LED在隧道照明工程的应用研究

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1、2014年8月建材与装饰交通建设LED在隧道照明工程的应用研究许姣（中机中联工程有限公司重庆400039）摘要：目前在隧道照明中开始逐渐选用LED替代传统的高压钠灯作为隧道灯，因其具有显色指数高、亮度可调、寿命长等特性。本文重点就LED在隧道照明工程的应用分别从入口段和出口段的混合照明、过渡段侧光光纤照明、中间段照明以及接近段减光照明等方面，分析了智能LED灯的应用。关键词：隧道照明；LED系统；应用分析中图分类号：TM923.34文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）34-0103-03引言入口段照明包括基

2、本照明和加强照明两部分。其中，基本照根据公路隧道照明要求，为了保障交通的安全，隧道内的亮明部分的灯具设置与中间段照明一致，加强照明部分采用大功度变化应该符合人眼的适应曲线。当前国内隧道照明控制系统率灯具以加强亮度。加强照明所用灯具可以从洞口内10m处开主要采用分级控制方式，通过增减点亮的LED的数量来实现分始设置。入口段亮度可按式（1）计算：级，因此不能连续调光，也无法使隧道内的照明亮度与外界自然Lth=k·L20（S）式中：L-为入口段亮度（cd/m2）；L（S）-为洞外亮度（cd/m2）；光相适应。th20k-为入口段亮

3、度折减系数，其取值与行车速度、车流量以及车道1隧道照明的特点有关。公路隧道照明目前使用的光源主要以高压钠灯为主，部分采过渡段又分为TR1、TR2和TR3三个照明段，它们的亮度按表1用荧光灯、低压钠灯、高压汞灯和白炽灯。LED与传统隧道照明取值。光源的对比LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转表1过渡段照明要求化为光，对比传统的道路隧道照明光源，LED隧道灯光衰小，LED过渡段名称TR1TR2TR3前10000h为正光衰，前10000h光衰为3~10%，前50000h基本亮度Ltr1=0.3LthLtr1=0.1Lth

4、Ltr1=0.035Lth为30%，远远低于普通道路照明光源。一般LED显色性约为70~对于双向交通隧道可不设置出口段照明。但在单向交通隧道80，如果用三基色荧光粉的话更高；一般高压钠灯为20~35，低压中，应设置出口段照明。一般来说其长度取60m，亮度按照中间钠灯更低，所以即便传统光源亮度高于LED，但是视觉效果差于段亮度的5倍进行设置。LED。LED的寿命高于一般道路隧道照明光源，现在普遍高于1.2加强照明50000h。随着制造技术的成熟，LED隧道灯价格目前在不断大幅由于隧道白天与夜间的照明要求不同，因此入口段及出口段

5、下降中。除此之外，LED还具有维护系数高、安全性能好、无频闪的照明是由基本照明和加强照明两部分组成。有研究表明，对于及节能环保等优势。长度不大于3000m的中长隧道，加强照明所需的用电量约占整1.1分段式照明个隧道照明用电量的50%，而且随着长度的减少，加强照明所占分段式照明是隧道照明最显著的特点。车辆通过隧道，白天的比例将更大。和黑夜的视觉环境变化不同。黑夜隧道内只是隧道外视觉环境1.3非恒定照明的延续，在白天则经历突然从亮到黑和由黑到亮的急剧变化过隧道照明中出、入口段和过渡段的照明要求并非恒定不变程，产生视觉的“黑洞效应

6、”和“白洞效应”，为使视觉适应隧道外的，出、入口段需要的加强照明水平的变化规律与洞口外天然光和隧道内亮度的急剧变化，一般将长隧道划分为五个照明区段：的变化规律是同步的，即洞外天然光强度大，则要求出口段的加接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段（如图1所示）。不同区强照明辐射出更多的光通量，反之亦然。对于过渡段的路面亮度段的视觉现象不同，应设置不同的亮度，各区段的长短和亮度值最好是能根据人眼暗适应曲线的特点从入口段结束点的路面亮随设计车速、隧道外亮度等而变化。度逐渐过渡到中间段的路面亮度。2隧道LED照明控制系统结构根据隧道照

7、明的特殊性，由于存在亮度的突变，因此其控制系统设计的合理性将直接影响到隧道内的事故发生率及交通的安全性。该控制系统应能实时采集隧道内外的光亮度，驶经车辆的流量计车速，根据采集到的信息，配合人眼的适应曲线，对隧道内的灯具进行合理配置。除了具有此智能调节功能外，还应具备人工手动控制模式，以适应一些突发情况下的照明配置。整个控制系统的结构框图如图2所示。其中，检测设备用以图1隧道照明区段·103·交通建设建材与装饰2014年8月获取隧道内外的信息，包括亮度、来往车辆的速度、流量、长度和块和人机交互模块，其中数据存储模块对系统操作记

8、录进行存时间占有率、洞内外的废气及能见度、风向、风速、温度等。其中储，以方便人工控制模式下的调用。中心控制器的电路主要包括亮度检测器、洞外气象检测器等安装在隧道外的地面上约1.5m三个部分：基于ARM微处理器的核心电路，实现程序下载与在处，用于检测洞外信息，CO/VI检测器和车辆检测器等安