公路隧道照明特點及《公路隧道LED照明燈具》標(biāo)準(zhǔn)

2014年4月公路隧道照明特點及《公路隧道LED照明燈具》標(biāo)準(zhǔn)淺析

主要內(nèi)容公路隧道照明散射光幕研究2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈具》

43335基于反應(yīng)時間的隧道基本段亮度需求公路隧道照明應(yīng)用現(xiàn)狀公路隧道照明淺議311.公路隧道照明淺議

截止2012年底，全國公路總里程達423.75萬公里，其中等級公路里程360.96萬公里，高速公路里程達9.62萬公里。（1）我國公路運輸安全形勢1.公路隧道照明淺議公路隧道的建設(shè)不僅能夠縮短兩地間車程，提高公路通行能力，還具有節(jié)約用地、保持生態(tài)環(huán)境等作用，是建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好型交通的重要措施之一，在現(xiàn)代公路路網(wǎng)運輸中起著不可替代的作用。

全國公路隧道10022處、805.27萬米，其中特長隧道441處、198.48萬米，長隧道1944處、330.44萬米。交通運輸安全的現(xiàn)狀卻不容樂觀2005年以來交通事故和死亡人數(shù)已呈下降趨勢；統(tǒng)計數(shù)據(jù)總量依舊驚人。1.公路隧道照明淺議為提高公路安全通行能力，交通運輸部門在優(yōu)化工程建設(shè)，改善安全條件方面投入了巨大的人力、物力，公路隧道工程就是研究、建設(shè)的重點之一。區(qū)別于一般道路，隧道作為公路特殊構(gòu)造物，其管狀空間結(jié)構(gòu)及半封閉特性使得隧道交通事故往往具有以下特點：事故多發(fā)路段；易導(dǎo)致二次事故；事故對公路通行影響較大。1.公路隧道照明淺議1.公路隧道照明淺議公路隧道照明的主要功能就是為駕駛?cè)藛T提供良好的視覺條件，保障交通安全，其功能主要體現(xiàn)在以下三方面：幫助駕駛?cè)藛T適應(yīng)隧道內(nèi)外強烈的亮度差異；提供識別公路線形，發(fā)現(xiàn)路面異常的必要環(huán)境亮度；緩解駕駛?cè)藛T在隧道封閉空間內(nèi)行駛的視覺疲勞和壓迫感。1.公路隧道照明淺議（2）公路隧道照明的作用隧道方案在公路建設(shè)過程中被廣泛采用，截止2012年底共建設(shè)公路隧道10022處、總長805.27萬延米。公路隧道建設(shè)規(guī)模

與此同時，隧道照明能耗問題日益突出，對部分省份隧道管理部門的調(diào)查表明，照明能耗已成為公路隧道運營中最主要的開支。1.公路隧道照明淺議（3）公路隧道照明的問題1.公路隧道照明淺議1.公路隧道照明淺議（4）公路隧道照明的出路新產(chǎn)品新技術(shù)理論研究標(biāo)準(zhǔn)化研究四者的關(guān)系：相輔相成共同實現(xiàn)公路隧道照明的安全性、經(jīng)濟性、節(jié)能性平衡發(fā)展2.公路隧道照明應(yīng)用現(xiàn)狀（1）公路隧道照明特點

區(qū)別于一般道路照明，公路隧道照明具有如下特點：24h不間斷照明

白天照明條件的要求比夜間照明更為復(fù)雜。分時、分段照明設(shè)置隧道內(nèi)照明亮度需與洞外亮度平緩過渡，一般采用分段照明的形式。半封閉照明環(huán)境對駕駛員產(chǎn)生心理壓迫感，

在長隧道中尤其明顯。2.公路隧道照明應(yīng)用現(xiàn)狀（2）公路隧道照明光源公路隧道常用照明光源包括高壓鈉燈、白光LED、無極燈等，白光LED光源具有如下優(yōu)點：電光轉(zhuǎn)換效率高動態(tài)響應(yīng)特性好使用壽命長綠色環(huán)保技術(shù)提高、成本降低的潛力巨大2.公路隧道照明應(yīng)用現(xiàn)狀（3）公路隧道照明控制方式公路隧道照明節(jié)能要以保證行車安全為前提，在此條件下常采取的節(jié)能措施包括實施節(jié)能控制、改善燈具配光結(jié)構(gòu)等，LED燈具良好的動態(tài)響應(yīng)特性和配光設(shè)計使其在節(jié)能應(yīng)用中如魚得水。常見的節(jié)能控制措施主要有：分級控制通過開啟或關(guān)閉照明配電回路的方式減少控制工作燈具數(shù)量。動態(tài)調(diào)光控制通過脈沖寬度調(diào)制（PWM）的方法調(diào)節(jié)LED光源亮度。以上節(jié)能措施可根據(jù)洞口亮度、車流量時間分布的統(tǒng)計結(jié)果進行編程控制，也可通過光度傳感器和車輛檢測器獲得實時數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)。3.公路隧道照明散射光幕研究《規(guī)范》中規(guī)定了一定照明條件下某點的亮度值計算方法，公式如下所示Lpi——燈具i在計算點p點產(chǎn)生的亮度，cd/m2；Lp——p點總亮度，cd/m2；Β——觀察面與光入射面間角度，°；γ——p點對應(yīng)的燈具光線入射角，°；Icγ——燈具在計算點p的光強值，cd；

r（β，γ）——簡化亮度系數(shù)。亮度計算示意圖簡化亮度系數(shù)水泥混凝土路面簡化亮度系數(shù)表瀝青路面簡化亮度系數(shù)表3.公路隧道照明散射光幕研究檢測中存在的問題：

受到隧道路面材質(zhì)不同，坡度、磨損等情況差異的影響，上述換算系數(shù)往往不能準(zhǔn)確的反應(yīng)路面平均照度和平均亮度的關(guān)系。水泥混凝土路面簡化亮度系數(shù)表瀝青路面簡化亮度系數(shù)表3.公路隧道照明散射光幕研究在現(xiàn)場測試過程中采用影像式亮度計對區(qū)域路面的亮度值進行了多點同步測試，原始圖片如下圖所示，其中圖右側(cè)標(biāo)尺表示了色彩與亮度指標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。隧道出口、引道亮度測試圖隧道入口亮度測試影像3.公路隧道照明散射光幕研究選擇測試區(qū)域

模板選擇幾何還原后的區(qū)域選擇亮度總均勻度計算公式亮度縱向均勻度計算公式3.公路隧道照明散射光幕研究成因：車輛通行排的尾氣帶起的揚塵氣流不暢影響：非常容易形成高濃度的煙塵，影響隧道內(nèi)照明質(zhì)量，干擾駕駛?cè)藛T視認(rèn)能力的重要因素。

就組成本質(zhì)而言，公路隧道內(nèi)的煙塵同樣屬于霧霾的一種，且濃度指標(biāo)遠高于一般環(huán)境水平。3.公路隧道照明散射光幕研究瑞利散射：瑞利(Rayleigh)散射是由于大氣分子(O2和N2等分子)引起的散射消光，當(dāng)大氣分子的微粒直徑小于光波長的時候，表現(xiàn)為瑞利散射，瑞利散射的消光系數(shù)正比于-4，因此可以得出短波的瑞利散射效應(yīng)要比長波嚴(yán)重。

公路隧道內(nèi)主要消光因素示意圖米氏散射：米氏(Mie)散射是由于大氣中氣溶膠、塵埃和飄塵引起的消光散射，當(dāng)氣溶膠微粒的大小遠大于發(fā)射光的波長的時候，將會產(chǎn)生米氏散射，它的消光系數(shù)可由數(shù)學(xué)公式表達：

3.公路隧臨道照明緒散射光本幕研究亮度對比儀是指視看格對象和其箱背景之間頸的亮度差傍異。差別插越大，可亞見度越高姐。我們通可常用亮春度對比騰系數(shù)C來表示林亮度對憤比度，櫻它等于冠視野中繳目標(biāo)物策和背景選的亮度差與背翻景亮度的息比值。最小察覺撿對比度Cm的推薦值續(xù)，為0.28。4.基于反飽應(yīng)時間星的隧道帽基本段答亮度需講求4.基于反逃應(yīng)時間奮的隧道繁基本段糧亮度需跟求（1）照明光婆源光譜對妹視亮度的公影響明視覺、跪中間視覺更、暗視覺該以及桿狀采細胞和錐光狀細胞對口應(yīng)的亮度漸區(qū)域人眼明痰視覺光阿譜效率夕函數(shù)和型暗視覺分光譜效匹率函數(shù)綱的比較被試光費源：高壓鈉燈叛（HPS）、白光LED和熒光運燈（FL）0.471.721.994.基于反纖應(yīng)時間睜的隧道破基本段易亮度需第求計算順病序公式表詢示以滔為基輛礎(chǔ)，通過閥測試得到妨光源輻照您強度光譜陰分布曬即可得到齡中間視覺椅條件下的輔總光通量由于在錫其他條板件相同坊的情況深下，總坑光通量澡與亮度刻的數(shù)值薪成正比憂，則可辛以得到乘中間視儲覺相對剝于明視句覺的等參效亮度登計算公范式4.基于反霞應(yīng)時間邊的隧道鏈基本段隨亮度需炎求光源1高壓鈉燈顯色指數(shù)：19.2光源2金屬鹵化物燈顯色指數(shù)：99.2光源3白光LED顯色指數(shù)：72.4視覺反應(yīng)時間測試系統(tǒng)示意圖照明反應(yīng)時間實驗流程圖背景亮嶺度，cd/m20.5別,1,新1.5寧,2,頭2.5釀,3亮度對憤比度0.3惜,0.穩(wěn)5,0格.8視標(biāo)偏心府角0o,伴15o窮,30達o（2）基于反捧應(yīng)時間的禿照明亮度稠需求4.基于反鐵應(yīng)時間地的隧道洲基本段騙亮度需員求背景亮度，cd/m20.51.01.52.02.53.0HPS，ms525422333301297270MH，ms461402325296283260LED，ms410326285275252248三個光險源在不疤同背景鉤亮度下恰的反應(yīng)趣時間圖0.55燈cd/m21.0治1cd吉/m21.1沒2cd顯/m24.基于反應(yīng)桶時間的隧治道基本段膨亮度需求不同光盈源反應(yīng)煩時間隨弟視標(biāo)對鴉比度變?nèi)龌€對比度C0.30.50.8HPS，ms504460438MH，ms416371360LED，ms381316308不同光縮慧源反應(yīng)砌時間隨格視標(biāo)偏駁心角變刻化曲線視標(biāo)偏心角0°15°30°HPS，ms460488493MH，ms371412452LED，ms3163353604.基于反應(yīng)憐時間的隧戀道基本段遣亮度需求按照計蓄算行車找速度40k上m/h條件下刮，公路前隧道中為間段照韻明亮度1.5c蛛d/m2進行分夾析，在棗高壓鈉遮燈照明騾條件下器，測試?yán)^的反應(yīng)犯時間為330弄ms，而在紡相同反張應(yīng)時間殖條件下苦，金鹵壞燈所需憑的照明駱亮度約窯為1.4滋5cd仍/m2，白光LED所需的照伴明亮度約水為0.9云5cd星/m2。4.基于反應(yīng)篩時間的隧雞道基本段儉亮度需求反應(yīng)時間，ms亮度平均值，cd/m2高壓鈉燈金鹵燈白光LED3301.51.450.9530321.871.262992.51.911.69根據(jù)相遙同的分熟析方法呀，在高燃壓鈉燈縣照明亮弟度分別灑為1cd歪/m2，2cd罰/m2和2.5c傾d/m2的情況姑下，具跳備相同襪反應(yīng)時理間的金槳鹵燈和燦白光LED照明亮度影如圖所示約。4.基于反應(yīng)仔時間的隧交道基本段品亮度需求5.行業(yè)標(biāo)囑準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈外具》交通運詢輸行業(yè)標(biāo)胃準(zhǔn)《公路LED照明燈具》交科教去發(fā)【20扁08】告162號下達標(biāo)納準(zhǔn)項目握（計劃號JT2籠008碑-06交通運輸俯部公路科劈燕學(xué)研究院承擔(dān)了份此標(biāo)準(zhǔn)腦的編寫任務(wù)碰。歸口單頸位，全國交倚通工程設(shè)吊施（公路保）標(biāo)委會5.行業(yè)標(biāo)僑準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈具》范圍本部分規(guī)泰定了公路聲隧道LED照明燈具巾的組成、漆分類與型遠號、技術(shù)金要求、試才驗方法、于檢驗規(guī)則騾以及標(biāo)志色、包裝、羊運輸和貯競存。本部分的適用于藍公路隧競道LED照明燈鈔具，其鹽他隧道紀(jì)照明燈樂具可參備照使用鞠。5.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈盯具》術(shù)語及定莖義超短投射澡配光ult殲ras嚴(yán)hor炭tl狐igh愛tin神gd點ist漲rib湊uti叢on燈具配光感的最大光簡強落在小奇于1.0縱向距高墾比的區(qū)間板內(nèi)稱為超誦短投射配阿光。5.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈娃具》燈具分類公路隧膜道LED照明燈濱具按環(huán)援境溫度因適用等膠級分為S2型、A型、B型三種盈：a)勵S2型為常溫銜型，適用以溫度范圍-5℃～+55℃；b)撇A型為低抵溫型，棚適用溫茫度范圍-20℃～+55對℃；c)B型為超遭低溫型漁，適用崇溫度范事圍-40℃～+50祖℃。公路隧容道LED照明燈名具按照精調(diào)光類識型分為它調(diào)光型LED照明燈貼具（T）和非調(diào)拾光型LED照明燈具封（F）。材料要訴求產(chǎn)品的竄外殼、居機架等芽結(jié)構(gòu)件林在保證則結(jié)構(gòu)穩(wěn)勵定的條迫件下,宜采用寒符合國季家相關(guān)里標(biāo)準(zhǔn)的朋輕質(zhì)材羨料,以減少覆產(chǎn)品自揚身重量趕。發(fā)光二辜極管在Ts溫度為85℃時的使雜用壽命不遵小于50列000黨h,其它電毅子元器渴件的平端均無故鏡障時間MTB晝F不小于300掘00h。5.行業(yè)標(biāo)艙準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈具》功率允畝差在額定豎工作條扁件下，佛公路隧借道LED照明燈飯具實測同功率不視超過額窩定功率器的100%蒸±5%。功率因棟數(shù)公路隧道LED照明燈具攪在額定工狹作條件下回的功率因載數(shù)值應(yīng)不窩低于0.9。老煉試逗驗公路隧梁道LED照明燈具藥產(chǎn)品進行1000未h的老煉試傻驗，環(huán)境影溫度為25℃±3℃。穩(wěn)定狀態(tài)燈具點亮腥后，15m慮in內(nèi)光通量吩變化小于0.5%指達到怎穩(wěn)定狀帖態(tài)。5.行業(yè)標(biāo)躬準(zhǔn)《公路隧僵道LED照明燈具》公路隧道LED照明燈嫌具初始歪光效等歷級相關(guān)色該溫在CIE著(19洗60)均勻色度介空間內(nèi)，毛光源色度閥坐標(biāo)與距救離普朗克樸軌跡最近擦處對應(yīng)的陰黑體輻射桐的絕對溫繳度值，稱摸為該光源辰的相關(guān)色幼溫。5.行業(yè)標(biāo)恐準(zhǔn)《公路隧拿道LED照明燈母具》相關(guān)色懇溫公路隧菌道LED照明燈具厭在額定工區(qū)作條件下勁的相關(guān)色究溫應(yīng)在300痰0K~5500嚷K范圍內(nèi)，尼且滿足表1的要求。名義值(K)目標(biāo)值(K)容差范圍邊界點名稱邊界點色品坐標(biāo)xy30003045±175中心點0.43380.4030右上點0.45620.4260左上點0.42990.4165左下點0.41470.3814右下點0.43730.389335003465±245中心點0.40730.3917右上點0.42990.4165左上點0.39960.4015左下點0.38890.3690右下點0.41470.381440003985±275中心點0.38180.3797右上點0.40060.4044左上點0.37360.3874左下點0.36700.3578右下點0.38980.371645004503±243中心點0.36110.3658右上點0.37360.3874左上點0.35480.3736左下點0.35120.3465右下點0.36700.357850005028±283中心點0.34470.3553右上點0.35510.3760左上點0.33760.3616左下點0.33660.3369右下點0.35150.3487等級初始光效lm/W額定相關(guān)色溫≤3500K3500K<額定相關(guān)色溫≤5500KⅠ100110Ⅱ90100Ⅲ8590公路隧道LED照明燈具差初始光效鳳等級公路隧滿道LED照明燈具初始光鄉(xiāng)豐效等級5.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道LED照明燈雹具》老化時間，h光通量維持率3000≥96%6000≥92%10000≥86%燈具配光頂分布公路隧道LED照明燈具本采用中投英射、短投終射或超短裙投射類型停，且空間獵光強分布氧滿足GB/忽T2舒482蹄7中Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類或Ⅳ類的要求升。光通量宮維持率初始光煮通量公路隧冬道LED照明燈具倍的初始光豎通量應(yīng)不認(rèn)小于額定后光通量的90%，且不大想于額定光更通量的12