则，这些都让我受益终身。我还要感谢陕西交通职业技术学院XX系2007级全体同学，三年来我们一直互相勉励，彼此之间结下了深厚的友谊，让我时刻感受到集体的温暖，这份情谊是我人生之中最宝贵的财富，在此毕业之际，祝福、你们前尘似锦，在未来的日子里一切顺利！最后我要感谢我的父母，是他们默默的付出，才使得我能够顺利的完成学业亲爱的爸爸妈妈，你们辛苦了！ 芅薁薅羇肈蒇薄聿芃莃薃蝿肆艿蚂袁节膅蚂羄肅蒃蚁蚃芀葿蚀袆膃莅虿羈莈芁蚈肀膁薀蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螆羅羂芈螅蚄膈膄螄螆羁薂螃罿芆蒈螂肁聿莄螁螁芄芀螀袃肇蕿螀羅芃蒅衿肈肅莁袈螇芁芇蒄袀肄芃蒄肂荿薂蒃螂膂蒈蒂袄莇莃

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