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摘　要：结合公路隧道的视觉特点，探讨了照明设计的原则和标准，并通过对照明曲线的分析，提出了改进方法，给出了改进后的照明曲线。

关键词：隧道照明；照明设计；照明曲线；改进方法

　　隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题。为适应视觉的变化，需设置附加电光照明，关于隧道照明设计，不同国家有不同的标准和要求。中国在这方面虽起步较晚，但也有相应的规范和要求。

1　隧道照明设计的原则和标准

1.1　隧道照明设计的原则

　　为解决车辆驶入或驶出隧道时亮度的突变使视觉产生的“黑洞效应”或“白洞效应”,许多国家各自确定了一些设计原则和标准：如美国IES、英国BS、日本《隧道照明设计指南》、国际照明协会的CIE标准以及中国的《公路隧道设计规范》等。共同遵守的设计原则可以归纳为以下几点：

　　(1)隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明；
　　(2)白天车辆进入隧道时，路面亮度应逐渐下降，使司机的视觉有一个适应过程，将入口段分为引入段、适应段和过渡段；
　　(3)确定引入段、适应段和过渡段的长度(S),通常按车速(V)以T=2s的适应时间来确定,可用S=VT/3.6(m)来估算；
　　(4)出口段也应设过度照明，在双向交通情况下和入口段相同；
　　(5)夜间出入口不设加强照明，洞外应设路灯照明，亮度不低于洞内基本亮度的1/2；隧道内应设应急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。

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2.2　区段的划分及亮度的确定
2.2.1　规范要求的照明曲线
　　按表1的标准要求，规范中给出了白天照明渐变梯度图(照明曲线，如图1)。

图1　规范要求的渐变照明曲线(向双交通)

　　对规范中给出的照明曲线，这里提出3种处理方法，以设计车速80km/h为例，第1种是简单处理，就是将120m入口按引入段40m亮度为80cd/m²；适应段40m，亮度为46cd/m²；过渡段40m，亮度为4.5cd/m²，这样大梯度过渡如图1中粗线所示，因平均亮度低于规范要求的亮度，显然不可取。第2种是折衷处理，就是将120m入口段40m，洞口最高亮度取洞外亮度4000cd/m²的1/30即133cd/m²，则该段的亮度为(133+80)=106.5cd/m²；适应段40m，亮度为(80+46)/2=63cd/m²；过渡段40m，亮度为(46+4.5)/2=25.25cd/m²，这样大梯度过渡，形成的梯度曲线和规范要求的渐变曲线相差甚远，也不宜采用，如图1细线所示。第3种是渐变处理，就是分别计算出亮度为80cd/m²、46cd/m²、4.5cd/m²的布灯间距，然后逐渐的变化布灯间距，以适应渐变曲线，如设计路面宽度为8.5m，选用400W高压钠灯。

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2.2.2　改进的照明曲线
　　由2.2.1可以看出，实现规范要求的照明曲线有多种方法，同时也说明规范要求的照明曲线不实际也不合理。结合多座隧道的照明设计、施工及运营实践经验，现提出一种改进的方法，改进的照明曲线如图2。

图2　改进后的小梯度照明曲线(向双交通)

　　改进方法是把长均为40m的引入段,适应段和过渡段各分成20m的两个区段,形成了图2中的①～⑥区段,①～⑥各区段的亮度取区段的起点和终点亮度的平均值,形成了改进后的照明曲线,各点及各段亮度如下：
　　入口亮度L₀=133cd/m²，a点亮度L_a=106.5cd/m²，b点亮度L_b=80cd/m²,c点亮度L_c=(L_b+L_d)/2=(80+46)/2=63cd/m²，d点亮度L_d=46cd/m²，e点亮度L_e=(L_d+L_f)/2=(46+4.5)/2=25.25cd/m²，f点亮度L_f=4.5cd/m²。
　　①段的亮度L₁=(133+106.5)/2=120cd/m²
　　②段的亮度L₂=(102+30)/2=91cd/m²
　　③段的亮度L₃=(80+63)/2=71.5cd/m²
　　④段的亮度L₄=(63+46)/2=54.5cd/m²
　　⑤段的亮度L₅=(46+25.5)/2=35.6cd/m²
　　⑥段的亮度L₆=(25.5+4.5)/2=14.9cd/m²
　　从图2改进后的小梯度照明曲线可以看出每个区段亮度是一定的,也就是说每个区段中的灯具间隔是相同的。这样每个区段只须计算一次布灯间距,并且还可以看出用改进后的小梯度照明曲线,设计和施工都很方便,完全可以替代规范中要求的渐变曲线,且通过实际工程检验效果良好。

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1.2　隧道照明设计的标准

　　依据以上原则，中国JTJ 026-90《公路隧道设计规范》中给出了明确的标准。
1.2.1　白天照明的隧道照明区段长度及路面最低亮度
　　白天照明的隧道照明区段长度及路面最低亮度如表1。

表1　照明区段长度及路面最低亮度

设计车速	引入段		适应段		过渡段
(km/h)	距离 (m)	亮度 (cd/m2)	距离 (m)	亮度 (cd/m2)	距离 (m)	亮度 (cd/m2)
80	40	80	40	80～46	40	4.6～4.5
60	25	50	30	46～30	30	4.5～2.3
40	15	30	20	30～20	20	2.3～1.5
20及以下		1.0		1.0		1.0

1.2.2　隧道内基本照明及夜间照明亮度 　　隧道内基本照明及夜间照明亮度如表2。 表2　基本照明及夜间照明亮度

设计车速(km/h)	80	60	40	20及以下
路面平均亮度(cd/m2)	4.5	2.3	1.5	1.0

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5楼 大 中 小 发表于 2007-3-23 15:33 只看该作者 Re:楼主 2.1.1　路面亮度计算 　　为了便于计算，一般是先计算平均照度，而后根据路面所选用的材料，选定一换算系数，再换算成亮度，计算平均照度的公式为 E=NΦSUFKK1/(BS) 式中：N为灯具排列方式(相对排列时为2，交错排列时为1)；UF为路面直射光利用系数；K1为因相互反射作用使照度上升的系数；ΦS为灯具中全部光源的总光通量(lm)；K为减光系数；B为路面宽度(m)；S为灯具间隔(m)。 　　其中,N、ΦS、B、S由设计而定,UF、K、K1通常可分别取0.38、0.48、1.23,也可由查表或计算得到。 2.1.2　亮度均匀度的定性判断 　　路面及洞壁下半部分亮度均匀度应满足一定的要求，在灯具安装间距确定后，可按下述方法定性判断是否满足均匀度的要求，即 　　相对排列　S≤2.5h； 　　交错或中间排列　S≤1.5h 式中：S为灯具安装间距；h为灯具安装高度。 2.1.3　闪烁的防止 　　闪烁效应是由于照明器不连续布置,司机的视觉不断经受明暗变化的刺激,使人产生不快感。闪烁效应的频率低于2.5Hz或高于15Hz时可不计。闪烁频率(F)主要与灯具安装间距(S)和车速(V)有关，即F=V/S。据此，将不产生闪烁效应的布灯间距列于表3。 2.1.4　眩光的控制 　　眩光是由视线内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，引起不舒适或造成视觉下降的现象。所以要尽量避免采用高亮度大光源照明，以控制眩光。 表3　不产生闪烁效应的布灯间距 设计车速 (km/h) 80 60 40 灯具间距(m) S<1.5或S>8.9 S<1.5或S>6.6 S<0.7或S>4.4

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menghuan ∮夢綄￡儛榊 二级 野人 UID 015246  积分 240  金币 0   阅读权限 20  个人空间 发短消息 加为好友 当前离线	6楼 大 中 小 发表于 2007-3-23 15:33 只看该作者 Re:楼主 　这样从入口开始，引入段灯距从连续布设到间距2.28m，适应段灯距从2.28m到3.79m，过渡段从400W灯3.79m间距到100W灯间距8.1m，亮度值形成一个一个的点，将这些点连接起来，就是规范要求的照明曲线。这种处理方法的缺点是设计和施工都很不方便，实际上也没有必要，就此提出一种改进方法。
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7楼 大 中 小 发表于 2007-3-23 15:33 只看该作者 Re:楼主 3　照明控制 　　隧道附加光电照明要根据洞外亮度的变化进行控制。第一种方案是按洞外亮度的不同,分为晴天白昼、阴雨白昼、清晨、傍晚、夜间5种情况进行控制。晴天白昼出入口加强照明灯全开；清晨、傍晚和阴雨白昼合并为一种情况，加强照明灯隔一开一，即开一半；夜间关加强灯，开路灯。隧道在运营中一般除检修外基本灯不关闭，只有在交通量很少时可开一半关一半，以利节能。由此照明控制应设置专门的测光装置，以确定洞外亮度，进而决定开那些灯关那些灯。第二种方案是按一年中的不同季节，每个季节制定一套配时方案即开关灯时间，在主控机上编程实现自动控制。第三种方案是人工干预控制，即根据洞外不同亮度，手动控制开关灯时间及灯种。 4　结　语 　　隧道照明工程设计还有很多方面，如灯具的选择、供电线缆、供电管路、应急照明、诱导照明、横洞照明、路灯照明等，这里仅讨论了照明设计的原则、标准、照明曲线以及照明控制等。随着技术的发展，实际工程的实施、检测和检验，《公路隧道设计规范》中的一些标准和要求也有待修改和完善。 作者单位：西安公路交通大学　交通信息与控制工程系，西安　710064,讲师 参考文献： 　[1]中华人民共和国交通部.JTJ026-90 公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，1990. 　[2]赵振民.照明工程设计手册[M].北京：天津科学技术出版社，1984. 　[3]国际照明协会.CIE No.26，1990[S].

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shaaozi1 秋水长天-2 版主 UID 127766  积分 10463  金币 361   阅读权限 220  个人空间 发短消息 加为好友 当前离线	8楼 大 中 小 发表于 2007-8-29 13:32 只看该作者 Re:楼主 不错的参考资料。 承接照明方案、规划、施工图、电气、动画等设计。
UID 127766  帖子 166  精华 0  所属行业   阅读权限 220  在线时间 2 小时  注册时间 2007-8-12  最后登录 2008-11-26  俱乐部 没有家族 查看个人网站 查看详细资料	TOP

sxzhd 699 版主 UID 115159  积分 8141  金币 0   阅读权限 220  个人空间 发短消息 加为好友 当前离线	9楼 大 中 小 发表于 2007-8-30 12:01 只看该作者 Re:楼主 hao
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wangzanq Just... 一级 小野人 UID 072835  积分 48  金币 127   阅读权限 10  个人空间 发短消息 加为好友 当前离线	10楼 大 中 小 发表于 2007-9-21 15:17 只看该作者 Re:楼主 顶！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
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2.1.1　路面亮度计算
　　为了便于计算，一般是先计算平均照度，而后根据路面所选用的材料，选定一换算系数，再换算成亮度，计算平均照度的公式为

E=NΦ_SU_FKK₁/(BS)

式中：N为灯具排列方式(相对排列时为2，交错排列时为1)；U_F为路面直射光利用系数；K₁为因相互反射作用使照度上升的系数；Φ_S为灯具中全部光源的总光通量(lm)；K为减光系数；B为路面宽度(m)；S为灯具间隔(m)。
　　其中,N、Φ_S、B、S由设计而定,U_F、K、K₁通常可分别取0.38、0.48、1.23,也可由查表或计算得到。
2.1.2　亮度均匀度的定性判断
　　路面及洞壁下半部分亮度均匀度应满足一定的要求，在灯具安装间距确定后，可按下述方法定性判断是否满足均匀度的要求，即
　　相对排列　S≤2.5h；
　　交错或中间排列　S≤1.5h
式中：S为灯具安装间距；h为灯具安装高度。
2.1.3　闪烁的防止
　　闪烁效应是由于照明器不连续布置,司机的视觉不断经受明暗变化的刺激,使人产生不快感。闪烁效应的频率低于2.5Hz或高于15Hz时可不计。闪烁频率(F)主要与灯具安装间距(S)和车速(V)有关，即F=V/S。据此，将不产生闪烁效应的布灯间距列于表3。
2.1.4　眩光的控制
　　眩光是由视线内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，引起不舒适或造成视觉下降的现象。所以要尽量避免采用高亮度大光源照明，以控制眩光。

表3　不产生闪烁效应的布灯间距

设计车速 (km/h)	80	60	40
灯具间距(m)	S<1.5或S>8.9	S<1.5或S>6.6	S<0.7或S>4.4

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　这样从入口开始，引入段灯距从连续布设到间距2.28m，适应段灯距从2.28m到3.79m，过渡段从400W灯3.79m间距到100W灯间距8.1m，亮度值形成一个一个的点，将这些点连接起来，就是规范要求的照明曲线。这种处理方法的缺点是设计和施工都很不方便，实际上也没有必要，就此提出一种改进方法。

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3　照明控制

　　隧道附加光电照明要根据洞外亮度的变化进行控制。第一种方案是按洞外亮度的不同,分为晴天白昼、阴雨白昼、清晨、傍晚、夜间5种情况进行控制。晴天白昼出入口加强照明灯全开；清晨、傍晚和阴雨白昼合并为一种情况，加强照明灯隔一开一，即开一半；夜间关加强灯，开路灯。隧道在运营中一般除检修外基本灯不关闭，只有在交通量很少时可开一半关一半，以利节能。由此照明控制应设置专门的测光装置，以确定洞外亮度，进而决定开那些灯关那些灯。第二种方案是按一年中的不同季节，每个季节制定一套配时方案即开关灯时间，在主控机上编程实现自动控制。第三种方案是人工干预控制，即根据洞外不同亮度，手动控制开关灯时间及灯种。

4　结　语

　　隧道照明工程设计还有很多方面，如灯具的选择、供电线缆、供电管路、应急照明、诱导照明、横洞照明、路灯照明等，这里仅讨论了照明设计的原则、标准、照明曲线以及照明控制等。随着技术的发展，实际工程的实施、检测和检验，《公路隧道设计规范》中的一些标准和要求也有待修改和完善。

作者单位：西安公路交通大学　交通信息与控制工程系，西安　710064,讲师

参考文献：
　[1]中华人民共和国交通部.JTJ026-90 公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，1990.
　[2]赵振民.照明工程设计手册[M].北京：天津科学技术出版社，1984.
　[3]国际照明协会.CIE No.26，1990[S].

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