公路隧道照明灯具系数研究
关于高速公路隧道智慧照明调光系统的研究
关于高速公路隧道智慧照明调光系统的研究摘要：本文将围绕高速公路隧道智慧照明调光系统设计内容开展分析，阐述完善监测设计、强化检修维护、合理选用灯具、测试控制方案等优化方法，提出高速公路隧道智慧照明调光系统的控制路径，以此降低照明灯具能源消耗，保障高速公路行车安全，实现照明调光系统智慧化管理的目标。
关键词：LED灯具；智慧化管理；照明调光系统引言：智能调光系统是指用于改变光通量、照度，采用新型灯具，达到优质照明效果的调节系统，将其运用在高速公路隧道，不仅可以减少不必要的碳排放，实现按需服务目标，还能通过智能控制，节约人力资源，保障车辆安全，减少资金成本。
为此，笔者将对高速公路隧道智慧照明调光系统的设计内容开展深入分析。
一、高速公路隧道智慧照明调光系统的设计内容与优化方法（一）设计内容高速公路隧道智慧照明调光系统设计需要充分遵循保证驾驶人员视觉体验良好的原则，确保灯光覆盖范围能够满足驾驶员通行要求，充分发挥灯光的视觉诱导作用，提高灯光的舒适度与柔和度，协助驾驶员准确识别路况信息。
且灯控系统能够结合环境变化，进行灯光亮度的调节。
比如：洞外引道，停车视野范围100m，照度均匀度在0.4以上，平均照度达到1cd/m2；入口段，平均照度为80cd/m2，照度均匀度在0.4以上，采用等照度配光的LED灯；出口段，停车视野范围为100m，平均照度为7.5cd/m2，灯具为LED隧道灯。
系统结构主要分为：感知层，其作用在于车辆检测、亮度收集以及现场调光；网络传输层，主要负责通信信号的接收、传输，支持多种形式的通信协议以及通信方式；远程应用层，能够实现内部调光、数据统计，进行传感器的信号判定，形成灯光控制指令，并将收集后的信息进行本地化处理。
而监管平台，则具有数据管理、目标锁定等功能，可以根据区域、分段实施智慧管理，结合互联网技术实现遥控操作，并结合本地环境进行时间调节，以此推动灯具管理的人性化发展。
具体的高速公路隧道智慧照明调光系统设计内容主要分为以下几点：1.主控模块从设计逻辑角度来看，主控模块是指以照明设施为基础，所打造的控制中心，其作用在于：控制照明灯具在不同环境、触发条件、电压等级下的照明亮度，在设计过程中，需要利用系统程序进行数据检测，对各类灯具下达操作指令，判断主控模块的运行是否能够保证照明设施的安全使用，最大程度减少不平衡控制，延长灯具的使用寿命，避免维护成本过高。
公路隧道节能灯具的研究与应用
用 较低 的光通 量使 得驾驶 员 清楚 地注意 到路 面 的情
况， 而且 不会 造成 视觉 的疲劳 。所 以， 用功 率较 低 采
１ 新照 明设计方案 的实测结果与分析
无极 灯 为代 表 的显 色 性好 的灯 具 ， 般 是 争论 的焦 一 点 问题 。从 实 际 的使用 角 度 来 说 ， 压 钠 灯 的优 势 高 就是 在 于远远超 过 其他 灯 具 的光 通量 ， 这样 就 使 得 照射 在物体 上 面 的光通 量 增 多 ， 而 更 加 清楚 地 分 从
２ 结论
通 过本 项 目的研究 成 果 ， 特别 是 对 比分析 无 极 灯与 高压钠灯 的照 明效果 ， 发现 目前 的照 明标 准 和
科技 ，０ ０ ５ ． ２１（ ）
［ ］ 何铁锋 ， ５ 刘木清 ． Ｅ Ｌ Ｄ隧道灯 的配光测试 和照 明计 算
［ ］上海市照 明学会成立 ３ 周年庆典暨四直辖市照 Ｄ． ０
面 （Ｏ—ｌ ）ｘｃ ｍＩ取值 。 １ ３ ｌ ｄ・ ２ ／ ” 按上述 规定 换 算 实 测 数 据可 知 ， １５ 的高 按 ６Ｗ
频 无 极 灯 的 照 明亮 度 为 １ ０ ９～１ １６ ｄ ｍ １． ３ ． ｃ／ 之 间 ，
点。比如这两种灯具 的价 格相 比高压钠灯要 高很 多， 这就 影响 大批 量 的应 用 。 同时 由于灯 具 在 隧 道 实 际应用 的案 例较 少 ， 得 不 断 暴 露 出各 种 各 样 使 使
是无极灯属于电子光源 ， 使得电子元件较多， 普通产 品在隧道内烟尘大的状况下故障率较高， 这就需要 开发 隧道专 用 的无极灯 灯罩来 适应需 求 。 Ｅ Ｌ Ｄ灯在技术参数上要优于无极灯 ， 但在实际 的使用 过程 中却 并不 如 想 象 中好 用 ， 最根 本 的原 因 依 然是 技术 方 面尤其 是 散 热技 术 方 面 的不 足 ， 接 直
[案例应用]公路隧道照明研究
![[案例应用]公路隧道照明研究](https://img.taocdn.com/s3/m/0bcb2e5a3b3567ec102d8a8d.png)
论述了影响公路隧道照明的主要影响因素，提出了照明功率与交通量、隧道长度、坡度等因素之间关系的模型，分析了过渡段3的设置条件，探讨了设计参数对照明功率的定量影响。
关键字：公路隧道[8篇] LED[2080篇] 隧道照明灯[1篇] 照明设计[238篇] 节能率[1篇]1.引言影响公路隧道照明设计的因素很多，往往因照明设计参数的选取不同，给工程投资与运营产生很大的影响。
鉴此，有必要对设计参数对照明功率的影响进行定量分析，探讨其间的相互关系，达到节能与节约工程投资的目的。
本文将就这一问题进行论述，以期对照明设计、照明设计标准的修订起到借鉴作用。
2.设计参数公路隧道照明设计参数，包括隧道特性参数、环境参数、交通参数、隧道照明灯参数以及养护管理参数5个方面。
(1)隧道特性参数：包括隧道坡度(S，%)、净宽(W，米)、隧道长度(L，米)和路面反射性能(F，以亮度与照度的换算系数表示);(2)环境参数：以洞外亮度(L20)来反映;(3)交通参数：包括设计期末高峰小时交通量(Q,辆/小时)、设计速度(V，公里/小时)、以及交通组织(单向交通或双向交通);(4)隧道照明灯参数：由于设计时不能规定产品规格，而不同厂家的隧道照明灯的配光曲线不同，故只能按照利用系数法进行设计，因此，设计中与隧道照明灯相关的参数有光源的光效(E,lm/w)、每盏灯的功率(P，瓦)和灯具利用系数(N);(5)养护管理参数：以M来表示。
3.入口段长度与坡度的关系隧道照明段落划分为入口段、过渡段、基本段和出口段4个部分,在此主要讨论入口段与过渡段。
以DS代表照明停车视距(米)，h代表洞口内净空高度(米)，则根据《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1-1999)[1] (以下简称《规范》)，隧道入口段长度Dth(米)可按下式计算[1]：亮度折减系数与交通组织、设计速度及交通量相关。
《规范》中给出了不同速度时亮度折减系数随交通量变化的最大与最小值，当交通量处于最大与最小交通量之间时，采用内插计算亮度折减系数，据之可按以下公式计算亮度折减系数(当交通量大于公式中的最大值时按最大值计算，当交通量小于公式中的最小值时按最小值计算)。
公路隧道照明研究现状概述
公路隧道照明研究现状概述摘要：隧道照明保证了隧道内的驾驶安全问题和驾驶员的驾驶体验。
随着我国隧道里程增加，照明的节能问题也尤为重要，本文从多个方面概述学者在隧道照明技术、隧道照明节能技术上的研究发展，以作为后续系统研究的参考。
关键词：隧道照明，交通安全，侧壁材料，照明节能，归纳分析引言优质的隧道光照环境能有效地降低隧道交通安全事故的发生率，提供舒适的驾驶环境，从而提高人们的驾驶体验。
在此基础上，如何有效地降低能耗也成为公路隧道照明研究的重点之一。
基于此，国内外学者进行了大量的研究。
1 隧道照明安全问题1.1 灯具布置方式公路隧道的交通安全不仅受到光源、光色和色温等因素的影响，灯具的布置方式也同样重要。
因此，合理的灯具布置方式不仅能改善路面亮度，还能达到节能的目的。
灯具的布置方式包括安装位置、间距、挂高、偏转角和俯仰角。
隧道照明的灯具布置方式主要有四种：中央布灯、两侧对称布灯、两侧交错布灯和中线侧偏布灯。
肖尧[1]通过照明计算软件DIALux，进行了仿真实验。
找出了隧道内饰反光材料与灯具的最佳组合方案，以满足交通安全和照明节能的要求。
实验结果表明，灯具布置方式对平均照度和照度均匀度的影响显著，其中中央布设的照度最高，照度均匀度也最优，而双侧交错布设的照度次之，单侧（右侧）布设的照度最低。
灯具俯仰角一般在－60°～60°之间，正值代表顺光照明，负值代表你光照明，0°代表对称照明。
1.4 眩光眩光是隧道照明中需要避免的因素，类似于"黑白洞效应"，它由于隧道内外亮度差异过大而引起。
眩光是一种视觉条件，由于亮度变化差异较大，会引起观察者不舒适或降低其观察、辨识重要物体的能力。
国际照明委员会CIE发布的隧道照明标准指出，隧道出口是眩光源，会使得驾驶人常难以发现、视认前车后的小型车辆和障碍物。
因此，需要在隧道出口段加强照明来改善这种视觉困难。
然而，由于眩光取决于许多可变因素，所以这种增加的程度很难概括地加说明。
LED照明灯具在公路隧道中的应用研究
道
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Ｒａｌ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
文 章 编 号 ：０ ３ １ ９ （ ０ １ ０ ・ １ １ ０ １０ —９ ５ ２ １ ） ５０ ３ — ３
Ｌ Ｄ 照 明灯 具 在 公 路 隧 道 中 的 应 用 研 究 Ｅ
相 关 内容 ， 节 约 运 营 成 本 。 结 合 某 高速 公 路 隧 道 照 明 的 实例 ， 究 了 Ｌ Ｄ 照 明 的 优 点 ， 用 于 公 路 隧 以 研 Ｅ 应
道 的优 势 ， 并对 Ｌ Ｄ照 明灯 具和普 通 高压钠 灯进行 了比较 分析 ，表 明 Ｌ Ｄ照 明是 一种 非 常节能 的绿 色 Ｅ Ｅ
在 Ｐ型 半导体 和 Ｎ型半导 体 之间 有一 个 过 渡层 ， 为 称 Ｐ Ｎ节 。在某些 半导体 材 料 的 Ｐ Ｎ结 中 ， 入 的少 数 载 注 流子 与多数 载流子 复合 时会把 多余 的能量 以光 的形式
释放 出来 ， 而把 电能直 接 转 换 为光 能 。这种 利 用 注 从 入 式 电致发光 原理 制作 的二 极 管 叫发 光 二 极 管 ， 通称
或由暗到明的视觉适应过程 ， 司机能 清楚地 辨认洞 内 让 路 面上 的 目标 或物 体 ， 消除视 觉 和心 理 障碍 ， 不影 响行 车安全。《 公路 隧道 设计规 范》 Ｊ Ｇ Ｄ ０ ２０ ） （Ｔ ７ － ０ ４ 规定 ：
长度 ＞１０ｍ 的 隧道 应设 置 照 明。公 路 隧道 照 明就是 ０ 为 了创造 洞内 良好的工作视觉环 境质量 ， 确保在 白天 和 夜 间行驶 的车辆 以设计速度安全 地接近和穿越 隧道 。 白光 Ｌ Ｄ Ｌｇ ｔ ｍｉｉｇＤｏ ｅ 简称 Ｌ Ｄ） Ｅ （ ｉｈ Ｅ ｔｎ ｉｄ ， ｔ Ｅ 灯具 是 ２ １世纪 引人瞩 目的绿 色光 源 ， 是一 种 功耗 低 、 命 长 、 寿 抗振 动 、 辐射 的 节能 环 保 型光 源 。 自 １ ９ 无 ９ ８年 以来 ， 在短 短 的几 年 中全 球半 导体 与照 明领域掀 起一 股 白光 Ｌ Ｄ 热潮 ” 使 白光 Ｌ Ｄ技 术 不 断 创 新 和 飞 速发 展 ， Ｅ “ ， Ｅ
公路隧道LED 智能化无级调光照明节能分析
公路隧道LED智能化无级调光照明节能分析合肥源辉光电子有限公司 吕晓峰 230041关键词: 过度照明 投资经济性 养护系数 车流量 洞外亮度摘要：本文论述了公路隧道照明系统电能浪费之所在，介绍了LED智能化无级调光照明系统的节能原理和LED隧道灯的选择方法，分析了LED无级调光照明系统与传统分级调光照明系统的安全性及其综合投资对比。
引言目前公路隧道约有80％的照明能耗被浪费掉了。
长期以来，隧道照明节能主要是从提高光源光效、优化系统设计、加强能耗管理等方面入手，这在一定程度上起到了较好地节能效果；但如果要在这传统的节能基础上再节能50%，传统的照明方式是无法实现的。
本文将从理论和实践两方面论述这部分电能是怎样浪费的？我们如何通过LED智能化的无级调光照明系统将大部分电能节省下来。
传统照明与智能化无级调光照明两者节能方式不同，因此节能效果也大相径庭。
前者由于灯具亮度不可控，因此几乎完全依靠灯具光效的提高来实现节能，这种简单的节能方式现在已没有太大的节能空间；如果想节能10个百分点，就需要用户付出更多地代价。
而后者通过智能化无级调光，实现按需照明，为隧道照明节能打开了一片广阔的空间；与钠灯相比节能60～70%是较为容易的；去年我们在夏蓉高速贵州格龙隧道实施了LED无级调光与LED分级调光进行对比的科研项目，经权威机构国家交通安全设施质量监督检验中心检测，LED无级调光照明系统比LED分级调光照明系统还要节能34.7%。
一、公路隧道传统照明系统电能浪费所在1、养护系数形成的浪费a、养护系数与灯具寿命的关系养护系数是指隧道灯在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该灯在相同条件下新装时所得到的平均照度或平均亮度之比。
它与光源的使用年限息息相关。
图1-1是养护系数取值与LED隧道灯使用年限的关系图。
从图中可以看出，取值越低，使用年限就越长；取值越高，使用年限就越短。
标准中规定养护系数取0.7，这就意味着照明系统的使用年限可达30000h。
公路隧道照明灯具利用系数研究
公路隧道照明灯具利用系数研究公路隧道照明灯具利用系数研究公路隧道照明灯具利用系数研究杨超，程翠(华东交通大学机电与车辆工程学院, 江西南昌330013) 摘要：灯具利用系数是隧道照明设计、参数优化中计算路面水平照度的一个重要参数，提高灯具利用系数有利于提高路面的平均照度。
但目前使用该参数时，多数采用灯具利用系数曲线或设为定值，造成计算误差。
为了得到能根据灯具配光数据和布灯参数变化的利用系数，建立了隧道照明灯具利用系数计算模型，并依据此模型，分析了利用系数与布灯高度、布灯横向偏移距离及布灯仰角的变化规律。
仿真算例表明，所建利用系数模型正确，用于布灯参数优化时，比利用系数取定值时的结果更准确，照明系统也更节能。
此模型适用于中央布灯、拱顶侧偏布灯、交错布灯和对称布灯形式灯具利用系数的计算。
关键词：隧道照明；利用系数；布灯参数引言灯具利用系数是指工作面或规定的参考平面上，直接或经相互反射接收的光通量与照明装置全部灯具发射的额定光通量总和之比，是灯具效率、灯具光强分布、空间几何特征和空间结构表面反射系数的函数，是照明设计的一个重要指标。
《公路隧道照明设计细则》(JTG/J D70/2-01—2014)给出了采用灯具利用系数曲线图计算隧道路面平均水平照度的方法[1]，但计算精度不高；文献[1]没有给出灯具布灯参数发生变化时的计算方法。
季佳俊[2]仿真研究了LED灯与高压钠灯不同布灯形式、不同高度、不同间距对灯具利用系数的影响规律；韩文元等[3]在固定灯具安装高度、横向安装距离和安装仰角的情况下，对20种不同的公路隧道照明灯具的利用系数进行了测试，得出了公路隧道照明灯具利用系数的取值范围。
在隧道照明优化设计过程中，当灯具配光曲线、灯具布置参数发生变化时，文献[2-3]给出的方法均无法应用。
为了简化计算，国内隧道照明设计和布灯参数优化研究中，通常直接根据灯具的利用系数曲线[4]或取灯具利用系数为某一固定值[5-7]进行计算，带来设计、计算上的误差。
隧道照明节能技术研究
隧道照明节能技术研究1 公路隧道节能减排的基本定义[1-3]公路隧道节能减排有广义和狭义之分。
广义而言，是指节约物质资源（土地、水源、钢筋、水泥、石料、沥青等）和能量资源（电能、油料等），减少废弃物（建筑垃圾）和环境有害物（废气、废水、噪声等）排放，其贯穿于公路隧道规划、设计、施工、运营全过程；狭义而言，是指节约能源和减少环境有害物排放，主要是指运营阶段在确保公路隧道行车安全的基础上，最大限度地减少电能消耗、废气排放，实现公路隧道综合效益最好。
2 公路隧道节能减排存在的问题[4-6]（1）企业效益和社会效益的平衡问题节能减排是一项持久长远的社会责任和战略任务。
但在一定程度上，对于公路隧道运营管理企业而言，可能是一种不经济的行为。
公路隧道节能方案的实施或许使得企业投入成本比产出效益高，如目前推广应用的隧道LED灯就存在“节能不节钱”的突出问题。
因此，从总体上看，部分节能减排项目虽具有社会效益高于经济效益的特点，但如果单纯由企业出资实施，则会加重其经济负担，这也成为当前部分公路隧道节能减排项目无法实施和推动的主要制约因素。
（2）缺乏节能指标体系的规范节能减排工作的一项重要内容是建立科学、规范的能耗统计指标，并根据指标对节能减排工作进行动态监测。
目前，国内尚未建立适用于公路隧道的能耗指标体系，这就使得企业对节能指标应该统计什么指标的具体内容等问题无法把握，造成企业对公路隧道运营能耗情况和节能效果不能准确掌握，从而制约节能减排工作的深人开展。
此外，公路隧道节能减排还应考虑地区差异，如北方公路隧道消防系统须设置电伴热保温设施以确保冬季供水安全可靠，而南方地区则不存在此问题。
3 影响公路隧道节能减排的因素及改进措施3.1设计参数的节能调整[7-8]设计是工程的根本，准确合理地采用设计参数，能避免较大的能源浪费，是非常有效的节能途径之一。
隧道照明节能设计中的措施与公路的飞速发展极不适应，大多数的隧道照明设计都存在过度设计问题，设计出的隧道照明系统设计值偏大、保守，对此，我们从设计上就着手考虑合理的节能。
公路隧道LED灯照明系统无级调光控制方式研究
公路隧道L ED灯照明系统无级调光控制方式研究周 健1 吕晓峰2 杨 洋1(1招商局重庆交通科研设计院有限公司 重庆 400067; 2合肥源辉光电子有限公司 合肥 230061)摘 要 本文针对近年来逐渐进入公路隧道照明的L ED灯各种调光控制方式的调光范围、调光分级、电源效率、信号传输性能等影响因素进行对比分析,提出了目前最适合L ED灯的调光控制方式。
关键词 公路隧道 照明 LED灯 无级调光控制方式 公路隧道照明的目的在于保证车辆舒适、安全地穿越隧道,因此公路隧道照明的基本要求是根据外部环境,提供与之相适应的照明,以满足人眼的适应曲线。
公路隧道照明控制一般原理如图1所示。
图1 公路隧道照明控制一般原理框图 国际照明学会(C IE)将隧道照明定义为接近段、入口段、中间段、出口段4个照明段,其中隧道入口照明分为阈值段、过渡段,阈值段是为了消除“黑洞”现象,让驾驶人员能在洞口辨认障碍物(标准高20cm)。
为了避免阈值段照明与隧道内部照明之间的强烈变化,设置过渡段照明,将隧道内照明水平逐渐下降,以达到隧道内基本照明亮度。
隧道照明的亮度递减曲线如图2所示。
图2 公路隧道照明的亮度递减曲线示意图 公路隧道照明调光控制是满足不同亮度环境、交通环境下的照明需求,实现隧道内各区段照明亮度平滑过渡,从而达到既满足隧道的照明亮度要求,保证行车安全,又节省能源的目的。
目前公路隧道内使用灯具主要有荧光灯、高压钠灯、金卤灯、L ED灯等。
荧光灯可实现无级调光,但其光效较低,调光时易产生高次谐波,对电网造成干扰;高压钠灯、金卤灯调光幅度很小,一般不在无级调光系统中应用;随着科学技术的发展,L D灯开始进入公路隧道照明领域,一种采用L ED灯无级调光控制的隧道照明系统应运而生,它的出现,使得公路隧道照明质量与节能又向前迈进了一大步。
本文针对研究L ED灯无级调光控制系统中应考虑的问题及解决方案作初步研究。
1 L ED灯调光控制模式目前,L D灯调光控制模式方式主要有以下3种调光控制模式6E E:1(1)无级调节方式:通过控制L ED 灯电源的输出电流,调节L ED 灯的亮度,可实现256级亮度调节;(2)灯管阵列控制:通过关闭或点亮L ED 灯具中某一列或多列灯管调节亮度,调节级数与灯具中控制阵列数相关;(3)灯群组控制:通过灯具地址编码,可实现关闭或点亮奇数灯具、偶数灯具,关闭或者点亮所有灯具,实现亮度调节。
高速公路隧道照明研究
高速公路隧道照明研究马东强【摘要】结合高速公路隧道照明设计和新修订的《公路隧道照明设计细则》,详细阐明了隧道照明设计和运营的某些概念,研究和提出了适合高速公路隧道照明控制的运营方案,旨在引导高速公路隧道照明走向既安全又节能的科学化运营轨道.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】6页(P78-83)【关键词】高速公路;隧道;照明;研究【作者】马东强【作者单位】阳黎高速公路建设管理处,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U453.7山西境内多山，山西高速多隧。
山西东有太行、西有吕梁、南有中条、北有恒山、中有太岳，山地、丘陵占总面积的80%以上，“出行难”、“运输难”曾一度制约着经济社会发展。
近年来，山西省大力发展交通基础设施，已建成运营高速公路达5 000多公里，其中隧道长度400多公里，隧道长度占高速公路总长度的8%左右，个别路段甚至达到50%以上。
隧道是一个相对封闭的空间，光线较暗，一旦发生交通事故，容易引发连锁反应，不利于逃生、不利于救援。
尤其是2014年山西晋济高速公路岩后隧道“3·1”特别重大道路交通危化品燃爆事故后，高速公路隧道的运营安全显得愈为重要。
隧道照明直接关系到高速公路的运营安全，加之隧道照明电费在高速公路运营管理经费中占到一定比例，且绝对值较大。
因此研究高速公路隧道照明方案，根据不同工况提供科学合理的高速公路隧道照明至关重要。
为保障驶入高速公路隧道车辆驾驶员的视觉需求，确保行车安全，高速公路隧道需要适宜的照明亮度。
高速公路上行驶的车辆速度都比较快，驾驶员接近及通过隧道时，白天由于洞内外亮度差别极大，容易引起“黑洞效应”和“视觉适应迟滞”现象，需要在隧道入口段、过渡段、出口段进行加强照明；夜间若仍开启这些照明，不但耗能严重，而且驾驶员在进入隧道时会引起强烈眩光，驶离时也会产生“黑洞效应”，存在较大安全隐患。
也就是说，隧道照明并非在任何情况下都是越亮越好。
公路隧道照明对比显示系数探讨
３ ． Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｍｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ６ ２ １ ０ １ ０ ）
挂 高、 光源功 率 、 灯 具位 置 、 灯 具 配光 以及 隧道 内多次反射 等有 关 ， 即与 隧道 内光 的空 间相 对分 布有 关。
关键 词 ： 公路 隧道 照 明 ； 察 觉对 比设 计方 法 ； 对 比显 示 系数 ； 隧道 照 明质量评 价指标
Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｌｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｎห้องสมุดไป่ตู้ｔ ｒ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ Ｃｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ
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高速公路隧道照明系统研究
布 设路 灯 ” ， “ 外 引道 照 明的 路面 不宜 超 过 ｌｃ ／ 本 照 明 洞 ＿ ｄ ｍ 。基 Ｏ
亮 度 还 需考 虑 车道 类 型 、弯道 路 口的情 况 、车 流量 等 因素 ，当采 用 双 车道 双 向交 通 、有 弯 道 和 十 字路 口处 、车 流量 大 于 １０ ． ／ ３０ ｈ ￣ 时 ，应 适 当提高 基 本照 明亮 度 。 过渡 段 主要 解 决 白天 视 觉 “ 适应 的 滞 后现 象 ” 。本 段 作 为入 口段 到 基本 段 的 过渡 ，需 解 决人 眼从 较高 亮 度 到较 低 亮 度 这 样一 个 较大 照 度 变 化 的适 应 过程 ，可 将 过渡 段 分 为 三段 ，阶 梯 似 的 降 低照 度 ，较 好 地保 护视 觉的 舒适 度 。 出 口段 主要 解 决 白天 时 的 “ 白洞 现象 ” ，与入 口段 处 理方 式
范 》 （Ｔ ０ ６ —９ ９）第４ｌ ２ Ｊ ２ １１９ Ｊ ５（ ）条 规 定 ： “ 均 亮度 与 照 度 间 平 的 换算 关 系一 般 可 以按沥 青 路面 （５２ ）Ｌ ／ｄ・ 泥 混 凝土 １— ２ ｘｃ ｍ２ 水 路 面 （Ｏ １ １一３）Ｌ ／ｄ・ 值 ” 。第 ４ ０ 条规 定 ： “ 外 引 道 宜 ｘｃ ｍ 取 １ｌ 洞
一
样 ，提 高 照度 ，降 低洞 口外 的差 别 ，出 口段 的亮 度宜 取 基本 照
明 的５ 。 倍 照 明设 备 主 要 包 括 照 明 灯 具 、 照 度 检 测 仪 。 照 明 灯 具 根 据
其 开 启的 时 间 可 以分 为 正 常照 明 灯 、夜 间 照 明灯 、白天 照 明 灯三
响 障碍 物 的 能 见 度 ，给 视 觉 功 能 带 来 不 利 影 响 。 隧 道 出 口处 ， 通 常 会 出现 一个 很 亮 的 出 口及 “ 洞 ” 现 象 ，对 驾 驶 员 会 产 生 白
隧道LED照明智能控制系统研究
隧 道 洞 外 亮 度 的 大 小直 接 影 响到 洞 内的 照 明 强 度 ， 通 常在 计算 洞 外亮度 时 ，按照 夏天 晴天 中午 的最大值 来计 算 。 但 一 年 中这 一 亮 度 出 现 的 时 间 仅 有 百 分 之 几 ， 其 他 大 部 分 时 间 洞 外 亮度 均 在 １％－６ ％之 间变 化 （ 图２ 示 ） ， ０ ０ 如 所
外 ， 还 需 在 隧 道 入 口段 、 过 渡 段 、 出 口段 额 外 设 置 加 强 照
的 设 计 冗 余 可 留到 远 期 再 用 ，近 期 的 工 作 功 率 也 低 于 灯 具 的 额 定 功 率 。这 使 得 灯 具 和 电源 的 长期 工 作 温 度 非 常 低 ，不 仅 可 大 幅 减／，Ｅ ｊ Ｄ的光 衰 ，还 延 长 了 Ｌ Ｄ 电源 的 寿命 ； ＇ Ｌ Ｅ 和 ◇ 下 半 夜 功 率 可 同步 减 半 ，灯 具 配 光 特 性 保 持 不 变 ，避 免 了 单 侧 关 灯所 产 生 的 危 及 行 车 安 全 的 斑 马 效 应 ； ◇ 系 统 设 计 简 单 ，大 大 减 少 回路 设 置 ，与 分 级 调 光 系 统 相 比 ，该 系 统 可 节 约 相 当数 量 的 电缆 、控 制 箱 及 相 应 。
每 个 灯 安 装 一 个 灯 具 控 制 器 ，每 个 灯 具 控 制 器 有 自 己 的 地 址 ，区 域 控 制器 可 以 通 过 地 址 访 问 灯 具 控 制 器 ，既 可 以对单 独的 灯具进 行控 制 ，也可 以通过对 灯 具地址 编组 ， 进 行 区域 控 制 。 灯 具 控 制 器 依 据 区 域 控 制 器 的 命 令 对 灯 具 进 行 调 光 ，调 光 为 线 性 调 光 ，调 光 比 例 可 由 区 域 控 制 器 来 设定 。
隧道灯光照明设计技术研究
隧道灯光照明设计技术研究隧道灯光照明设计技术研究隧道作为现代城市交通建设的重要组成部分，其灯光照明设计是保证交通安全和车辆通行的重要因素。
因此，本文将从隧道照明设计的需求、设计原则、灯具选型、照明计算、照明控制等方面展开研究，以期对隧道照明设计进行深入探讨。
一、隧道照明设计的需求隧道照明的主要需求是为车辆提供充足的照明，使驾驶员能够清晰地辨别道路标线和路面状况，从而提高车辆行驶的安全性。
此外，隧道照明还需要具有以下特点：1. 亮度均衡隧道内部的亮度应该均衡，不能出现明暗不均的情况，以免影响驾驶员的视觉。
2. 色温一致隧道内部的灯具色温应该一致，以免出现色差对驾驶员的视觉产生干扰。
3. 节能环保隧道照明需要考虑节能环保因素，采用高效节能的灯具和照明控制系统。
4. 维护方便隧道内的灯具需要经常维护，因此灯具的安装和维护应该方便快捷。
二、隧道照明设计的原则1. 均衡性原则隧道内部应该保持均衡的照明，以免影响驾驶员的视觉。
为了达到这个目的，应该采用适当的灯具间距和照明强度，使隧道内的亮度均衡。
2. 安全性原则隧道内的照明应该保证车辆行驶的安全，因此照明强度应该足够，以使驾驶员能够清晰地辨别道路标线和路面状况。
此外，应该采用防眩光的灯具，以免对驾驶员产生视觉干扰。
3. 节能性原则隧道照明应该采用高效节能的灯具和照明控制系统，以达到节能环保的目的。
此外，照明控制系统应该具有自动调光和自动开关等功能，以满足不同时间段的照明需求。
4. 维护性原则隧道内的灯具需要经常维护，因此灯具的安装和维护应该方便快捷，以减少维护成本。
三、隧道灯具选型隧道照明灯具的选型应该考虑以下因素：1. 光源类型隧道照明灯具的光源类型应该选择高效节能的LED灯，以达到节能环保的目的。
2. 光源颜色隧道照明灯具的光源颜色应该选择白光，以保证隧道内的亮度均衡。
3. 灯具形式隧道照明灯具的形式应该选择符合防眩光要求的设计，以保证驾驶员的视觉安全。
基于高速公路隧道中照明与节能方案分析与探讨
基于高速公路隧道中照明与节能方案分析与探讨摘要：LED光源是一种长寿且节能的新型半导体材料光源，其有关技术还有待开发，未来LED光源在照明系统中的应用将可能有效缓解我们正遇到的能源紧缺问题。
LED在隧道照明中的应用具有一定的优势，但由于其技术还不成熟，仍旧存在很多问题，只有根据使用中遇到的问题，并对这些问题进行研究并解决，才能使LED光源在隧道照明中的应用更加成熟。
关键词：高速公路；隧道照明；节能方案引言随着我国高速公路隧道里程的不断增加，隧道照明耗能已成为目前隧道运营的重要考核指标。
现阶段，我国绝大部分高速公路隧道照明仍然采用高压钠灯作为主照明灯具，由于高压钠灯的显色指数低、寿命较短，且耗电量打，无法根据隧道内的实际亮度需求进行调光照明；在确保隧道内安全照明亮度的情况下，LED灯具可根据隧道内的实际需求亮度进行调节，自动控制隧道内的照明亮度，达到最优照明与节能效果。
一、高速公路隧道的交通特点山区高速公路隧道除了具有一般公路隧道的交通特点外，还有其自身特殊之处：（1）山区自然环境条件较差，如雨雾多、降水多、冬季路面结冰、天气变幻无常等，对公路隧道交通安全极为不利；（2）山区地形地势险要、地质条件复杂，公路隧道内一旦发生交通事故，应急救援行动往往不能得到有效发挥；（3）公路隧道群区段隧道密集、隧道间距短、距离互通式立交远等特殊结构和道路条件，使得公路隧道内各种意外事故的发生频率以及所需的救援力量随之增加；（4）山区高速公路一般线路较长且桥隧比例较高，形成了公路隧道群、“桥－隧－桥”及“隧－桥－隧”、隧道与长大纵坡结合等线路形式，不利于公路隧道的运营管理。
更为显著的是，山区高速公路运营初期交通量相对较小。
这是因为：新建高速公路的交通量一般由趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量等3部分组成，转移和诱增交通量往往在高速公路全线通车后2~3年才逐渐出现，通车初期仅有趋势增长交通量，交通量相对较小，而且由于我国高速公路前期可行性研究阶段交通量预测精度不够准确，通车初期实际运营交通量普遍小于预测交通量，并且误差较大。
高等级公路隧道照明工程设计与研究
设计车速
（ ｒ ｈ ｋｎ ） ／ ８ ０ ６ ０ ４ ０
亮度值
－ ＿
●
－
闪烁 效应 的布 灯 间距列于表 ３ 。
然 不可 取 。
第２ 种是折衷
处 理 ， 就 是 将
ｌ ０ 入 口段 ４ ｍ ， ２ｍ ０
灯具问距 （） ｍ
１ ５ ５８９ ． 或 ＞ ．
ＳＩ５ ５６６ ＜． 或 ＞ ．
ｇＯ７ ｐ４ ４ （． 或 ．
表 ３ 不 产 生 闪 烁 效 应 的布 灯 间 距
洞 口最 高 亮 度 取
洞外亮度 ４ ０ ｃ ／ ００ｄ
的 ／ ０即 ｌ ３ ｄ ｍ ３ ｃ ／ ，则该段 （ ４）眩光 的控制 ，眩光 是 由 ｍ ｌ ３ 的 亮度 对 比 ，引起 不舒适 或 造成 适应 段 ４ ｍ ，亮 度为（ ０ ６ ／ ０ ８ ＋４ ）
应 考虑 ４个 因素 ：
◎ 路面 亮 度 ； ◎ 路面 亮 度的均 匀性 ； ◎ 闪烁 的防 止 ；
原 则 和 标 准
１ ．隧道照 明设计 的原则 为 解决车 辆 驶入 或驶 出隧 道 时亮 度 的突变 使视 觉 产生 的 “ 黑 洞效应 ”或 “ 白洞效应 ” ，许多 国
协会 的 ＣＩ Ｅ标准 以及 中国的 （ （ 公
路隧 道 设 计规 范 等 。共 同遵守
的 设 计 原 则 可 以 归纳 为 以 下 几
点：
设计车速
（ ｋ
ｎ ） ｉ ｈ ／
８ ０ ６ ０ ４ ０
弓入段 ｌ
距离
（ Ｉ ｎ ）
４ ０ ２ ５ ｌ ５
适应段
距离
（
探讨公路隧道中LED照明灯具的应用
探讨公路隧道中LED照明灯具的应用摘要:在公路隧道建设中,照明是主要需要解决的问题。
随着公路隧道规模的不断扩大,公路隧道照明所需的成本也在不断增加。
为了使公路隧道照明更加经济化、技术化,相关工作人员对公路隧道照明技术进行创新地研究,将LED照明技术与LED照明灯具应用到公路隧道的建设中,以提高公路隧道照明的效率。
本文主要针对公路隧道照明问题,提出LED照明灯具在公路隧道中的应用布设策略,以为相关工作人员提供一些参考。
关键词:公路隧道LED照明灯具应用布设策略随着人类社会的不断发展,建设公路隧道成为公路交通事业发展的一项重要工作。
公路隧道建设中,如何提高照明效率,降低公路隧道建设成本,成为工作人员主要思考的问题。
因此,在工作人员不断研究与实践中,LED照明技术成为解决人们进入公路隧道“适应的滞后现象”的主要照明技术。
LED照明灯具在公路隧道中的应用,使人们在通过公路隧道时,不会过多地感到不适,“黑洞效应”与“白洞效应”的影响将会被降低到最小,有效地降低公路隧道的交通事故发生率,确保车辆安全、高速地接近和穿过公路隧道。
1 简述LED照明技术LED照明技术是一种运用名为“发光二极管”的电气器件,将器件内的电能转化为光能的照明技术,能量的转化直接体现在亮度上,而亮度是可以调节的,同时光的颜色也是可以通过一些手段加以改变的,所以这种技术被普遍应用于生产LED照明灯具上。
一般来说,由大功率的LED发光管所组成的LED照明灯具基本参数如下表1所示。
2 LED照明灯具与传统照明灯具性能的比较笔者通过比较LED照明灯具与传统照明灯具得出,运用LED照明技术生产出的LED照明灯具,具有很多优势,比如发光效率高,光照射面的均匀度可控,耗电量小,可靠耐用,起动灵敏度高,节能环保等。
（如表2)3 公路隧道传统照明技术应用中存在问题通过表2的比较得出,公路隧道在应用传统照明技术以及灯具过程中,最大的问题是投入成本高且照明效率较低、浪费电能。
隧道照明智能节能系统设计与研究
隧道照明智能节能系统设计与研究智能照明节能管理系统，应具备智能控制、节能和电缆防盗等功能，能够实现及时发现光源故障、电缆被盗；随时调整开关灯时间，具备天文控制功能，也就是开关灯时间随着季节的变化自动进行时间调整随时了解运行参数，及时发现运行异常，将传统的人工"巡灯"制度改为"值班"制度。
系统应将采集到的数据自动进行存储、统计、并能随时进行査询和打印，能够通过中央监控中心监控屏幕显示进行光源点及区间监视及控制。
1隧道照明节能灯具在照明节能研究中，节能光源是节能研究的重要方面。
我国公路隧道照明灯具经历了白炽灯、荧光灯、低压钠灯、无极灯、高压钠灯、LED灯等光源阶段。
隧道照明节能光源的研究主要在两方面：其一是通过对比不同光源性能来选择合适的照明灯具；其二对隧道照明灯源的配光曲线进行研究实验或设计。
对电磁感应灯与高压钠灯应用于九景高速雁列山隧道进行了改造和对比试验，试验表明电磁感应灯的隧道照明性能比高压钠灯好，但是两者的节能效果并未探讨。
对LED灯与普通的高压钠灯进行对比分析，发现LED灯比传统高压钠灯省电50%~60%。
通过对上海地区隧道使用的三基色荧光灯、高压钠灯、无极荧光灯的性能进行了测试和对比，结果显示无极荧光灯更节能。
对公路隧道照明灯具进行了配光实验研究，实验利用常规的高压钠灯与逆光高压钠灯进行比对，检验其节能效果依据隧道照明需求逆向设计灯具的光分布来实现节能的研究，通过建立光源模型来设计隧道所需的照明配光曲线，最终仿真实验表明，依据配光曲线设计的LED比传统的LED节能12%。
2公路隧道照明的特点（1）分段式照明。
由于隧道的特殊性，在车辆进入到隧道之后即使打开车灯，人类的眼睛也可很难瞬间接受黑暗，隧道中必须要24h都有灯来照明，使人类可以适应视觉上的快速转换。
而且由于隧道的长度问题，白天的时候，隧道的入口和出口更加接近外界，即亮度也比较接近外界，所以入口和出口的灯的功率可以大一点，但是从隧道入口或出口逐渐向中间过渡时，照明灯的功率也要随之减小，最大程度上减轻驾驶者的视觉转换的难度。
公路隧道照明中照明功率密度的探讨
公路隧道照明中照明功率密度的探讨引言随着我国经济建设的发展, 特别是国家7918 公路网的建设, 公路建设尤其是高速公路建设得到迅猛发展。
其中, 公路隧道由于具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有利于保护生态环境等优点, 在山区公路建设中得到广泛采用, 许多长大隧道陆续建成, 如雁门关隧道、雪峰山隧道及亚洲第一、世界第二的秦岭终南山隧道等。
与此同时, 隧道照明通风设施的规模及数量也随之越来越大, 运营和维护成本也越来越高。
由于隧道一般都需要24 h 不间断照明, 隧道照明的能耗在整个运营能耗中的比例高达40% ~ 50% , 因此, 如何节约隧道照明能耗越来越受到政府和人们的关注, 隧道照明节能是隧道照明设计中的一个重要研究方向。
虽然我国城市道路照明设计已有相关的节能标准和措施, 但对于公路隧道照明设计目前却只有相关的设计规范及标准, 而缺乏对隧道照明节能标准的规定。
隧道照明由于其自身的特点与城市道路照明大相径庭, 不能直接套用和参考道路照明节能标准和规范, 因此,如何确定合理的隧道照明节能标准是当前隧道照明节能亟待解决的一项课题。
1 隧道照明功率密度的作用与意义照明节能是整个社会节能的重要组成部分, 在我国中长期发展规划的十大节能课题中,绿色照明就是其中之一。
为了贯彻国家绿色照明的指导思想和宗旨, 从2004年以来, 各部门制定和修订了一系列照明设计标准, 这些标准中无不新增了照明节能标准的相关规定,如2004年发布的国家标准5建筑照明设计标准6、2006年发布的行业标准5城市道路照明设计标准6以及2006年重庆市发布的地方标准5重庆市城市夜景照明技术规范6等。
在这些标准中, 都首次正式规定了照明节能评价指标) ) ) 照明功率密度( LPD)的概念。
照明功率密度(L ighting Power Density)即单位面积上的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)。
它综合考虑了整个照明系统的功率损耗, 在节能效果对比上更加全面、科学; 同时, LPD作为一个相对简单便于操作的指标, 既便于设计人员贯彻实施, 也便于管理部门对节能效果进行验收评价。
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公路隧道照明灯具利用系数研究摘要：灯具利用系数是隧道照明设计、参数优化中计算路面水平照度的一个重要参数，提高灯具利用系数有利于提高路面的平均照度。
但目前使用该参数时，多数采用灯具利用系数曲线或设为定值，造成计算误差。
为了得到能根据灯具配光数据和布灯参数变化的利用系数，建立了隧道照明灯具利用系数计算模型，并依据此模型，分析了利用系数与布灯高度、布灯横向偏移距离及布灯仰角的变化规律。
仿真算例表明，所建利用系数模型正确，用于布灯参数优化时，比利用系数取定值时的结果更准确，照明系统也更节能。
此模型适用于中央布灯、拱顶侧偏布灯、交错布灯和对称布灯形式灯具利用系数的计算。
关键词：隧道照明；利用系数；布灯参数引言灯具利用系数是指工作面或规定的参考平面上，直接或经相互反射接收的光通量与照明装置全部灯具发射的额定光通量总和之比，是灯具效率、灯具光强分布、空间几何特征和空间结构表面反射系数的函数，是照明设计的一个重要指标。
《公路隧道照明设计细则》(JTG/J D70/2-01—2014)给出了采用灯具利用系数曲线图计算隧道路面平均水平照度的方法[1]，但计算精度不高；文献[1]没有给出灯具布灯参数发生变化时的计算方法。
季佳俊[2]仿真研究了LED灯与高压钠灯不同布灯形式、不同高度、不同间距对灯具利用系数的影响规律；韩文元等[3]在固定灯具安装高度、横向安装距离和安装仰角的情况下，对20种不同的公路隧道照明灯具的利用系数进行了测试，得出了公路隧道照明灯具利用系数的取值范围。
在隧道照明优化设计过程中，当灯具配光曲线、灯具布置参数发生变化时，文献[2-3]给出的方法均无法应用。
为了简化计算，国内隧道照明设计和布灯参数优化研究中，通常直接根据灯具的利用系数曲线[4]或取灯具利用系数为某一固定值[5-7]进行计算，带来设计、计算上的误差。
更多的隧道照明节能研究文献则避开灯具利用系数。
在隧道照明优化设计中，为了能够根据灯具配光曲线和布置参数实时调整灯具利用系数，本文将建立基于隧道照明灯具的配光数据和布灯参数的利用系数模型，研究其与灯具安装高度、横向安装距离、安装仰角的关系，并进行优化仿真验证。
1 单个灯具利用系数计算隧道路面水平照度时，路面的有效光通量等于灯具利用系数η0与照明灯具发射的额定光通量之积。
对于同一个系列的灯具，往往具有相同或相近形状的配光曲线。
1.1 隧道路面的有效光通量当灯具的类型、安装高度、安装仰角、隧道路面宽度、隧道墙壁材料的反光系数[8-9]等发生变化时，路面的有效光通量也会发生变化。
隧道照明灯多为方口灯，假设其投射到地面的照明区域亦为四边形(或近似四边形)。
图1所示为隧道照明布灯的横截面示意图。
图中，d为隧道路面的宽度(m)；d1为灯具中心到路面中心线的水平距离(偏移距离，m)；A 表示灯具中心位置；AO为灯具垂线；AO1为灯具光轴线；ξ为灯具在Y 方向的仰角(rad)；B和C分别为隧道侧壁与路面的交点位置；D和E分别为隧道侧壁上距离地面2 m高的位置；Y方向为隧道横向，Z方向为隧道高度方向。
只考虑一次反射，则一个灯具在隧道路面产生的有效光通量Φe(lm)由灯具直接照射到路面的光通量Φd(lm)和经隧道墙壁反射的光通量Φf(lm)组成，即Φe=Φd+Φf。
Φf包括隧道侧壁高度2 m以内光通量的反射量和2 m以外光通量的反射量。
图1 灯具照明布灯横截面示意图Fig.1 Cross-section diagram of tunnel luminairedistribution图2为隧道布灯立体角计算图，其中，X方向为隧道纵向，θ为水平角(rad)，γ为垂直角(rad)。
BC和DE分别为隧道侧壁与路面相交线，BCDE为灯具射出的光线在隧道路面上形成的照明区域；B′C′和D′E′分别为隧道侧壁2 m高处与灯具光线的相交线，B′、C′、D′、E′分别为灯具以发光角射出的光线与B′C′和D′E′的交点；γ1和γ3分别为灯具投射到BC和B′C′上的光线AF和AF′与光轴线AO1的夹角；γ2和γ4分别为灯具投射到DE和D′E′上的光线AG和AG′与光轴线AO1的夹角(图中未标出)；θ11和θ12分别为灯具仰角方向的光线投射到C、B点时在配光剖面C0/180(θ=0)两侧形成的水平角；θ21和θ22分别为灯具仰角反方向的光线投射到D、E点时在配光剖面C0/180(θ=π)两侧形成的水平角；θ31和θ32分别为灯具仰角方向的光线投射到C′、B′点时在配光剖面C0/180(θ=0)两侧形成的水平角；θ41和θ42分别为灯具仰角反方向的光线投射到D′、E′点时在配光剖面C0/180(θ=π)两侧形成的水平角。
图2 隧道布灯立体角计算图Fig.2 Solid angle calculaticn diagram of tunnel luminaire distribution根据文献[10]，结合图1和图2，可得利用灯具配光曲线计算光通量的表达式。
1) 灯具产生的总光通量Φ (lm)为2) 灯具照射到隧道侧壁上光通量Φ1(lm)为3) 灯具照射到隧道2 m以上侧壁上的光通量Φ2(lm)为式(1)～(3)中，Ic(γ,θ)为灯具在水平角为θ和垂直角为γ处的光强(cd)；γ1～γ4分别按式(4)～(7)计算；θ11～θ42分别按式(8)～(15)计算。
式中，h为灯具安装高度(m)；h′=h-2；K1=d/2+d1，K2=d/2-d1；α1、α2分别为灯具在X方向和-X方向的发光角度(rad)。
灯具直接照射到隧道路面的光通量为Φd=Φ-Φ1，灯具照射到隧道侧壁2 m以内墙面的光通量为ΔΦ1=Φ1-Φ2。
设隧道侧壁2 m以内部分的墙壁反光系数为ρ1，2 m以外部分的墙壁反光系数为ρ2，则一个灯具在路面产生的有效光通量为式(1)～(16)不适用于逆光照明的计算。
1.2 单个灯具利用系数根据灯具利用系数的定义得可以看出，灯具的利用系数与灯具的配光曲线、布灯参数有关，不宜设为固定值。
2 多个灯具的利用系数假设多个灯具纵向安装间距、安装高度、横向偏移距离、安装仰角、灯具型号、功率均相同，在隧道某个区域内安装了N个灯具，区域两端的灯具光通量有一部分投射到区域之外；只考虑区域两端的灯具投射到区域之外的光通量损失，则有对于中央布灯、拱顶侧偏布灯和交错布灯形式，k=1；对于两侧对称布灯形式，k=2。
当研究区域为隧道中某两个纵向相邻的灯具之间的路面区域时，可取一个灯具的利用系数η0,1作为研究区域路面上的利用系数η0。
3 布灯参数对利用系数的影响3.1 算例隧道以江西九景高速公路雁列山隧道作为研究对象[11]，该隧道为双洞单向交通设计，由1号、2号两座隧道构成，全长3 352 m，其中1号隧道长1 533 m，2号隧道长1819 m，隧道路宽10.25 m，净高7.425 m，行车道宽8.5 m，设有人行检修道，设计交通量(1 200辆/h，设计车速80 km/h。
以2号隧道为例，其隧道中间段长度约为1 383 m。
参照文献[7]，隧道墙面2 m高范围内铺设反光系数为0.86的材料，即ρ1=0.86，其余部分为水泥混凝土面，反光系数为0.24～0.31[2]，本文取0.275，即ρ2=0.275。
3.2 灯具选择采用雷士照明LED灯系列，灯具型号为NHLED101～NHLED103，α1=α2=π/3，发光效率为100 lm/W，配光曲线形状见文献[7]。
3.3 利用系数与布灯参数的关系1) 中央布灯形式。
根据文献[7]，取N=156，灯具安装高度h的变化范围为4.5 m～7 m。
利用公式(18)可得照明系统的利用系数随高度h的变化情况如图3所示。
可以看到，安装高度为4.5 m时，利用系数为0.942，随着灯具安装高度的增大，照明系统的利用系数减小，从提高灯具光通量利用系数的角度来看，灯具的安装不宜过高。
图3中还给出了ρ1=0.782时照明系统的利用系数。
当反光材料的反光系数从0.782提高到0.86时(提高幅度10%)，利用系数的提高幅度在0.745%～1.183%之间。
可见，采用高反射率材料有助于提高隧道侧壁的亮度，但提高利用系数的效果不显著。
图3 中央布灯η0与h的关系Fig.3 Relationship between η0 and h of central luminaire distribution2) 拱顶侧偏布灯形式。
取N=156，灯具安装高度h的取值范围为4.5 m～6 m，灯具偏移隧道中心线的距离(侧偏距离) d1=0～2 m，灯具安装仰角0～30°。
利用公式(18)可得利用系数随h、d1和ξ的变化情况。
图4所示为灯具安装高度固定为6 m时，利用系数随d1和ξ的变化情况。
从图4可以看到，安装高度固定时，不同的侧偏距离，对应最大利用系数的灯具安装仰角不同；d1=0时，对应最大利用系数的安装仰角也为0。
图4 h=6 m时η0随d1和ξ的变化情况Fig.4 Changing of η0 with d1 and ξ while h=6 m图5所示为侧偏距离固定为1 m，安装高度取4.5 m～6 m时利用系数随灯具安装仰角的变化情况。
可以看出，当灯具安装偏离路面中心线时，一定要有安装仰角，适宜的安装仰角可提高灯具利用系数。
图5 d1=1 m时η0随h和ξ变化的情况Fig.5 Changing of η0 with h and ξ while d1=1 m两侧交错布灯和两侧对称布灯形式，都可以根据侧偏布灯形式进行分析。
不论何种布灯形式，只要布灯参数、灯具配光曲线以及隧道侧壁和路面反光系数发生变化，其利用系数都会变化。
灯具利用系数对照明系统的能耗有影响，提高灯具利用系数可以提高照射到路面的光通量。
但是，不能忽视提高灯具利用系数对其它参数的影响，例如，采用中央布灯方式，其它参数保持不变，降低灯具安装高度可以提高灯具利用系数，但路面最小照度和照度均匀度会降低，对隧道侧壁2 m高范围内的平均亮度也有影响。
因此，在进行布灯参数优化时，需要根据隧道照明要求，确定最佳布灯参数和最佳利用系数。
3.4 布灯参数及利用系数优化算例采用NHLED101～NHLED103雷士照明LED灯，以江西九景高速公路雁列山隧道作为研究对象。
因最小照度区域通常位于隧道路面两边，以49.5lx≤最小照度≤50.5lx为优化条件，对行车安全不会造成影响；无光衰时参数优化结果、照明效果仿真结果及总功耗如表1所示。
表1 布灯参数及利用系数优化结果、照明效果及总功耗Table 1 Optimized parameters of luminaire distribution, utilization factor, lighting offects and total power consumption布灯方式最佳布灯参数高度/m间距/m仰角/(°)偏移/m利用系数照明效果仿真值最小照度/lx总均匀度纵向均匀度单灯功率/W灯具个数总功耗/W中央6.69.00000.8749.810.6130.77910015415400拱顶侧偏6.38.981010.8849.730.5910.77510015415400对称5.88.93142.80.8749.770.6350.7574731014570交错6.589.761720.7649.730.5330.69014414220448从表1可以看出，即使采用的灯具相同，但布灯方式不同，利用系数η0也不是固定值，而是与布灯参数有关。