公路隧道照明设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇公路隧道照明设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

公路隧道照明设计范文第1篇

关键词：隧道照明;问题;现代隧道;光纤照明;光导照明

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A

我国的高速公路建设事业在蓬勃发展，陆续投入运行的高速公路隧道里程日渐增多。照明系统作为高速公路隧道机电系统中最重要的一个部分，随着高速公路隧道的广泛采用，隧道照明水平与照明节能之间的矛盾也越来越突出，在保障行车安全的前提下，如何降低能源消耗成为隧道科研设计、建设和运营单位迫切需要解决的问题。

一、对隧道照明设计的认识

（一）隧道照明的目的

公路隧道的照明，是为了把必要的视觉信息传递给驾驶员，防止因视觉信息不足而出现交通事故，从而提高行车的安全性和舒适性。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、线型等影响因素，并从驾驶上的安全性和舒适性等方面综合评价照明效果，特别是在隧道入口及其相邻区段需要考虑人的视觉适应过程。

（二） 隧道照明遇到的特殊问题

进洞的黑洞与黑框现象：由于隧道内、外的亮度差别极大，所以，从隧道外部看照明不充分的隧道入口时，会看到长隧道的黑洞现象与短隧道的黑框现象。

（2）进入隧道的“适应滞后现象”：汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，驾驶员要经过一段时间才能适应隧道内部的情况，称之为“适应滞后现象”。

（3）隧道内部的视觉问题：隧道内部与一般道路不同，区别在于前车排除的废气无法迅速消散而形成了烟雾，烟雾可吸收和散射汽车车头灯和照明灯具发出的亮光，从而使隧道内能见度降低。

隧道出口的白洞现象：白天，汽车穿过较长的隧道而接近出口时，由于出口外部亮度较高，出口看上去是个亮洞，驾驶员的视觉出现较强的眩光，因而视觉残生不舒适的感觉；夜间与白天刚好相反，隧道出口看上去是黑洞而不是白洞，造成分辨外部道路的线形及障碍物困难。

二、对隧道照明的反思

（一）现代隧道的特点

由于经济和科学的发展，现代隧道的形式环境得到了极大的改善，使得汽车在隧道内行驶的安全性得到提高，现就现代隧道的特点做出总结：

（1）单向行驶：由于经济的高速发展，交通量急剧增加，很多隧道在建设之初就充分的考虑到交通量的需求，以及考虑到交通的安全，以双洞单向隧道居多，隧道内的交通比较有序，行驶相对安全。

（2）隧道大断面化：由于交通量的增加，隧道设计时速要求较高，公路隧道整体呈现出大断面的趋势。隧道断面的增大，优化了隧道的行车环境，降低了隧道的边墙效应，利于隧道的安全形势。

（3）隧道长度增加：由于线形的需要，国内涌现出一大批长大隧道，在这些隧道中，隧道的基本段照明占据了隧道照明的决定性位置，降低隧道的基本段照明耗能，对于隧道的节能效果明显。

路线整体线型优：现代经济的发展对于交通提出较高的要求，公路设计要求较高，整体线型流畅，降低了事故率，提高的安全性，有利于车辆安全通过隧道。

汽车工业的发展：现代汽车工业的发展，使得汽车整体性能得到质的飞跃，汽车的尾气排放降低，产生的烟雾相对较少，车载照明设备得到优化，这都使得汽车的在隧道内的形式安全性得到极大提高，这是有利于隧道道明的。

（二） 汽车车灯对隧道照明的影响

伴随着汽车工业的发展，汽车照明系统逐渐健全，能够满足车辆在常规的夜间环境的正常行驶照明要求，而在隧道照明系统的设计中却未对汽车车灯在隧道照明过程中的作用进行考虑。

根据国家标准，高速公路上不需要安装路灯，主要是由于高速公路路况较好，没有明显坑槽，不允许行人和非机动车辆进入，只要晚上开启大灯就能起到反光效果。隧道作为高速公路的一部分，同样满足这些条件，因此，在隧道的照明设计中是否应当考虑汽车车灯对路面亮度的提升作用，适当的降低路面的设计亮度，以利于隧道照明节能，是值得研究的。

（三）对隧道照明的意见

由于现代隧道的发展，车辆的行驶环境优化，加之现代汽车工业的发展，车载照明设备也随之发展，对于隧道照明产生很大的影响，因此在隧道照明设计过程中应当可虑这些对于隧道照明的有利因素，适当降低隧道的照明要求，以降低隧道的照明成本。对于夜间照明或者白天照明的中间段照明，可以降低隧道照明亮度，甚至取消照明。

三、隧道照明新技术的应用

（一）基于采光光纤照明系统的隧道照明

采光光纤照明系统作为一种新型的、无能耗的照明系统，在提高隧道照明质量、节约照明用电等方面具有传统照明无法比拟的优势。进行基于采光光纤照明系统的隧道照明设计理论研究，将采光光纤照明系统应用于隧道照明，则可以大大节约隧道照明用电以及照明设施后期维护成本，既能为隧道照明设计提供新的思路和方法，又能进一步拓展采光光纤照明系统的应用范围。

（二）光导照明技术在短隧道照明中的应用

光导照明系统的工作原理是通过室外的采光装置捕获室外的自然光，并将其导入系统内部，然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方。从黎明到黄昏，甚至是阴天或雨天，该照明系统导入室内的光线仍然十分充足。

图1光导照明效果图图2风光互补发电系统基本原理构成图

（三）风光互补发电系统

风光互补发电系统是鉴于高速公路山区路段光能和太阳能储备丰富的特点，利用风能和太阳能资源的互补性，用于替代传统的能源发电方式，是具有较高性价比的一种新型能源发电系统。图2为风光互补发电系统的一个基本原理构成图。

（四）公路隧道照明“灯光随车移动”控制技术

“灯光随车移动”隧道照明控制思想，即车辆在行驶过程中，其前后保持一段距离的灯光，且灯光随车移动，如图3所示。这种方式能实现“车来灯亮，车走灯灭”，提高了节能效果。

图3灯光随车移动设计理念

为实现隧道内“灯光随车移动”控制技术，在隧道合适位置布设测速线圈，采用 RBF 神经网络模型预测相邻线圈间的车速。根据隧道特点建立隧道停车视距模型，从而确定了既符合实际又能保证行车安全的灯光长度。

（五） 公路隧道隧道无级照明控制技术

基于LED 照明亮度无级照明控制技术的隧道照明系统主要由 LED 灯具、微波车检器、视频车检器、照度仪、PLC 本地控制器和LED 控制器等组成。

照度仪安装于隧道人口的洞内、洞外，用于检测隧道洞内、洞外的光强，为隧道照明系统选择合适的照度提供依据。微波车检器安装于隧道入口前端，当有车辆来时产生“来车”信号，发送至PLC。PLC 本地控制器收集来车、无车信号以及照度检测值，并与 LED 控制器进行通讯。LED 控制器根据 PLC 提供的各个参数，自动调整 LED 灯具回路的供电电压，调整 LED 灯的发光效率。连续性的调整其发光功率，因此只要处理好隧道洞外光强与 LED 灯的供电电压的映射关系，就能够使LED 灯提供的照度最大限度的与实际需要保持一致，有效避免了过度照明所产生的电能浪费现象，做到资源的充分利用。

四、结语

隧道照明作为隧道运营管理的一部分，是保证隧道运营安全不可缺少的一部分，如何做到在满足隧道正常使用的照明要求的基础上，最大程度的降低照明费用，是隧道照明设计和研究的重点。在隧道照明的设计中要尽量采用新技术、新思路，努力做到隧道照明的最大节能，降低照明成本。

参考文献：

[1] 罗海星，袁镇洲，况爱武. 公路隧道照明智能控制技术研究[J]山东科学，2012，25(4)

[2] 许景峰，翁 季，胡英奎. 基于采光光纤照明系统的隧道照明设计理论研究思路[J]灯与照明，2012，36(4)

公路隧道照明设计范文第2篇

关键词：高压钠灯；LED灯；隧道照明；节能环保；高速公路 文献标识码：A

中图分类号：U457 文章编号：1009-2374（2017）10-0129-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.064

1 概述

兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段（简称“临合高速”）是地方高速省会放射线兰州至郎木寺（甘川界）高速公路的组成路段，全长98.975公里。全线共设置19座隧道，隧道总长度超过11公里。隧道照明设计内容包括隧道主线照明、隧道引道照明、人行横洞照明、车行横洞照明、紧急停车带照明等。本项目2013年10月份设计图纸评审完成，2014年12月底竣工通车。

2 隧道照明方案

2.1 高压钠灯与LED灯混合方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求设计，隧道照明分入口段、过渡1段、过渡2段，中间段和出口段。

隧道入口段和过渡段加强照明采用400W、250W和150W高压钠灯，两侧对称布设；出口段加强照明采用100W高压钠灯，两侧对称布设；基本照明采用50WLED等，两侧交错布设，增加隧道的照明均匀度。

2.2 LED灯方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求，考虑当时《公路隧道照明设计细则》很快就要颁布，因此，本项目参考《公路隧道照明设计细则》（总校稿）进行隧道照明设计，隧道照明分入口1段、入口2段、过渡1段、过渡2段、中间段、出口1段和出口2段。有效降低入口段和加强照明段亮度，更加节能。

入口段和过渡段加强照明灯具采用150W、130W、110W及100W的LED灯，并采用黄色光源，出口段加强照明采用50W的LED灯，均两侧对称布设，并采用黄色光源，黄色光源LED灯，可保证隧道洞口的指示性，同时较白色光源穿透性强，在雾天及雨雪天气能同高压钠灯有同样效果；基本照明采用50WLED灯，两侧交错布设，可有效增加隧道的照明均匀度。

从图1可以看出，采用LED灯照明比高压钠灯+LED灯混合照明安装功率减少42.3%。

3 隧道照明方案比较

3.1 技术比选

高压钠灯主要由灯丝、热继电器、放电管、玻璃外壳等组成。

高压钠灯优点：（1）发光效率高（100～130lm/w）；（2）穿透性强、不诱虫；（3）单灯功率大，可达到kW等级；（4）光源及灯具技术成熟，生产成本低。

高压钠灯不足之处：（1）色温低，发光颜色为金黄色，显像指数低（20～25）；（2）寿命较低，光源寿命为20000h，在电压不稳波动较大时光源寿命将会极大缩短，灯具折旧费用和维护费用较高；（3）功耗大、电源效率低，采用传统高压钠灯作为隧道照明时，照明系统的运营费用往往不堪重负，同时高功耗导致线路敷设成本高；（4）灯具利用系数低（0.35～0.5）；（5）不能频繁启动，启动时需要一定启动时间；（6）配光性差；（7）灯具含汞等有毒元素。

LED灯主要由灯具外壳、控制电路、源适配器及光源组成。

LED灯属于半导体器件，是一种固态光源，通过半导体材料中不同载流子之间的交换发光。

LED灯具有如下优点：（1）显像指数高（75～90）；（2）可频繁启动，瞬时启动，无延时；（3）LED光源理论寿命50000h，寿命是高压钠灯2.5倍；（4）比高压钠灯节电40%以上，线路敷设成本低；（5）无频闪、宽启动（在85～260V范围内均可启动）；（6）不含汞、铅等有毒物质，比较环保；（7）采用模块化设计或者整体设计，维护比较方便；（8）防止灯具的椭圆叠加，无光斑产生；（9）灯具利用系数高（0.7～0.85）；（10）调光范围宽（1%～100%无极调节）；（11）配光性高，光源指向性好；（12）作为一种新型的绿色照明光源，切合节能环保要求，受到国家大力推荐提倡，前景不可估量。

LED灯目前具有如下不足之处：（1）光电效率（90～120lm/w）较高压钠灯低；（2）灯具成本较高压钠灯高；（3）LED光源属于半导体器件，温度的升高对LED光源寿命产生很大影响，散热问题制约着LED灯功率不能制作很大，故不建议采用大功率LED灯作为隧道照明；（4）穿透性较差，高速公路入口段和出口段需要考虑隧道照明的穿透性能，良好的照明穿透性能将能在一定程度上保证行车安全及防灾疏散效率（本项目加强段采用黄光源LED灯，可有效避免入口段穿透性差的问题）；（5）使用在高速公路隧道中仍然需要国家标准规范等层面上的支持。

3.2 经济性比选

3.2.1 灯具投资估算对比。

由图2可知，“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面投资增加投资1506万元。

3.2.2 预算对比。预算对比内容包括隧道供电系统、隧道照明系统和隧道电力监控系统等。

由图3可知“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案增加投资1095万元。

3.2.3 运营费用对比。

由图4可知，“全LED灯”方案比“高压钠灯+LED灯”方案年节省电费为233.3万元。

3.2.4 周期成本对比。

由上表可知，LED灯寿命为6年，而高压钠灯寿命为2年，在6年时间高压钠灯需更换2批，高压钠灯总造价为1112万（不含人工及安装费用）。

3.3 结论

“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面增加投资1506万元，总预算增加投资1095万元，年减少运营费支出233.3万元，6年运营费用减少共计1400万元，周期成本可减少灯具总造价为1112万，总计6年总共可节约费用1417万元。

从以上可看出，虽然从工程造价方面LED灯较高压钠灯一期投资较大，但从长远考虑，LED灯较高压钠灯无论在运营费用及周期维护成本，还是在长远总的费用方面都能节约投资。综合考虑以上因素，临合高速最终采用全LED灯的方案。

4 结语

高压钠灯在隧道照明中有着成熟的应用，LED灯出现后，高速公路领域出现了“高压钠灯+LED灯”的过渡方案，这种方案结合了高压钠灯和LED的优点。随着LED灯技术的成熟和建设成本的降低，尤其是低色温LED灯的成熟，LED灯作为一种新兴的绿色节能光源全面取代传统高压钠灯只是时间问题。

参考文献

[1] 公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.1-1999）[S].2000.

[2] 公路隧道照明设计规范（JTGD70-2004）[S].

[3] 公路隧道设计规范（DB35/T 1307-2012）[S].

公路隧道照明设计范文第3篇

【关键词】隧道；照明；节能；优化

重庆三环高速公路永川至江津段黄瓜山特长公路隧道目前已施工完成。按照交通运输部（2012）交政法发419号文件[1]通知要求，在隧道工程中推广采用智能通风照明控制技术，开展隧道绿色照明工程和根据相关任务组织实施节能减排科技专项行动，促进交通运输节能减排科技研发、成果转化和标准化工作，加快推进交通运输节能减排能力建设项目研究的精神。本文以黄瓜山隧道照明系统节能作为探讨对象，参照国内先进经验及已投入运营的陕西秦岭小黄川隧道、贵州黄果树隧道照明系统施工经验，作出一些探讨。

本文主要从洞外亮度优化、先进节能灯具选择和隧道照明系统的智能控制等3个方面阐述隧道照明系统的节能优化。

1 洞外亮度设计优化

1.1 隧道洞口亮度值L20的优化

现行《公路隧道通风照明设计规范》[2]照明设计计算中的一个重要参数是L20（S），即洞外亮度。洞口段加强照明是隧道照明最重要的部分。在1000m以下的中短隧道，加强照明的功率约占整个隧道照明功率的60%～80%，在3000m以上的特长隧道中也要占到30%以上。其取值范围在规范上相差很大，一般设计时取值都偏于保守，导致入口段、过渡段亮度指标偏高，要达到预期亮度指标则需要加密灯具，增大灯具功率，人为地增加L20（S）值，造成能源的浪费。因此，可采用各种技术手段将洞外亮度尽可能降低，以此来降低亮度指标达到节能的目的。比较可行的做法有以下几种：

根据JTJ 0261―1999《公路隧道通风照明设计规范》，加强照明平均亮度需求值主要取决于洞外亮度L20，其计算式如下。

入口段平均亮度：Lth=K×L20 （S）（K表示入口折减系数）；

过渡段1平均亮度：Ltr1=0.3× K×L20（S）；

过渡段2平均亮度：Ltr2=0.1× K×L20（S）；

过渡段3平均亮度：Ltr3=0.035× K×L20（S）。

设计阶段，隧道洞外亮度L20往往无法实测，目前普遍做法是查表取得，取值范围为4000～5000cd/m2。对重庆、贵州、陕西、云南、福建等省市多条高速公路隧道照明设计参数进行了了解，其结果表明，一般情况下该取值可有所降低，其中端墙式洞口可取值为3500～4000cd/m2，削竹式洞口亮度可取值为3000～3500cd/m2。黄瓜山隧道采用削竹式洞门设计方式，洞口亮度实际取值约3100 cd/m2，优化后的照明设施和运营费用比原设计节约15%～20%。

1.2 洞外过度段减光优化

根据黄瓜山隧道口的地形条件，设计采用遮光棚作为减光结构物，遮光棚的立柱尺寸尽量小，以减小光反射，在立柱间可搭配个体较大的绿化树木，在减光的同时增加行车舒适度，并可在一定程度上降低噪音和吸附灰尘。遮光棚上部结构可根据情况选择不同型式，如选用混凝土预制横梁或造型，减光作用好，养护简单、方便；但其体积较大，自重大，会给正常行驶带来压抑感，同时影响下部尺寸，其次，横梁或造型间有空隙，雨雪天会造成路面湿滑，有行车隐患，行车速度低的时候，频闪效应明显。更好的选择方案是采用特种玻璃钢等透光材质进行上部覆盖，优点是，第一、其透光性在减光的同时不会给路面留下阴影，基本消除频闪效应；第二、雨雪天可保持路面不受影响，保证行车安全性，但缺点是造价较高，养护较为复杂，如图1、图2所示。

图1城市隧道遮光棚示意 图2未进行上部覆盖施工的遮光棚示意

洞口挖方边坡根据坡率尽量选择个体较大的植被品种，可显著提高减光效率，碎落台选用低矮灌木可有效降低噪音并有吸附灰尘的作用，如图3所示。路基填方段可采取增加遮阴绿化树木达到减光的效果。

图3 挖方边坡低矮灌木绿化示意

1.3 洞门结构形式选择

洞门尽量采用削竹式或环框式洞门形式，贴近自然，且自身反射率低。当洞口朝向光线异常强烈时，可采用棚洞式洞门型式进行减光处理，如图4所示。

图4 棚洞式洞门型式进行减光处理效果

若确实需采用端墙式洞门，则需对墙面做吸光处理或种植藤本植物，附着在洞门墙表面，如图5所示。

图5 端墙式洞门藤本植物吸光效果

黄瓜山隧道洞门为削竹式设计，在结构上即保证了洞门附近的边坡和仰坡的稳定，同时在景观上又起到了修饰周围景观的作用，还有效地降低了强光反射对人眼的刺激，真正做到了洞门与周围生态环境有机结合。黄瓜山隧道洞门如图6所示。

2 灯具选择和布设

隧道洞内的照明设计需重点考虑以下几个方面：路面亮度、路面亮度均匀度、频闪效应等，现有常规灯具及布设型式（两侧对称布置或非对称布置）均能满足路面亮度要求，但亮度均匀度较差，频闪效应很强。

路面亮度均匀度差会导致路面连续、反复的出现亮带和暗带，使驾驶员产生视觉疲劳，如果再出现个别位置的亮度差异过大则会造成视觉错误进而引发危险。选择灯具时，黄瓜山隧道在设计上采用了扩散角度较大的高压钠灯，同等灯具布设条件下，扩散角度大的灯具会使路面具有更强的均匀性；同时为了提高照明灯具的照明效率，布置灯具时从设计上提高了灯具的安装高度。比如加强照明段和基本照明段，设计采用拱顶侧偏布置方式，将灯具位置向隧道中线靠近，尽量使灯具表面与路面平行，此做法可有效增加路面亮度均匀度并提高亮度利用率，从而加大布灯间距，减少灯具布设数量而节约能源，如图7、图8所示。

图7 现有灯具布置方式 图8 优化后灯具布置方式

频闪效应主要指隧道灯具排列的不连续性使驾驶员受到不断的明暗反复刺激产生的视觉不适，会带来同路面均匀度差一样的严重后果。人眼的频闪不适影响为2.5～15Hz，以重庆地区隧道限速60km/h为例，若要消除频闪的不良影响，布灯间距应小于5m或大于46m。由此可见，隧道进、出口段及过渡段均容易满足此要求，但目前隧道基本照明段的布灯方式难以满足此要求，布灯间距小则其经济性差，而布灯间距大则亮度无法满足亮度要求。因此，黄瓜山隧道在设计上为了减低频闪效应采用了与提高路面亮度均匀度相同的布灯方式（拱顶侧偏布置），同时将灯具设计为高效能的LED灯具，以此来最大限度地解决亮度要求与频闪效应的矛盾。

考虑节能要求在灯具具体选择时，应尽量选择高效、节能的灯具，如LED灯、无极灯等。目前，这2种灯具的技术都已成熟，成本也较早期便宜很多，经济效益明显，尤其LED灯的节能和高效更为明显，加之近期厂方供货价格降低明显，应尽可能考虑采用。

3 隧道照明控制优化

隧道照明系统除了以上措施外，为了提高整个系统的智能控制程度，黄瓜山隧道拟采用隧道照明节能控制系统。

3.1 隧道照明分级

隧道照明按白天晴天、云天、阴天、重阴天、夜间及深夜6级控制进行分类定义，由不同的照明配线回路和照明监控实现。隧道出入口加强照明段用于加强照明的400W、250W和100W高压钠灯白天全部开启，云天间隔减半，阴天再间隔减半，重阴天只开启入口段少量灯具（含应急照明，采用LED调光控制），火灾时开启所有照明灯具；紧急停车带照明和应急照明灯具常开；横通道灯具常闭；洞外路灯在夜间及深夜全开，其余时间全闭。

3.2 隧道照明节能装置

在照明系统设计上增加节能控制装置，这种方案较为经济和实用。目前国内销售的照明节能设备很多，其中智能照明调控节能装置所占比例较高。

智能照明调控节能装置采用RISC指令集的高速微处理器对各种信号进行自适应运算，动态调整电压、电流，进而形成对电能质量的有效控制和补偿。根据照明调控系统的反馈电压和电流动态调整输出，达到启动、软过渡、稳压、节能的目的。其优点有优化电力质量、有效保护电光源、延长使用寿命、智能照明调控、适应性好、可靠性高、配置灵活等。

隧道照明节能控制系统通过预设的控制级别，采集洞口内外安装的光强度检测器检测到的洞内外的光强数据、交通量的变化以及白天、黑夜等情况，控制隧道的照明系统，调节隧道洞内各段的照明亮度，保证行车安全，并且在满足照明要求的情况下尽可能地达到节能运行，同时对洞内照明以及照明控制设备的状况进行监视。

4 结语

本文通过从洞外亮度优化、先进节能灯具选择和隧道照明系统的智能控制等3个方面阐述隧道照明系统的节能优化，在助推交通系统节能减排系统的同时，产生节电效益，在一定程度上减少了后期隧道运营成本，应用前景和经济、社会价值明显。由于科学地节能设计、优化了灯具使用的方案、应用新的节能灯具，如LED灯和智能照明节电装置等一系列措施，将使得黄瓜山隧道的照明系统产生了明显的节电效益，预计高速公路开通运行时实际的节能率在20%以上，将给隧道运营方带来很大的经济效益。

参考文献：

[1] 交通运输部（2012）交政法419号文件，交通运输行业“十二五”温室气体排放工作方案.

[2] 交公路发【2000】31号，公路隧道通风照明设计规范.2000.1.2

[3]《高速公路机电系统》翁小雄 著 人民交通出版社 ISBN：9787114036255

[4] JTG F80/2-2004《公路工程质量检验评定标准》 第二分册 机电工程

[5] JTG F60―2009《公路隧道施工技术规范》

[6] JTG D80-2006《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》

公路隧道照明设计范文第4篇

关键词：城市隧道，照明控制策略，照度，城市隧道照明

Abstract： To road tunnel lighting standards based, through the analysis of existing data, studies of the city tunnel lighting control system designed urban structure of the tunnel lighting control systems, and lighting control system in on the various hardware and software for the Xuan type, proposed use of the configuration functions provided by the king 6.52 corresponding test on the equipment, the lighting control system to ensure the normal communication.

Keywords： City tunnel, illumination control stategy, illuminance, City tunnel illumination

中图分类号： U491.5+3文献标识码：A文章编号：

1.概述

随着城市交通网络的发展，由于地面空间有限，城市交通向立体方向发展已成为一种趋势，向上发展的高架路、立交桥不仅影响城市美观，而且把汽车尾气、噪声扩散到整个空间，而向下发展的城市隧道避免了上述确点，因此越来越多的城市隧道建立起来，由于隧道为地下建筑物，在隧道照明工程设计中，存在如下突出问题：（1）、在白天汽车从外部进入隧道的时候，由于隧道内外的亮度存在差别，如果隧道内部照明不够充分，车辆从外部进入时会产生“黑洞”和“黑框”现象，车辆进入隧道后，司机从一个明亮的环境进入到相对黑暗的环境，需要一段时间来适应，这就给司机带来一定的心理压力，如果隧道照明设计不恰当容易发生交通事故。（2）、在夜晚的情况与白天恰恰相反，司机从一个相对黑暗的环境进入到一个相对明亮的环境，如果亮度差别太大，也会给司机造成一定的心理压力，容易发生交通事故。如果隧道内部出现事故就相对难处理一点，由于隧道空间有限，这无疑就给本来压力重重的城市交通带来更大的不便，所以如何合理的控制城市隧道的灯光就显得尤其重要。

2隧道照明的基础计算及控制方法

2.1基础计算

隧道照明分入口段、过渡段、中间段和出口段四部分，其中入口段计算最为代表性，本节以入口段为例。关于隧道的照明标准，现行的《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999）提供了一个的城市隧道照度的依据，本论文以该规范为依据，计算如下：

首先计算入口段的亮度：

Lth=k·L20（s）——①

式中Lth：入口段亮度（cd/m2）；k：入口段亮度折减函数（与设计时速和交通量有关，查表）；L20（s）：洞外亮度（cd/m2 ）；

将亮度转换为照度（按沥青路面，发光强度1cd的光源可放射出15~22Lx/cd·m2的光通量），可得如下公式：

Eth=（18~22）·Lth（s）——②

式中Eth：入口段照度（Lx）；

入口段长度：——③

Dth=1.154Ds-[（h-15）/tan10°]

式中Dth：入口段长度（m）；Ds： 照明停车视距（m）（与纵坡、设计时速有关）；h：洞内净空高度（m）。

2.2控制方法

通过上述计算，在明确隧道入口段的照度和长度后，查阅隧道灯具的产品样本，设计出灯具的布置方式，灯具按线路配电，分为基本照明和加强照明，在设计合理的前提下，加强照明的回路分的越细越好。

隧道基本照明灯具为全天24小时常开，加强照明灯具则根据隧道内外的亮度差开启或关闭；本文提出的时间控制策略和照度控制策略，实现隧道照明的只能控制。

3城市隧道照明控制策略

3.1工程概况

广州市金穗路隧道位置广州市天河区，金穗路与猎德大道的交叉处，隧道东西方向下穿猎德大道，其中隧道东西方向敞开段长度分别为200米、210米，暗埋段230米，隧道内限制行车速度在60km/h以下；双车道单向交通，为城市次干道；

通过与运营管理部门的沟通和现场调查，制定了在隧道照明系统中制定智能控制策略，使照明控制子系统可以在制定的策略下智能的控制隧道内部的灯组，保证隧道内外的照度差在合理的范围之内。

（1）、时间模式控制策略

广州市金穗路隧道入口段灯组分布为：入口段左右各3组一共6组；根据季节和天气的不同，在每天不同时段开启不同组数的灯组保证内外照度差在一个合理的范围内。

表1所述的控制模式，通过PLC自动控制配电出线回路的开启，PLC从控制策略库中搜索时间控制策略表，开启相应的灯具组。

上表所述的各种模式可以在通过设定相应的预案来实现，并且可以根据需要随时改变预案的内容。

2）照度控制策略

区别与上述时间控制模式，照度控制模式的核心是：根据安装在隧道入口处一内一外两个照度仪采集到的照度值，通过PLC计算，比较两个数据的差，动态的调整灯组的开和关。

广州市金穗路隧道，隧道入口处左右两边各有3组灯组。设定4个照度差阈值， YZ1. 1, YZ1.2和YZ2. 1, YZ2. 2（其中YZ1.1

这里各阈值应该根据当地相应的情况进行设定。为了防止照度差在阈值临界点抖动所造成的灯组频繁的开关，这里将阈值分为.1和.2两个值作为控制区间，这样可以有效的避免照度差抖动所带来的影响。以市某路隧道为例，三个阈值区间可以分别取为[50, 80）, [200, 1000], [1200, 3000]。

4照明控制智能模型

建立一个隧道那照明控制的智能控制模型，不仅仅需要考虑隧道内外照度的情况，还应当考虑隧道内部交通流的实际情况。考虑到拥挤交通现象的客观存在，在确定路段i的动态流量qi （t）时，应同时考虑到该路段交通密度pi （t）和下游相邻路段内交通密度，隧道内流量模型与城市公路一般路段相同，即：

qi （t）=a pi （t） vi （t） + （1- a）[p i+1 （t） vi+1 （t） ]

其中加权系数a的取值与p i+1 （t）有关，当p i+1 （t） < p m正常交通状态下），取a =1，即qi （t）主要决定于本路段状态；若pi+1 （t） > p m（处于拥挤状态时），取a =0，即qi （t）主要决定于路段i+1状态。其qi （t）由上式可映射为：

qi （t）=h[p i （t），vi （t），pi+1 （t），vi+1 （t） ]

式中：qi （t），p i （t） , vi （t）分别为路段i在t时刻的交通流量，交通密度，车流空间平均速度。

把公路隧道化分为N段，每段内各交通变量认为是均一的.守恒方程揭示了如下非线性映射：

p i （t）=f [ p i （t-1） ,qi-1（t-1） ,qi （t-1） ]

动态平均速度v （x, t）不可能瞬时地跟随p （x, t）的变化，一旦路段划分确定后，下面的离散方程可表示其动态关系：

vi （t）=g[vi （t-1），vi-1（t-1），P i+1 （t-1），p i （t-1）]

4结束语

在城市公路隧道照明系统的智能控制模型中应考虑以下几个方面：车流量、车速、隧道内照度、隧道外照度。上文主要阐述了交通流车流量预测模型的建立，为照明智能模型的建立奠定了基础。本文采用模糊控制与神经网络相结合的办法建立模型对城市公路隧道照明系统进行控制。选用“结构等价型”方式，将神经网络与模糊系统融合，即根据模糊系统的结构，决定等价结构的神经网络，使其每个节点对应模糊系统的一部分，模糊化或模糊推理等过程；综上所述，建立了一个基于神经网络和模糊控制的智能控制模型，该模型以内外照度、车流量和车速为输入，以灯组的控制模式为输出。这样才能使隧道的照明功能更好地为城市交通服务。

参考文献

公路隧道照明设计范文第5篇

【关键词】高速公路；隧道安全；评估

1 我国高速公路隧道安全研究

在2003年10月，国家交通出台了《高速公路隧道养护技术规范》，明确规定了公路隧道检查内容、常规措施。对于公路隧道管理，如何运用计算机技术管理路况信息与养护信心，是公路主管部门必须解决的问题。我国许多学者开展了高速公路的交通事故安全研究，尚处于一个探讨阶段。根据姚思国、和松等学者观点，系统阐述了隧道交通事故的严重性。按照交通安全的路、人与车的议案因素，立通心理学、管理学、工程学等理论基础，系统分析了隧道交通事故发生的原因。

首先，隧道设计。通常根据《公路工程技术标准》、《公路隧道设计规范》的内容，开展公路隧道设计，增加了公路隧道新内容与新技术，有效规范了公路隧道设计。对于公路隧道工程整体建设，通风运用效果、通风方案质量，对隧道运营效益、救灾能力、工程造价具有直接影响。近些年来，我国积极探索隧道设计研究，积极吸收与借鉴国外先进成果，有效规范了我国隧道通风设计。对于通风方式，因从横向至半横向通风、从射流纵向通风至竖井纵向通风技术，有效改善了我国公路隧道的通风设计。

其次，隧道照明。1996年，我国经贸委开展绿色照明工程，利用科学照明设计，运用高稳定性、寿命长与高效率的照明产品，以满足环保与舒适、高效与安全的照明要求。隧道节能的最佳方法是应用节能、高效的光源照明。目前，新型节能产品、节能技术在公路隧道照明中广泛运用。在连续公路隧道与大型高速隧道中，中压供电技术在供电方案中呈现显著性节能优势，隧道照明控制与照明线缆、照明灯具与供配电的分析研究中，LEO照明方式在隧道中仍占有竞争性。

第三，隧道火灾。现阶段，对于隧道火灾缺乏系统性研究。近些年来，公路隧道火灾必须竖井火灾通风、隧道火灾规律、逃生措施开展深入研究。在隧道火灾标准方面，虽然我国建设了大量隧道工程，然而缺乏隧道火灾相关的整体性、系统性的标准与规范。

2 高速公路隧道安全评估指标体系建立

如上文所述，隧道安全主要包含照明设计、隧道设计与火灾防范三个方面，隧道安全主要因为多种因素的互相作用、协调、影响所决定。所以，在隧道安全评价体系的建设过程中，需综合考虑这些因素，遵循如下原则：

首先，科学性原则。建立指标体系，必须遵循科学性原则，动态、真实反映隧道安全的各安全指标、子系统与真实状况。

其次，可行性原则。在隧道安全的综合评价系统中，需确保指标内容的简单、明了，增强理解性，可比性较强，提高评价指标获取的便捷性。

第三，层次性原则。由于综合评价系统呈现多样性、复杂性特点，可划分为多个较小子系统。

第四，完备性原则。建立指标体系时，要求具有较广的覆盖面，包含隧道安全各个影响因素，按照指标特点指标内容，可划分为单项要素、专项、系统、复合、总体性等指标。

第五，独立性原则。在评价过程中，通常一个指标受到多个因素的影响，各指标之间具有互相联系，若存在较多的类似指标，必然会影响评价真实性与准确性。所以，选择评价指标时，尽可能采用弱相关指标，防止采用高度相关指标。

第六，动态性原则。高速公路隧道在运行过程中，其运行状况受到天气、时间等因素影响，选择指标时，需充分结合动态变化特点，对隧道安全影响因素进行动态化刻画与描述。

构建评价指标体系，确保合理性、科学性，是正确评价的基础，隧道安全评价不能单纯依靠某一个指标，必须分析各因素的互相联系，寻找各综合指标，对隧道安全状况进行真实、客观反映，以便于查找相关问题，为改善隧道安全提供合理性、科学性依据。

3 高速公路隧道安全的改善措施

首先，短期改善措施。在公路隧道中，设置特殊安全信息提示，包含应急出口、侧位停车带、紧急带年华等，为司机提供必要的信息提示。对于隧道照明，确保隧道壁有光亮，保证充足光线，在隧道车道边沿位置，设置发光二极管。当隧道封闭时，利用相应方法告知司机。如设置交通变道标志、绕道行驶标志、可变信息标志等。对于紧急出口、逃生路线设置，必须具有明确标示。对于危险物品运输，保持一定安全距离，选择非高峰期时间输送。对于隧道安全，需由独立专家检测。为有效消除边墙效应，设置黄色反光与黄色反光标示在隧道的两侧墙体上，左侧设置红色反光标志，右侧设置黄色标示。在标枪上配置线形诱导标示，尤其对于行车不利曲线、通视较差的区域。因为隧道环境较为单调，两旁参照物较少，司机驾驶时容易错误判断跟车距离，极易发生追尾事故。所以，对于隧道壁来给你测，必须设置明显标语、图案与标线。

其次，长期改善方法。对于隧道通讯设施，需给予改进。改善隧道交通广播，在清晰可见区域安装广播扬声器。在每隔一段间隔点，设置紧急电话。确保隧道无线电话贯穿整个隧道救援。改进视频监控系统，缩短摄像机与摄像机的距离，采用自动显示系统，配置自动火警系统，完善火灾检测系统。行人横洞与外部逃生路径需保持连接，设置营救路线、逃生路线，建设额外通道，添加空气输送管的逃生功能。完善消防措施，根据现实情况，对于消防人员与隧道养护人员，给予定期或不定期培训。在隧道控制中心，需严格培训管理，加强紧急服务、管理服务等内容培训，不断完善紧急救援方案。

4 结束语

综上所述，高速公路隧道由于隧道设计、隧道照明、隧道火灾等设计不合理，极易引起交通安全事故，在隧道设计时，需遵循科学性、可行性、层次性、完备性、独立性、动态性等原则，通过短期改善措施与长期改善方法，加强隧道安全评估，提升高速公路隧道的安全性。

参考文献：

[1]李海龙.高速公路隧道安全管理措施探讨[J].中国电子商务,2012(18).

[2]苏玉章.山区高速公路隧道安全畅通分析研究[J].文艺生活:中旬刊,2011(10).