从CIE88-2004看《公路隧道照明设计细则》的先进性

从CIE88-2004看《公路隧道照明设计细则》的先进性摘要：在深入研究CIE88—2004《公路隧道和地道照明设计指南》的基础上，分析比较JTG/T D702-01—2014《公路隧道照明设计细则》和JTJ 026.1—1999《公路隧道通风照明设计规范》在隧道照明设计思想及方法上的不同。对具体隧道采用《细则》方法进行照明优化设计，并将设计结果与按《规范》设计的结果进行比较。结果表明：采用CIE隧道照明的设计思想，不仅符合隧道行车的视觉适应特点，而且还有利于隧道照明节能，隧道照明的舒适性与节能性均体现出《细则》的先进性。

关键词：隧道照明；CIE；《细则》；视觉适应；节能

随着我国公路隧道建设的发展，我国公路隧道照明设计规范也逐步完善。1990年前，我国对公路隧道照明没有具体规定。1990年12月1日，交通部颁布实施了JTJ 026—1990《公路隧道设计规范》，从而使我国公路隧道照明设计有了相应的设计技术标准[1]。目前，国内约有1 000多座2000年以前建成的公路隧道，其照明系统的设计及运营管理主要采用该规范的相关规定。2000年6月1日，交通部颁布了交通行业公路隧道照明设计及运营管理的专业规范，即JTJ 026.1—1999《公路隧道通风照明设计规范》(简称《规范》)。之后10多年间，已建成的7 000多座公路隧道其照明系统设计及运营管理主要采用该《规范》的相关规定。上述2个规范对推进我国公路隧道照明工程科技进步、规范其设计行为、完善隧道照明体系等均起到了积极的作用。但我国公路隧道建设和隧道照明技术起步较晚，规范编制阶段的经验和基础性工作不足，未

能全面覆盖相关技术内容，在隧道照明的分期实施、短隧道照明设计方法与取值、节能光源及灯具的应用标准等方面仍存在一些不足[2]。

鉴于此，招商局重庆交通科研设计院有限公司在总结近些年我国隧道照明建设经验及技术发展趋势的基础上，吸收了隧道照明设计经验及科研成果，参考CIE88—2004《隧道和地下通道照明指南》和CEN4380—2003《照明设备—隧道照明》，编制了JTG/T D702-01—2014《公路隧道照明设计细则》(简称《细则》)，并在2014年8月1日由交通运输部正式颁布，同时还颁布了JTG D70/2 —2014《公路隧道设计规范第二册

交通工程与附属设施》以指导隧道机电设计的规范化。《细则》对隧道照明设计考虑了驾驶员的隧道行驶视觉特性，提出了符合隧道视觉特点的节能设计方法。为充分说明《细则》在隧道照明设计理论与方法上的先进性，本文从CIE88—2004的角度，结合《细则》与《规范》的比较结果，对《细则》的先进性及对应的节能性进行阐述。

1 CIE88—2004的隧道照明设计思想

CIE88—2004规定隧道照明应遵循驾驶员的视觉需求，并以能辨识路面障碍物的停车视距作为照明安全设计的原则[3]。其根据隧道行车的视觉适应性将隧道分为接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段和分离段，如图1所示，并根据隧道的几何长度、线形、洞壁反射率及交通量规定了不同长度隧道入口段白天的照明要求。

CIE88—2004对隧道不同区段的亮度确定及照明设计思想所述如下。

入口段：指紧邻洞口的隧道内第一区域，其长度至少为1个停车视距。入口段设计亮度Lth由大气光幕亮度Latm、汽车挡风玻璃光幕亮度

Lws、接近段等效光幕亮度Lseq、最小要求辨识对比度Cm、目标物反射系数ρ和对比显示系数qc等因素决定，计算式为：

(1)

其中

(2)

式(2)中接近段等效光幕亮度Lseq的取值由停车视距2.0°～56.8°范围内极坐标区域中不同区域平均亮度Lije的叠加而成，可由下式表示：

Lseq=5.1×10-4∑Lije

(3)

CIE88—2004规定，在入口段前半段，亮度为Lth，后半段亮度可线性减小；在入口段末端，亮度值要减小为前半段亮度值的0.4倍，即

0.4Lth。

过渡段：指隧道内部亮度过渡区域，起于入口段的终点，止于中间段的起点。其亮度递减规律由式(4)决定，如图2所示。CIE88—2004规定该亮度递减曲线可由阶梯曲线替代，相邻2区段最大亮度比为3，且最后1个区段的亮度不应大于中间段亮度的2倍。

Ltr=Lth(1.9+t)-1.4

(4)

中间段：指隧道过渡段与出口段之间的隧道中间部分。亮度值由停车视距和交通量决定，其值如表1所示。CIE88—2004规定对特长隧道的中间段可分为2段，第一区段为行车前30 s的距离，对应亮度也按表1取值；余下部分为中间段的第二区段，其亮度按表2取值。

出口段：指隧道中间段终点到出洞口之间的区域。长度建议为一个停车视距，CIE88—2004规定白天出口段的亮度应线性增加，在距出口20 m处，其亮度应增加到中间段亮度的5倍。

表1 特长隧道中间段第一区段亮度

停车距离/m亮度/(cd·m-2)长隧道小交通量长隧道大交通量1606063106

表2 特长隧道中间段第二区段亮度

停车距离/m亮度/(cd·m-2)长隧道小交通量长隧道大交通量160602.514.52

分离段：指隧道出口外的一段，不属于隧道的一部分，但会影响到隧道照明。其长度为从隧道出洞口位置起2倍停车视距的区域，夜间其亮度不应低于隧道中间段亮度的1/3。

2 《细则》与《规范》的比较

CIE88—2004对隧道照明的设计思想总体遵循驾驶员的隧道行车视觉适应特点，而《细则》的修订则是在《规范》基础上更进一步考虑了这些特点，从而使我国公路隧道照明在设计理念上既符合人眼行车视觉的舒适性[4]，又能体现隧道照明的节能性。与《规范》相比，《细则》具有如下先进性 [5-7]。

1) 考虑了短隧道及不同等级隧道的照明设置要求。

与《规范》相比，《细则》考虑了短隧道及光学长隧道的照明，在《规范》规定长度大于100 m的隧道应设置照明的基础上，对不同长度、不同等级公路的隧道及光学长隧道提出了照明设置要求。其参考CIE 隧道照明设置的思路，且更具可操作性。

2) 调整了入口段照明要求，将入口段划分为2个照明段。

《规范》规定隧道入口段均按一个标准进行设计，亮度按

Lth=k·L20(S)计算，长度按

计算。式中：k 表示亮度折减系数，与交通量、设计时速有关；L20(S)表示洞外亮度，指的是在1倍停车视距Ds处驾驶员20°视场角内所见亮度的平均值。