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1、隧道照明过渡段亮度动态需求探讨1引言按照《JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范》,长度大于100m的隧道应设置照明［1］。山于早期光源制造工艺落后，调光性能差和控制手段落后等技术条件的限制,为了确保在各种情况的安全，隧道照明系统的设计以亮度需求最大的情况考虑，存在大量冗余，使得过量照明严重。洞外亮度按夏天屮午的垠大亮度进行计算，而实际洞外亮度随天气、季节和时间不断的变化。山于光源亮度随着使用时间的増加而衰减和灯具受到污染而亮度下降，为确保安全，按照文献［1］取0.7的维护系数。除此以外，还要考虑一定的设计冗余［2］,造成过量照明。文献［1］中入口段、过渡段、中间段、出
2、口段按阶梯型取值，布灯时无论对称布置、交错布置、中间布置还是分冋路布置，山于单个灯具的功率较大，使得灯具间的距离也较大，都会造成照度分布不均。荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等灯具不能调光或调节范围小，并口调光复杂，成本高，所以目前的隧道照明系统一般不能调光或分冋路有级调光［3］。LED灯光效高、节能、环保、寿命长、响应吋间短，调光方便［4］,在隧道照明中具有广阔的前景。2国内标准和CIE标准的比较在公路隧道照明中，介于入口段与基本段之间的照明区段称之为过渡段。英任务是解决从入口段高壳度Lth到基本段低亮度Lir】的剧烈变化给驾驶员造成的不适应现象，使之能有充分的时间过渡，并以渐变的
3、加强照明实现这个过渡［5］。《公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1—1999》中采用CIE适应曲线Ltt=Lth(1.9+t)-1.4,作为过渡段亮度与长度划分的依据。TRKTR2、TR3三个过渡照明段的亮度比例按3：1划分,如图1所示。Ltrl=0.3Lth,Ltr2=0.ILth,Ltr3=0.035Lth,亮度变化较大，尤其是第一次多达0.7Lth,若取洞外亮度L20(S)=5000cd/m2,行车速度v=80km/h,亮度折减系数k二0.035,Lth=5000X0.035=175cd/m2和过渡1段的连接点处,亮度变化多达122.5cd/m2,不利于眼睛的调节和适应，
4、不利于行车安全。rts)10080606H1()1214161820O08642121tf曲、Z-100%02图1国内过渡段长度与相应亮度的划分按照文献［2］计算，三个过渡段的总长度为72+89+133二294m，总的适应时间为13.23s。虽然《公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1—1999》参考了«CIE88—1990.GUIDEFORTHELIGHTINGOFROADTUNNELSANDUNDERPASSES》［6］,但隧道内各段的划分上有所不同。CIE标准将过渡的过程分为三个部分，在前一半停车距离上亮度维持Lth,使驾驶员适应在隧道的行驶，后一半停车距离开始降低亮度，先
5、线性下降为0.4Lth,然后进入渐变区，亮度按适应曲线Lth(1.9+t)-1.4逐渐降低，直到等于Lin,如图2所示aL(%)).5S图2CIF：的陡道亮度适应曲线以上均为理想的过渡过程，山于前期技术条件的限制，无法対灯具按照适应曲线的亮度要求进行按需调节，而是将CIE适应曲线进行划分为三段[1],兗度取值分别为0.3Lth,0.ILth,0.035Lth,适应距离分别为Dtrl=Dth/3+v/l.8;Dtr2=2v/l.8;Dtr3二3v/l.8。国内标准的过渡段，包括了山Llh到0.4Lth和山0.4Lth到Lin两个适应过程。实际上适应曲线不是固定不变的，是随洞外亮度实时
6、变化的，适应距离也是山适应时间和车速算出。为了确保行车安全，《规范》中按最大洞外亮度进行考虑，使得当洞外亮度变小时，过渡段的亮度远大于实际要求，同时山于过渡段长度的固定，又造成过渡段长度大于实际需求，多开了照明灯具，造成电能的浪费。同时山于分段调节，亮度呈现阶梯型变化，H是4次较大壳度的跳跃，不利于行车的舒适性和安全。亮度阶梯型变化和适应曲线的对比如图3所示。()图3%入丽昨总'1:;::亮度阶梯型变化和适应曲线衬却比3利用CIE适应曲线求取各个点的亮度需求设入口为原点，x为汽车在隧道内的位置，假设汽车以设计车速v匀速行驶，刚进入隧道内吋，前半个照明停车视距内需求亮度为L二Lth;
7、后半个照明停车视距内，需求亮度由Lth线性下降为0.4Lth,和点(Ds,0.4Lth)求直线得式(1)亮度下降到0.4Lth后按适应曲线Lth(l.9+t)-1.4逐渐降低，直到等于L[6]in,这个过程的过渡时间可山方程Lth(l.9+t)-1.4=Lin,解得t二10a-1.9，令4动态调光方案4.1洞外亮度变化时，适应曲线的变化某隧道设计车速80km/h,双车道单向交通，水泥混凝土路而，纵向坡度2%(Ds取95m),设计交通量21865辆/日，隧道内路面宽度W
