公路隧道洞外适应亮度确定方法

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1、.公路隧道洞外适应亮度的确定方法胡英奎陈仲林张青文翁季（重庆大学建筑城规学院重庆400045）摘要：在分析驾驶员在隧道洞外适应亮度内涵的基础上，介绍了隧道洞外亮度L20的3种确定方法：查表法、环境简图法、黑度法，及等效光幕亮度Lseq的确定方法，并对比分析用L20和Lseq表达隧道洞外亮度的合理性，提出用等效光幕亮度Lseq表达驾驶员驾车接近隧道时的适应亮度更为合理。考虑CIE推荐的计算Lseq的各环边界视角为近似值，提出用各环边界视角想精确值计算等效光幕亮度Lseq能进一步提高计算精度。关键词：隧道

2、照明适应亮度洞外亮度等效光幕亮度驾驶员在隧道洞外的适应亮度是指驾驶员驾车接近隧道过程中所感受到并已适应的环境亮度。驾驶员的适应亮度在接近隧道过程中不断变化，一般取距隧道一个停车视距处的适应亮度作为隧道照明设计的基础，并称之为隧道洞外亮度。洞外亮度的取值直接影响隧道入口段亮度的设计值，进而影响过渡段等后续照明段的亮度设计值。隧道洞外亮度的合理取值对工程投资和运营过程中的能耗影响很大。日本东京湾海底隧道曾在设计中做过详细比较，在其他条件（包括设计车速等）相同的情况下，如果洞外亮度分别设定为4000cd/m

3、2与6000cd/m2，则设备费相差34%，年耗电量（kW·h）相差达30%[1]。因此，合理确定隧道洞外亮度是科学确定隧道入口段亮度的前提条件，且对在保证交通安全的前提下实现隧道照明节能有着重要意义。国际上现行的隧道照明设计规范多用驾驶员20°视场中的平均亮度L20或等效光幕亮度Lseq表达洞外亮度。L20是指在接近段起点处、据地面1.5m高、正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度；等效光幕亮度Lseq是考虑驾驶员开车时眩光源的光入射到驾驶员的眼中发生散射而产生的光幕亮度，是考虑瞬时适应和大气、汽

4、车挡风玻璃等透光介质中的光学散射等的影响，在驾驶员视网膜上产生的光幕亮度。本文将对比分析用L20和Lseq表达隧道洞外亮度的确定方法及其合理性。1洞外亮度L20Schreuder在1962年进行的实验室实验中试图用L20代表驾驶员驾车接近隧道时的适应亮度。CIE在1973年发布的26号出版物中建议，在3个不同位置测量驾驶员20°.页脚....视场内的平均亮度，然后分别乘以不同的权重系数再取平均值作为驾驶员的适应亮度[2]。在后来的实际测量中，CIE建议的方法被简化为在隧道洞外距隧道洞口一个停车视距处测

5、量驾驶员20°视场内的平均亮度作为适应亮度。这就是用L20表达洞外亮度的由来。驾驶员驾车接近隧道时的适应亮度受两个因素的影响：隧道洞口周围不同亮度的景物产生的等效光幕亮度Lseq和驾驶员视野中心区域（如前方道路和隧道入口本身）的亮度，且等效光幕亮度Lseq被认为是影响驾驶员适应亮度的主要因素。但在工程实践中，等效光幕亮度Lseq常常难以确定，特别是在隧道的设计阶段[3]。洞外亮度L20的计算则相对容易些，而且能在一定程度上保证精度，因此，CIE88—1990推荐用L20近似表达驾驶员的适应亮度。对于确

6、定的隧道而言，洞外亮度L20受地理位置、季节、天气等因素的影响，因此无法实际测量得到。CIE88—1990给出了查表法和环境简图法2种在隧道照明设计中快速确定L20的方法，我国隧道照明设计规范JTJ026.1—1999除了这2种方法外还推荐了黑度法。1.1用查表法确定L20查表法是指根据驾驶员20°视野中天空所占百分比、洞口朝向、环境明暗情况、设计行车速度等因素，查表确定L20。CIE88—1990给出的确定洞外亮度的表格见表1。表1L20的取值cd/m2天空所占百分比/%3525环境明暗情况常规①雪

7、地①常规①雪地①暗环境亮环境暗环境亮环境暗环境亮环境暗环境亮环境60m停车视距—④—④—④—④4000500040005000100~160m停车视距40006000400060004000600040006000天空所占百分比/%100环境明暗情况常规②雪地③常规②雪地③暗环境亮环境暗环境亮环境暗环境亮环境暗环境亮环境60m停车视距25003500300035001500300015004000100～160m停车视距30004500300050002500500025005000.页脚....注：

8、①主要受隧道入口朝向的影响。暗环境在北半球指南向隧道入口（即驾驶员向北行驶进入隧道）；亮环境在北半球指北向隧道入口（即驾驶员向南行驶进入隧道）；对于东向或西向隧道入口，取暗环境和亮环境对应的中间值。②主要受周围景物亮度的影响。暗环境指周围景物为低反射比的隧道入口；亮环境指周围景物为高反射比的隧道入口。③主要受隧道入口朝向的影响。暗环境在北半球指北向隧道入口（即驾驶员向南行驶进入隧道）；亮环境在北半球指南向隧道入口（即驾驶员向北行驶进入隧道）；对于东向或西