前言：中文期刊网精心挑选了公路隧道照明设计规范范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
公路隧道照明设计规范范文1
关键词：高速公路隧道；照明系统；节能减排；系统控制；公路交通 文献标识码：A
中图分类号：U453 文章编号：1009-2374（2016）02-0087-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.043
公路交通正随着经济发展与社会进步不断扩大着自身规模，近几年，凭借施工技术不断进步与勘察设计理念日益成熟，我国公路隧道工程建设也迈向了一个新的台阶。据不完全统计，近十年以来，公路桥梁隧道渡口里程总长度已经达到512.2551万米，已建成通车的隧道多达7384处，短隧道4544处、中隧道1357处、长隧道1218处、特长隧道265处（如图1所示）。其中秦岭终南山公路隧道长度达到18.02公里，被誉为“亚洲第一”。
图1 近十年我国公路隧道渡口里程统计图
通过上述数据可知，公路隧道现今已成为我国实现快捷、安全、高速运输的重要设施，并作为实现环境交通友好型的核心措施，在我国现代化交通运输发展与进步中起着不可撼动的作用。
1 国内外高速公路隧道照明系统发展现状
1.1 国外发展现状
早在20世纪50年代，国外就开展了公路隧道照明技术的研究，至今已有六十余年。诸多国家经过不断的探索与创新，其高速公路隧道照明技术已经相当成熟。当时间发展至现代，国外发达国家隧道照明系统渐渐从高科技智能向可持续人性化方面发展。仅东欧各国，高速公路隧道已经普遍开始使用“二次配光”和“逆光照明”技术。在充分利用光源的同时，节约了电力能源与照明工具等资源。在照明工具选择上，欧美等发达国家摒弃了高压钠灯，转而使用光纤维隧道灯、电子感应无极灯等新型设备。
1.2 国内发展现状
国内隧道照明系统发展起步较晚，虽然当前时代下，我国公路隧道发展势头十分迅猛，但依旧比不上国外成熟的技术与理念。差距不仅表现在技术与经验上，基础性的工程建设也存在一定的不足。我国于2000年1月颁布了《公路隧道通风照明设计规范》，详细规定了隧道调光分级、光源分级、总均匀度以及灯具布置等。但是由于最近几年电能资源浪费极为严重，有关部门已经开始广泛关注隧道照明系统节能设计问题。我国在深入研究理论的同时，在高速公路隧道建设中也运用了相应的节能设计，例如广东龙头山隧道、河北司马台隧道、安徽前家山隧道等已先后将LED灯与无极调光技术应用于公路隧道照明中。
1.3 高速公路隧道照明发展趋势
高速公路隧道照明质量影响着行车安全，多年以来，高速公路隧道建设者们一直将照明质量作为工程设计的核心内容与研究重点，却忽视了能源浪费问题。因此，我国现阶段高速公路隧道照明系统在保证行车安全的前提下，进行节能降耗设计是公路隧道照明系统发展的必然要求，人性化、经济化、科学化是照明技术发展以及社会发展的必然趋势。
2 高速公路隧道照明系统设计方案
2.1 高速公路隧道照明系统的特点
高速公路大体上是半封闭空间，空间内部由特殊管状结构构成。这种设计容易造成隧道内外交通环境差别过大，导致车辆通过隧道时产生明暗交替，影响行车视觉。所以，以隧道通行安全性与运行环境舒适性为前提，高速公路隧道设计过程中需要综合考虑影响照明质量的因素，例如闪烁现象、亮度均匀、视觉特效、路面亮度等。根据国际照明委员会规定，高速公路隧道在设计过程中需要考虑到驾驶员的暗适应、明适应能力。因此可以将隧道照明分为五个部分：接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段。如图2所示：
2.2 高速公路隧道照明系统节能设计要求
2.2.1 接近段设计。接近段作为接近隧道洞口的一段道路，主要起到对驾驶员视觉初步调解作用。接近段空间亮度接近洞外亮度，所以不需要设置照明。一般情况下，接近段路基两侧会种植大量树木或设置百叶天棚、断墙洞口等减光措施。该设计目的在于减弱“黑洞”效应，节省能源。
2.2.2 入口段设计。高速公路隧道洞口第一段路便是入口段，该路段光照设计目的在于消除“黑洞”效应对驾驶员的影响，避免交通事故的发生，并起到一定优化节能作用。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定K值计算法计算亮度，即：
Lth=L20（S）・K
2.2.3 过渡段设计。车辆经过入口段后，隧道照明亮度便会渐渐降至中间段照明水平，这个过程中照明由亮变暗的区域被称为过渡段。过渡段照明设计目的在于帮助驾驶员适应较低亮度，克服“适应滞后”效应。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定，过渡段共有TR1、TR2、TR3三段，过渡段长度根据隧道设计最高时速，并依照CIE适应曲线函数进行计算，即：
Ltr=Lth*（1.9+t）-1.4
2.2.4 中间段设计。高速公路隧道最长的一段道路即为中间段，驾驶员经过之前三段道路后已经完全适应隧道内照明程度，所以中间段照明为基本照明。《公路隧道通风照明设计规范》规定高速公路隧道中间段最低亮度要求为2.5cd/m2。一般情况下，中间段照明亮度设计按表1设计取值即可。
2.2.5 出口段设计。出口段作为高速公路隧道最后一段道路，通过该路段适应时间较短，所以在出口段照明设计上应以消除“白洞”效应为主。根据《公路隧道通风照明设计规范》相关规定，出口段亮度应为中间段照明亮度5倍，长度取值60m。
3 高速公路隧道节能控制系统设计
3.1 主程序设计
高速公路隧道节能控制系统设计核心在于为车辆提供按需照明，并以此为基础，实现高速公路隧道照明系统节能控制。具体流程为：开启主程序并进行开机自检，排除组件故障，在系统运行正常情况下开始系统初始化；当系统存在异常时，先对系统进行故障修理，并退出主程序。节能控制系统完成自检与初始化过程后，即可开始正常运行，主程序将通过脉冲信号预估车辆行驶速度，并运用数据云对车辆位置进行模拟，保证系统误差控制在1%以内，以误差修正后的车辆位置作为启动区域，开始照明调节，具体流程如图3所示：
3.2 车辆位置云模拟系统计算
云模拟系统是控制高速公路隧道照明系统节能程序的核心部分，程序系统将采集到的车辆位置信息传至DSP，在车辆位置预估程序完成数据处理后，交由TMS320F/28035发送至继电器输入端，从而完成照明控制。高速公路隧道照明节能控制系统车辆位置估计程序具体流程如图4所示。
3.3 高速公路隧道照明控制程序设计
本系统将继电器控作为控制核心，通过系统前端所采集到的车辆经过DSP处理后位置数据，发出对应动作控制照明灯具。当接收到的控制信号输出为低电平时，继电器将断开，反之，继电器则吸合。
4 结语
随着我国经济的快速发展，高速公路隧道数量日益增多，现代隧道照明系统大多存在能源浪费、无效照明等缺点，因为这些原因所以引发的隧道运营开支浪费情况有增无减。本文针对高速隧道照明系统资源浪费情况做出了针对性的分析并制定了相应策略，为降低隧道运营成本、提高照明系统工作效率提供了有力保障。在满足高速公路隧道基本照明需求的同时，保证了隧道依据车辆行驶实际情况提供必要照明，从而达到了节能减耗、提高效益的目的。
参考文献
[1] 曹伟星.高速公路隧道照明智能控制系统的研究[J].建材与装饰，2015，（29）.
[2] 张韬.基于视觉特性的高速公路隧道照明光源亮度与能耗分析[D].重庆交通大学，2014.
[3] 于甜甜.高速公路隧道照明系统节能控制研究[D].西安建筑科技大学，2013.
公路隧道照明设计规范范文2
随着我国公路建设的快速延伸，地形复杂、人口稀少地区电力资源贫乏，电力成本巨大的问题日益突出，尤其是公路隧道照明系统的供电问题更趋严重。同时，公路隧道一旦投入使用，正常状态下照明系统几乎处于长期点亮状态。依据国家规范 400m 以上的公路隧道需设照明设施，因此应用一种既可降低工程造价，又能降低运营管理成本的适应此发展需求的公路隧道太阳能照明系统就已十分迫切。
2 隧道的基本情况
某隧道全长1 310m,宽 9m＋2×0.75m，有效净高 5m，纵坡 2.88%，设计时速60km/h。为了提高通过隧道的安全性，隧道内需要有通风、照明系统。
3 太阳能照明系统的设计及施工
良好的隧道照明是创造洞内良好的视觉环境, 确保车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道;同时也是隧道营运费用最大的日常开支项目之一。
遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济、环保、用的指导思想，决定对隧道采用太阳能照明。鉴于隧道较长，导致输电线路损失较大和太阳能电池组件方阵安装受限制，所以把整个隧道分为两部分，每一部分分别独立供电，在隧道进、出口两侧各设一座太阳能电站，选择日照时间最长的地势。
本系统设计采用低压钠灯作为光源。低压钠灯是一种成熟的照明电光源，它具有同类产品中最高的发光效率，穿透性强、使用寿命长、低能耗、无频闪、绿色环保等优点，照明效果明显优于其它光源，并且降低了系统总造价，减少了今后的维护费用和工作量。灯具选用标准截光型隧道专用灯具，其照射角度为法线两侧各65度，既能保证整个隧道的照明亮度和均匀度，又不产生易引发事故的眩光。
根据《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999）的要求设计，中间段照明的亮度要求为 1.5cd/m2（行车速度60km/h,单车道双向交通不超过700辆/h），路面亮度总均匀度为 0.3。
为达到道路安全畅通的目的，遵循以下原则：
1）隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明；
2）白天车辆进入隧道时，路面亮度应逐渐下降，使司机的视觉有一个适应过程，将隧道分为入口段、过渡段 1、中间段、过渡段 2、出口段；
3）出口段也应设过度照明，在双向交通情况下和入口段相同；
4）夜间出入口不设加强照明，洞外应设路灯照明，亮度不低于洞内基本亮度的1/2。
具体灯具布置,灯具安装在隧道顶部两排预设斜面上，采取对称布灯方式。两排灯光的设计照射中心分别为正常行车道与灯光同侧的边线。考虑到隧道内灯具间隔距离要求（降低车辆通过时人眼感到的频闪频率在 2.5Hz～15Hz之间），本隧道时速设计为 60km/h，考虑各种因素的影响设计灯具间隔为 12m，将隧道分为两部分，太阳能供电由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组等部分组成。电站一（进口）：长 559m，入口段 67m，过渡段 84m，中间段 408m。负载总功率 2.808kW，白天开 92 盏，夜晚开 46盏，灯具耗电量：2808W×12h+1404W×12h=50.544kW・h，太阳能方阵功率 =50.544÷0.56 （系统整体转换效率）÷3.4≈26kW 蓄电池 220 只 。
电站二（出口）:长 751m，中间段 612m，过渡段 84m，出口段 55m,负载总功率 3.692kW，白天开 126 盏，夜晚开 63盏，灯具耗电量：3692W×12h+1846W×12h=66.456kW・h，太阳能方阵功率 =66.456÷0.56 （系统整体转换效率）÷3.4≈35kW 蓄电池 330 只。
入口段：67m（7m+12×5）采用 10 盏 55W 低压钠灯。
过渡段 1：84m（12×7）采用 14 盏 35W 低压钠灯。
中间段：1020m（12×85）采用170盏26W低压钠灯。
过渡段2：84m（12×7）采用14盏35W低压钠灯。
入口段：55m（7m+12×4）采用10盏55W低压钠灯。
总计218盏低压钠灯。
整个工程施工、安装及调试时间2个月。
4 运营情况
通过几个月的使用，经检测输出电压345V，输入电压220V，路面照度20lx,照明状况良好，能够保证在无太阳7d的情况下正常使用。
5 经济价值分析
整个太阳能电站基建费用75 万元、太阳能板设备组件308 万元，蓄电池组件 99 万元，电池板组件使用寿命按 25a计算，蓄电池按4a 更换一次计算（更换一次为 30%计算），25a 维护及看管费用约 48 万元，年平均费用 27.44 万元，年延米造价209.46 元。
太阳能输出功率为61kW，年输出电量为 53.436 ×10-4kW・h。 如果用煤电价格计算合 42.748 万元，年节约15.308 万元，25a 节约 382.7 万元，节省标准煤 4 453t，减少CO2排放量11 666t,减少 SO2排放量37.85t,减少 NO2排放量 32.95t。
随着煤价上调，电费不断提高，造价也在提高，而太阳能电站供电不存在此类问题。
通过比较证明太阳能电站利用达到了先进性、实用性、经济性、节约型、环保型的原则。
参考文献：
公路隧道照明设计规范范文3
关键词: 高速公路隧道照明 设计参数节能措施 控制措施管理措施
目前，陕西省高速公路总里程已突破了3000公里，到2015年高速公路总里程将达到4100公里。陕西多山，随着陕西省高速公路隧道照明的费用逐年增加，目前，陕西省的高速公路隧道约占总通车里程的2%，2008年我省高速公路隧道照明费用为4500万元，当我省高速公路里程达到4100公里时，隧道的照明费用预计将到达2亿元，隧道照明的运营成本将成为一个不容轻视的问题。如何在保证行车安全的前提下，尽可能地节约照明费用，是高速公路建设和运营中必须解决的问题之一。
陕西省交通厅和陕西省交通建设集团及陕西省高速集团对隧道照明的节能和行车安全历来非常重视，从2004年起，陕西省交通厅对隧道照明节能进行了应用研究，开展了多项的课题研究和项目攻关，并将研究的结果在随后的全省高速公路的建设中推广应用，有效地将科研成果迅速转换为生产力。本文对高速公路的隧道照明节能技术应用做进一步研究提供参考和经验借鉴。
一、设计参数的节能调整
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。我省高速公路建设起步较晚，隧道照明节能设计中的措施与高速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。
1. 选取合适的洞口亮度
一公里的隧道，其加强照明的总功率，约占整个隧道照明功率的70%，而加强照明设计取决于洞外亮度L20(S)，因此洞外亮度L20(S)是隧道照明系统的设计基准之一，洞外亮度L20(S) 的正确设定，对工程投资和运营电费都有极大的影响。在隧道照明设计阶段，隧道洞外亮度L20(S)在多数情况下无法实测得到，一般按查表法获取洞外亮度L20(S) 值。查表获取的洞外亮度L20(S) 值与实际值存在很大的偏差。根据《公路隧道通风照明的设计规范》要求，当土建施工的隧道洞口成型后，设计人员应对洞外亮度L20(S)进行实测，设计的L20(S) 值与实际值误差大于±25%时，必须对设计的值进行修正。但在实际工程设计中很少做到，基本上洞外亮度L20(S)以4000cd/m2取值。为此，2005年8月起，我们组织联合课题组历时半年对公路隧道照明基本设计参数进行研究。课题研究主要包括5个方面内容：
（1）洞外亮度值传统测试方法分析；
（2）利用数码照片进行洞外亮度测试研究；
（3）隧道洞口段自然光利用研究；
（4）隧道洞外亮度数据库的编制与应用；
（5）对实体工程照明设计优化及建议。
通过测试和研究得出，目前陕西省高速公路山区高速公路隧道洞口亮度的取值采用端墙式洞口取值为3500 cd/m2，削竹式洞口亮度取值为3000cd/m2进行隧道照明设计，引入端利用自然光后可以减少隧道入口照明灯具，优化后的照明设施和运营费用比原设计节约10%-15%，并且该结果在随后的高速公路的设计得到推广和应用。
2. 根据流量调整基本段的亮度，分期实施照明系统
隧道基本段照明可根据时间、交通流量等信息，合理控制照明的运行和停止。在早期的隧道照明设计中，均采用的车流量大于2400辆/小时来设计的，但是在实际的统计中，我省高速公路绝大部分车流量都小于2400辆/小时，特别在山区的高速公路其车流量远远小于700辆/小时，因此造成建设资金和运营费用的大量浪费。通过调查统计得出近期内福建省高速公路隧道（除沿海高速公路外）车流量都相对较小，大多数日平均流量小于100辆/小时，中远期车流量在700到2400辆/小时之间，因此在对隧道照明设计时，采用配电线路一次设计，变电设备和照明设备分期实施原则，从而达到安全节能的目的。目前陕西山区高速公路隧道的照明系统按交通量小于700辆/小时来实施，在满足行车安全的条件下大大节省了建设和运营的费用。
二、线路上的节能措施
1. 增设自动调压设备
在上世纪在90年代的初期，在照明系统上兴起一种调压节能的方式，当时主要针对农网电压不稳定的情况，即通过在线路上设置一限压或稳压设备，使高压钠灯工作在220V以下，同时利用高压钠灯的光通和电压的非线性，将电压适当降低到200V, 基本保持保持一定的光通，达到一定的节能效果。该方式在业界也有一定的争议，高压钠灯工作在220V的额定电压的下，其效果最高，灯具的工作状态最好，改变灯具的工作电压，是否节能，要看在具体的电网环境；增设的调压设备，自身的功耗，也是考虑的一大重要因素。
自动调压设备主要采用可控硅调压和自耦调压两种方式。可控硅是传统的电力电子器件,后来开始应用到道路照明的节能上，采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，从而降低输出电压的平均值，达到控压节电目的，但其缺点是可控硅交流调压会产生高次谐波和线路震荡,降低灯泡寿命,还会产生电力污染。
自耦调压是通过一个自耦变压器机芯，根据输入电压高低情况，接连不同的固定变压器抽头，将电网电压降低或升高5V、1OV、15V、20V等几个档，克服了可控硅调压产生谐波的缺陷，实现了电压的正弦波输出，结构和功能都很简单，可靠性也比较高，但是由于其核心部件是一个多抽头的变压器，变压比是固定的，当电网电压波动时，调控装置的输出电压也会上下波动，这样照明的工作电压仍处在不稳定波动状态，还有当设备损坏时有可能会造成电压过高导致灯具大面积烧坏。
通过目前陕西省高速公路使用的电网基本上都是专网，电压稳定，可控硅调压现基本上已不采用，而自耦式调压也只在个别边远山区且电网不稳定的高速公路上使用。
2. 中压隧道中压供电
在早期高速公路长隧道的供电方式大体上均采用在隧道两端设立独立的变电站，由两端向隧道供电，当隧道长度较长（超过2000米）时，这种低压长距离供电，线损较大，末端电压也将会受到很大的影响，为了保证供电质量和降低损耗，往往需要选择截面积很大的电缆进行供电，无疑会增加了大量的投资。陕南高速公路的长隧道多，如果采用传统供电模式，将产生巨大的投资，同时在实际运营中，低压电缆经常性的被盗。针对陕西高速公路的特点，自2005年起对高速公路供配电系统进行了不断的技术攻关，并吸收了国内外先进的中压供电技术，从2005年开始在新建的高速公路上采用了将10kV中压引入隧道且结合地埋式变压器应用的供电模式，保证了隧道长距离供电的需求，成功地解决了长隧道供电的问题，同时采用中压供电，可节省大量的建设资金，降低了线缆的损耗。
三、灯具布设的措施
在设计规范中，中间段灯具的布设方式有中线布置、两侧交错布置和两侧对称布置等三种形式。早期的福建省高速公路隧道照明设计中，中间段灯具布设方式采用中线布置和双侧对称布设两种方式，中线布设效率最高，但是维护不便，需要封闭整座隧道才能进行，对高速公路通行影响很大；双侧对称布设需要两侧都铺设线缆，灯具密度大，造成建设资金的增加，也加大了运营维护的费用。通过了大量的研究、灯具配光计算和试验，在新建的高速公路隧道照明中采用新型的布灯方式：单侧布灯方式。此种布设比中线布设方式好维护，只需封闭单个车道即可进行维护作业；与双侧布灯相比，可节省一半的线缆，并且减少了灯具的布设密度，大大节省了建设和运营的费用。单侧布灯会存在路面照度不很均匀情况，通过了现场的实际检测，单侧布灯路面照明均匀度尚能满足规范的要求。但单侧布灯也存在着光通利用率不高的问题，从设计规范上看，隧道照明的重点在路面及隧道壁2米以下，而2米以上的空间不做要求，高压钠灯的单侧布灯，应受限于灯具的配光曲线，较大一部分光照射到2米以上的空间，通过几年的观察、研究以及人群的调查，总结中间布灯、双侧布灯、单侧布灯的优缺点，目前修改为中间偏右的方式，安装示意图见图1。
图1 隧道内基本段单侧灯具安装示意图
四、灯具的节能措施1. 采用高压钠灯电子整流器
高压钠灯是高强度放电灯中的一种，其具有极好的光效（120lm/W）和合适的光波长，但是，传统高压钠灯采用的电感式镇流器存在功率因数低和自身损耗大的缺点，严重影响高效光源的利用，虽然各高压钠灯均采用了电容补偿，但由于补偿电容的寿命都短于灯具的寿命，且当电容失效时不影响灯具的工作，在通车的隧道特殊环境中，不易发觉电容效。大量低功率因数电器的使用，对电网造成污染，电能得不到充分利用。
为解决电感式镇流器的缺点， 2005年开始在西汉高速公路隧道进行电子镇流器的试点应用，电子镇流器不但可以做到很高的功率因数（0.97以上），自身损耗小，具有显著的节能效果，而且还能在很宽的电压范围内点灯工作，很好地解决了电感式镇流器的缺点。但是电子式镇流器的工作频率一般在20kHz 以上,高压钠灯在这个频率下极易发生声谐振, 使得放电管中原来的热力学平衡状态被破坏,对外直接表现为光强不稳,亮度闪烁, 严重影响照明效果, 甚至造成灯管炸裂，对大多数电子镇流器而言, 其输出多呈恒流特性, 严重声谐振时, 电弧可能突然熄灭, 导致电路中产生过电压, 如果保护功能不够完善, 就有可能造成镇流器的彻底损坏，同时由于电子整流器目前还不能够完全通用，存在与光源匹配问题，给设备维护造成很大的麻烦。由于吉坑隧道外电压波动大，灯具损坏严重已恢复原来的电感式整流器，其他几个试验段灯具损坏率在2.3%左右，目前还在使用。
电子整流器技术还不完全成熟，特别在高速公路隧道这种恶劣的环境下，存在问题更多，因此到目前为止依然难以在我省高速公路隧道照明中得到大规模的推广应用。
2. 采用电磁感应无极灯
无极灯是近几年国内外电光源界着力研发的高新技术产品，综合了电子学、等离子学、磁性材料学等领域最新科技成果。它通过以高频感应磁场的方式将能量耦合到灯泡内，使灯泡的气体雪崩电离形成等离子体，等离子体受激发原子返回基态时自发辐射出254nm的紫外线，灯泡内壁的荧光粉受紫外线激发而发出可见光。它与传统高压钠灯光源最大的不同之处在于无电极、寿命长（50000小时）、光衰低、恒功率输出，可大大节省维护费用。此外，无极灯可采用智能控制技术，实现自身调光控制。
2007年开始，在陕西省高速公路隧道应急照明和短隧道进行无极灯试点应用，当时一方面考虑无极灯的最大优点是寿命长，而陕西隧道中的应急灯照明24小时工作，在2007年以前建设的隧道中采用的普通荧光灯和高压钠灯寿命（即稳定光通时间）有限，普通荧光灯寿命一般在5000小时，高压钠灯寿命在15000小时，特别是普通荧光灯维护量较大，给运营管理带来较大的麻烦。另一方面考虑电磁感应无极灯灯泡内壁采用的是荧光粉，其光线的波长不像高压钠灯那样具有透雾性，而在隧道中因通风问题、汽车尾气等，常有烟雾出现，因此在长隧道的基本照明仍采用高压钠灯，以利于行车安全。
经过了几年实践总结，笔者认为无极灯寿命长的优点更大于节能的意义，从光学指标上看，无极灯的光效尚低于高压钠灯，在实测中无极灯的照度也低于高压钠灯。当然，目前在学术上还有白光照明和高压钠灯照明对人眼视觉影响的争议，主要在测试的照度仪表和人眼瞳孔所接受照度的差异，我们也在对白光照明在隧道中的应用做进一步的研究。目前我们认为无极灯适用于应急灯、紧急停车带、横洞等，在陕西省高速公路后续新建的隧道中的应急照明、紧急停车带照明均采用无极灯，并在已运营的隧道应急照明也逐步采用无极灯代替荧光灯和高压钠灯。
经过多次的实验和调查，无极灯作为白光照明，不适用于隧道入（出）口段的加强照明，隧道口采用无极灯并不能有效的消除黑洞效应。无极灯也不适用于短隧道的基本照明。
3.采用LED照明灯具
LED作为一种新型光源, 具有寿命长、发光效率高、功耗低、启动时间短、显色指数高、工作温度低、方向性好、工作电压低、无紫外辐射、环保等众多优点，已经在一些照明领域应用。隧道照明应用新型LED隧道灯具有其他灯源无法比拟的优势，LED做为半导体照明，虽然目前工程应用中的芯片光效还达不到高压钠灯的光效，但其定向性强，灯具光通利用率高，特别在隧道应用中，较好的将照明的重点控制在路面及隧道壁2米以下，带来了很大的节能的空间，目前在国内已经有部分隧道照明工程使用了LED隧道灯。从2007年4月起，陕西省高速公路也开展了LED隧道应用研究工作，跟相关单位联合成立了课题研究小组，对全国16个LED厂家进行跟踪测试，并选用了两家灯具分别安装在高速公路部分隧道左右洞，进行各个照明段的跟踪测试，从近一年的跟踪测试，LED照明基本上能达到30%的节能。但我们发现目前LED隧道照明还存在着一些问题，目前市场上LED灯具的质量差距较大，从吴子高速公路隧道对全国16个LED厂家一年的跟踪测试看，灯具完好未发生故障的仅有3家；光衰较大、色温漂移严重，上述16个LED厂家一年的光衰均在50%以上，各别厂家的灯具色温漂移达1000以上，两家灯具光衰达5%；驱动电源寿命短，上述16个厂家电源不合格的占一半以上，两厂家灯具3个月内也发生过部分灯具的质量问题。
虽然，LED照明灯具存在一些问题，但LED照明是节能照明的发展方向，随着芯片技术发展和成本的进一步下降，特别是隧道白光照明理论的深入研究，LED隧道照明将会在高速公路隧道照明中得到更广泛的应用。
五、控制措施
陕西省高速公路长隧道都设有隧道洞口加强照明闭环控制系统，其结构为：在隧道的洞外设置亮度检测设备，在入口段设置照度检测洞内照度，检测设备自动检测洞内外光亮度值，由本地控制器上传送入监控分中心计算机，经计算机处理后产生控制方案，并将控制指令下传到本地控制器，由本地控制器控制照明驱动单元执行，分别控制相应的照明回路。这种动态的控制可达到既安全，又可节能。控制流程图见图2。
图2隧道洞口照明闭环控制
但该系统在照明控制中没得到很好的应用，一方面，在建设阶段，洞口加强照明闭环控制系统均通过简单的设置阀值以达到控制目的，但实际应用中，由于种种的边界因素，是要通过较长时间的洞口环境调查，建立一定的数学模型，才可实现适用的控制。目前在控制系统的建设实施阶段，基本做不到上述的程度，运营中，系统适用差，营运人员都转为时间控制形式，因此系统长期不用。另一方面，闭环控制系统中的亮度计和照度计设置在隧道洞口，其环境较差，特别是洞外的亮度计，常年风吹雨晒，而且还会经常性的雷击，因此日常需要良好的养护和维修，但目前由于种种原因，养护总是不到位，实际运营中基本上以时控或人控方式代替。
由于隧道洞口照明的功率占隧道中功率的大部分，而运营中洞口照明又要根据季节、时间、隧道朝向、气候等因素调节，隧道照明的难点就在洞口照明，也是隧道节能的重点和关键。2008年，我们在陕西高速终南山隧道左洞进行自动调节照明亮度试验和重点研究，该课题采用无极灯的电子镇流器实现无极照度调节，控制系统采用DALI总线方式，无极灯的镇流器组合与调光控制DALI分控制器（Slave）制造成一体，通过DALI主控制器（Master）可对每个镇流器（Slave）分别寻址，实现单灯无极调控。该系统已初步能实现随洞口照度无极调节的功能，为考核系统的可靠性和稳定性，目前系统还在进一步的测试中。
六、管理措施
良好的管理措施对隧道照明的节能起到相当大的作用，根据我们近十年的运营经验，管理措施可归纳几个方面：（1）彻底了解和领会隧道照明的设计意图和相关的规范要求；（2）控制好隧道洞口照明是实现隧道照明节能的关键；（3）基本照明应根据车流做合理的调整；（4）制定合理的照明方案；（5）隧道照明的灯具的清洁维护是隧道照明管理的重点，保证灯具较高的养护系数；（6）定期批量更换光源，使照明光源运行在高效的工况。总之，通过对隧道照明系统进行维护，使照明系统始终处于良好的工作状态下，满足隧道照明要求，达到管理上的节能。
七、结语
高速公路隧道照明节能涵盖的内容是多方面的，要实现系统节能，就要在各个环节都要实施节能措施。设计环节的节能是节能的基础，消除过度设计、选择合适的参数、根据车流情况分期实施等都是实现节能的基础工作。管理环节是实现隧道照明节能的关键，提高养护系数，制定合理照明方案等都是隧道照明的重点。采用各种控制方式和消除中间损耗，以及终端光源的研究创新是实现隧道照明节能的重要手段，尤其是节能型光源和灯具的采用。
公路隧道照明设计规范范文4
关键词：隧道照明调光技术
中图分类号：TD625 文献标识码：A
交通运输业是国家确定的节能减排重点行业之一，加快建设以低碳排放为特征的交通运输体系，发展资源节约型、环境友好型交通，改进隧道照明，使隧道照明节约化、智能化是一种趋势。为响应国家节能降耗政策，促进低碳环保的“两型”高速公路建设，实现高速公路建设、管理效益的最大化，目前，全国部分高速公路隧道已采用了LED隧道照明灯具，并通过调光智能控制系统，实现“安全行车与高效节能的完美结合”，以解决节能环保与安全行车的矛盾。本文通过实际案例对高速公路隧道照明调光技术作一浅探。
一、隧道照明系统现状
目前，作为光源，LED以其节能、环保和寿命长的的特点，在高速公路隧道照明领域得到了广泛的应用，在隧道照明设计时，除在隧道入口段和出口段的加强照明采用高压钠灯外，基本段的照明大量采用了LED灯具。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，因此，研究如何在基于交通流量、行车速度、可视度、驾驶员视觉特性的情况下，实现对LED灯具合理的智能照明无级控制，达到提高隧道照明质量，降低能耗与隧道运营成本，营造安全舒适的隧道行车环境，具有重要的现实意义。但在隧道照明的节能方面，所采取的主要措施是采用高功率因数的照明灯具(配高效电子镇流器)、隧道内两侧铺反射率高的装修材料、集中调光控制、应用节能光源、采用合理的布灯方式、照明系统的手动控制、时序控制和自动控制等方法，还存在以下需要改进的地方：
1、目前大部分高速公路隧道照明采用分时段控制法，虽然控制简单、可靠，考虑了环境因素对隧道照明的影响，但未考虑不同交通量、车速对照度的要求，因而造成不必要的浪费。
2、控制方式智能化水平低，能够实现照明自动控制的非常有限，通常因线路布线回路的限制，只能做到2、3 级人工或自动控制，对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明进行自适应方式调制。
3、未定量研究安全和节能之间的矛盾，隧道照明最突出的矛盾就是安全和节能之间的矛盾，所有的节能措施都必须在保证隧道运营安全的基础上实施。
4、未定量考虑隧道照明的全寿命周期成本，目前，在对隧道照明方案进行经济计算时，大多数只关注初期的投入，而忽视了后期的运营电费和维护费用。
目前正在建设和已运营的高速公路隧道照明还是存在着电能的浪费现象，照明系统效率低，以及营运过程中产生的与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题，不能适应当今节能型社会的发展需求。
二、常用的隧道照明控制方式
隧道照明分白天、夜晚。调光控制分晴天、云天、阴天、重阴天、深夜，其控制在变配电间内根据室外亮度传感器信号按回路由PLC控制开启。
该种控制模式由于是直接输出电平信号，通过程序简单判断，达到阈值即进行控制。存在的问题是面对复杂环境的应变能力较差，不能做到随机应变，有可能还会因为频繁开关而造成线路及设备的损坏，多数情况下，会通过人工来控制，增加了人力成本。效果上由于是按回路开关控制，直接反应在路面上就是光栅效应，如果驾驶员长期在这种环境下驾车，容易引发身体不适，造成交通事故。
从照明设计的角度来看，在隧道照明设计初始计算时，设计院一般都会考虑灯具的光衰与维护系数，因此在实际应用中，隧道在初始投入时，洞内的照度实际上是超过设计要求的，如此一来，在灯具光衰至设计照度的这段时间内，其中的电能、光能都是浪费的，而且洞内照度会越来越低，因此，基于LED隧道照明的无级调光控制技术应运而生。
1、LED调光的主要控制方式
（1）电压控制电流源（VCCS）亮度控制方式
该方式为模拟信号控制电流平均值模式，就是利用直流信号电压来控制输出电流平均值变化的一种输出电流可控电源（如下图所示）。它直接将电流信号取样后经隔离放大控制电源初级开关管的占空系数，隔离变压器将不同占空系数的电能隔离后转换为直流脉冲电流，经低通滤波器滤波后转换为大小随控制信号变化的直流电流，从而控制电源的输出电流。
（2）脉冲宽度调制（PWM）亮度控制方式（PWM模式）
PWM模式的LED亮度控制方式是利用直流稳压电源先输出恒定电压，然后经过限流电阻或电感限流后，再通过PWM方式控制晶体管在单位周期内的导通时间来控制流过LED的电流，从而达到控制LED亮度的目的。与前一种相比，电源效率较低。
（3）采用电阻和晶体管限流亮度控制方式（限流模式）
采用限流模式的LED亮度控制方式是利用直流稳压电源先输出恒定电压，然后经过限流电阻限流后，再通过工作于放大区的晶体管来控制流过LED的电流，从而达到控制LED亮度的目的。这一亮度控制方式电源能耗损失较大，多用于对能耗要求不高的灯饰亮化场所，且更多地用于小功率LED的亮度控制。
因此，采用DC 0～5V模拟电压信号传输的模拟信号控制电流平均值模式的亮度控制方式优于其它亮度控制方式。模拟信号控制电流平均值模式的亮度控制方式是LED隧道照明的理想控制模式。
三、隧道照明智能调光控制系统优化方案
隧道照明智能调光控制系统主要是由计算机服务器、控制端及隧道中的自动控制模块、各种信号传感设备等组成，其工作原理如下：
数据采集层的车辆检测器、洞内外光照度传感器、CO/VI检测器（可选）、风向风速检测器（可选）准确地探测洞内和洞外的光照度及洞内的其它环境参数，并输出到数据处理层，数据处理层将采集到的数据经系统分析处理，并将各种数据上传到机房控制端服务器，控制端服务器通过设定的程序及控制人员的命令，输出正确的控制信号到各个设备端，完成对各照明设备的自动控制。
系统在正常情况下分自动、手动控制，并可进行远程监控，在应急情况下会跳过控制系统直接让照明灯具全亮，保证隧道行车安全。
隧道照明智能调光控制系统图
调光控制的前提是必须满足《公路隧道通风照明设计规范》有关隧道照度的要求。在本工程照明系统优化方案中，基本照明灯具采用无级调光LED灯具，配合采用智能控制系统进行调光控制，现说明如下：
基本段照明按设定照度工作。控制器接收车辆检测器信号，得到车辆检测器提供的车流量等数据。控制器在设定的采集车检器信号时间段内没有车辆经过，控制器输出灯具调光10%的信号，全段灯具以最低功耗工作，系统进入休眠状态；控制器在设定的采集车检器信号时间段内（或历史数据）有车辆经过，但流量很小，控制器输出较低的灯具调光信号，约30%--50%（不小于2cd/㎡）；控制器在设定的采集车检器信号时间段内（或历史数据）有车辆经过，流量较小，则控制器输出较高的灯具调光信号，约50%--70%（3 cd/㎡）；当达到项目设计或超过车流量时，控制器输出较高的灯具调光信号，约70%--90%(4cd/㎡)。具体的参数设定可由运营情况手动更改而定。
进入夜间照明模式时，为避免明洞效应，系统将基本段整体功率全部降至15-20%，保证基本照明需求（1cd/㎡）及洞内外视觉亮度差异的最低值。
该调光控制系统是根据实时环境来进行自动控制的智能化系统，可以做到无人值守，按需照明，并且在兼容性、安全性上都做了相应的考虑，是一套完整的自适应智能控制系统。
四、结语
采用优化后的隧道照明调光控制方案后，延长了灯具寿命，节约了电费，减少了管理人员的工作负荷，达到了降低运营成本的目的，希望对其它高速公路隧道机电工程有一定借鉴意义。
公路隧道照明设计规范范文5
关键词：公路隧道；防雷接地；共用接地体
中图分类号：U459.2 文献标识码：A
公路隧道地处山区，地形复杂，地域较大，而隧道机电系统的特点是点多、面广、线长，强弱电设备遍布整个隧道，其变电所构筑物又常常为附近最高点，这些都是雷击或雷电感应的薄弱点。鉴于此，本文提出将隧道初期支护的锚杆经扁铁多点引出形成接地体再与隧道洞口的重复接地装置以及隧道变电所的接地装置可靠连接，形成共用接地装置，并采用拦截、屏蔽、均压（等电位连接）、加装专用避雷器和共用接地系统等综合防雷方案，对今后公路隧道的防雷工程设计、施工具有较好的指导意义。
1 共用接地网
公路隧道机电设备防雷击，以及消除各种干扰的影响，须有良好的接地装置构成共用接地网。
1.1 隧道内接地装置
根据《公路隧道通风照明设计规范》(-JTJ 026.1-1999)相关规定，长度超过100米的隧道应设置电光照明，即长度超过100米的隧道就必须设置接地装置，传统的做法是在隧道洞口设置接地体，再用镀锌扁钢与其相连，引入隧道供机电设备接地，此方法对长隧道、特长隧道难以取得较好的效果。
基于公路隧道施工的特殊性，可在隧道左、右两侧电缆沟底各通长敷设一50*5接地扁钢，并每隔50米各引一根Φ22的钢筋与隧道初期支护内至少5根锚杆及初支钢筋网焊接（见图1），并每隔50米及车行横洞处的电缆沟旁引出钢筋作为机电设备接地点，形成隧道本体接地网。隧道内的各种机电设备（如射流风机、照明配电箱、电缆线槽等）可根据其后期具体安装位置在隧道土建施工时各预埋一40*4扁铁，此扁铁再与两侧电缆沟底的隧道本体接地网焊接牢固，形成可靠接地。隧道开挖形成后，需对隧道本体接地网进行电阻测量，若实测接地电阻不满足≤1欧姆的要求，则还需在隧道进、出洞口外各增设一套重复接地装置。重复接地装置可采用复合接地体，即水平接地体和垂直接地体相结合的方式，并在接地极周围填充长效降阻剂。垂直接地体的优点是在雷雨季节能积聚一定的山水，有利于改良接地极周围的土壤电阻率，降低接地电阻。而水平接地体能扩大地网的接地面积，使隧道成为一个大的均压体，减少闪击放电的机会，提高泄放雷电流的能力。
1.2 隧道变电所接地装置
隧道变电所一般采用钢筋混凝土框架结构，建筑物接地和电气设备接地共用一套接地装置，要求接地电阻≤1欧姆，其接地装置围绕变电所建筑物敷设成闭合的环形接地体，并要求接地体埋深不低于0.8米，然后在变电所内沿墙壁敷设闭合的环形接地母线。变电所内各种电缆的金属外皮、设备外壳和不带电的金属部分以及各种金属管道等，均应以最短的距离与环形接地母线联接。室内的环形接地母线与室外的闭合接地环带及变电所屋顶的避雷带之间，应有不少于4根联接线互相联接，相邻联接线间的距离不宜超过18米。引向变电所的电力线、通信线应有金属外皮或金属屏蔽层或敷设在金属管内，并按要求埋地敷设。由变电所引出至隧道的风机、照明电缆或其它管、线也应埋地，在变电所外埋地不应少于10米。
1.3 共用接地网
将变电所接地网、隧道本体接地网以及摄像机、可变情报板等外场设备的接地装置互相连接，构成共用接地网，要求接地电阻≤1欧姆。
2 综合防雷
公路隧道的防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性以及发生雷灾后果的严重程度，综合采取拦截、屏蔽、均压（等电位连接）、加装专用避雷器和共用接地装置等综合防雷措施。
2.1 拦截
对变电所以及摄像机和可变情报板等外场设备，可在其顶上装设避雷网（带）、避雷针或由其混合组成的接闪器，接收雷击并将雷电流较均匀地分流入地。建议利用建筑物的钢柱、钢筋混凝土结构内经焊接连通的钢筋或利用绑扎作电气连接的钢筋网做引下线。
2.2 屏蔽
屏蔽就是利用金属网、箔、壳、管等把需要保护的对象包围起来，根据集肤效应原理，将由于雷电产生的电磁脉冲进行阻挡，目的是将易受雷电危害的电子信息设备和线路得以保护。隧道内的电气设备，外部电磁干扰方式主要有三种：雷电的电磁脉冲;电力系统中各种操作过电压;静电放电。由于雷电波主要是通过电磁感应和静电感应，在隧道内的电源线和信号线上产生过电压波，并沿电缆向两端传播冲击，使得隧道内的电气设备被击坏，而雷电从隧道口绕击进洞内的可能性很少。因此屏蔽只侧重于隧道外及洞口附近的各种电缆要进行屏蔽，即将电源线和信号线分别敷设于镀锌焊接钢管内，钢管每隔一定距离，按标准进行接地，从而使雷电作为干扰源的影响大大减少。
2.3 均压（等电位联结）
雷电流的峰值非常大，其流过之处都会产生很高的对地电位，因此对于周围还处于大地电位的电气设备会产生旁侧闪络放电。在隧道的电缆沟内及变电所内建立等电位联结带，将设备外壳及金属构架物进行可靠的搭接，就近接地，在一定区域内形成一个均压带，避免被保护设备之间在雷击瞬间形成电位差而产生二次闪击、闪络现象而遭损坏。
2.4 专用避雷器
合理的屏蔽和等电位连接与共用接地系统是减少浪涌过电压（雷电过电压、操作过电压等）对人身及设备破坏的根本前提和途径。为防止感应雷电对一些重要电气设备的冲击，须在其电源或信号输入端加装专用避雷器。根据理论分析及实际经验，在下列易受感应雷影响的电气设备前应加装专用避雷器：
(1)在10KV高压侧的每组母线和每组架空进线上装设阀型避雷器，避雷器应以最短的接地线与变电所主接地网联接。此设置主要用来保护变压器，以免雷电冲击波沿高压线侵入变电所。
(2)在0.4KV低压侧装置阀型避雷器或保护间隙，以防止雷电波沿低压线路侵入而损坏变电所内设备。
(3)在隧道摄像机部分解码器输入输出端加装控制信号避雷器，以防止雷电通过控制信号线损坏摄像机解码器。
(4)在摄像机视频信号输入输出端加装同轴电缆避雷器。
(5)在通信机房配线架装设交换机配线避雷器。
2.5 接地
接地是防雷的基础，接地系统的设计与施工直接影响防雷的效果。只有良好的接地才能为入侵的雷电流提供顺畅的入地泄放通道，同时才能使屏蔽效果得到保障。隧道接地采用共用接地系统。
结语
公路隧道内机电设备种类和数量众多，既有强电设备又有大量弱电设备，易遭受雷电袭击，可能会造成多个系统或部分设备损坏，给公路隧道运营管理带来极大的不便，而且会带来巨大的直接经济损失和间接经济损失，因此公路隧道的防雷接地问题应在设计和施工阶段受到广泛的重视。
参考文献
[1]公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-1999.
[2]赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京：人民交通出版社
[3]钟汉枢,张毅,李卫民,江凡.公路隧道防雷接地系统研究[J].公路.2004,6(6):170-172.
公路隧道照明设计规范范文6
关键字：视力等级、失能眩光、隧道照明
Experiment Designs for The Relation Between Two Environment of Different Illumination and Visual Grade
Lin Hai-yan,Heng Tao,Yang Jian-guo,Li Chun-fei,Liu Bao-quan,Yang Yong-shun
（School of Architecture &Urban Planning,Shenzhen University ，Shenzhen 518060,China）
Abstract：Before the cars drive into the tunnel，especially in sunny day，it will often appear obvious disability glare,even the phenomenon of“black hole”,which greatly reduces the strength of the driver's identification to observe tunnel and causes potential safety hazard of traffic. Therefore, after finding out the relationship of object’s recognition (visual grade )between inside tunnel and external light environment illumination or brightness,determinning the tunnel illumination intensity in various stages on the basis of the quantitative relationship between home, we can try to avoid obvious disability glare phenomena and the waste of resources.
Keywords：Visual Grade、Disability Glare、Tunnel Lighting
一、 引言
目前，我国机动车数量逐年迅猛增长，为了增加城市间交通的方便和提高道路的畅通性，公路隧道也普遍地应用在道路建设中。由于隧道内人造光源照度与隧道外天然照度相差较大，特别是在晴天，驾驶员在进入隧道时对物体的辨识力会有所降低，甚至产生“黑洞”现象。为了保证进入隧道的行车安全，驾驶员必须在进入隧道前能清楚到观察隧道内的行车情况。所以，我们将研究分析人眼在亮环境中观察暗环境目标物时，照明环境对视力的影响程度。
好的隧道照明设计是确保道路高效安全的交通运输有效手段，而在隧道照明中无眩光条件下的适当高照度，可使隧道行车感到轻松。当然，在公路隧道照明中，还要走出"越亮越好"的误区，过亮不仅不节能，还十分刺眼，让人视觉短暂失能，严重危及行车安全。隧道内外光环境照度的差别存在，使得隧道设计中间段、入口段、过度段、出口段的照度要求都不一样，以确保机动车的行车安全。
目前，道路隧道照明设计规范中，隧道入口主要采取分段逐步降低照度措施，降低隧道内外过大的照度差，减小由于过大照度差引起眼睛不适的影响，避免降低驾驶员的视觉辨识力。规范中只对隧道内各个分段做了一个照度最低值或折减系数的规定。但在实际行车中，尤其是晴天进入隧道时常常会出现明显的视觉短暂不适应，存在行车的安全隐患。所以，通过找到隧道内、外光环境照度或亮度与视力等级之间的关系，根据它们之间的量化关系，确定隧道内外各个阶段的照度大小，可以避免明显的失能眩光现象和资源的浪费，同时可以为隧道照明的折衷设计提供一个参考。
二、 实验方案及步骤
此实验方案的概念是从入隧道时看物体此事件中抽取其主要因素，即为在亮环境中对暗环境的物体进行辨识。所以有三个变量：亮环境的光照，暗环境的光照，和物体可识别度。
2.1实验环境及设备
实验环境：四周反射率为零的黑布房。
设备材料：照度测试仪器（XYI-III柱面照度计，水平照度计），标准“E”字视力表，光源（LED，高压钠灯）。
2.2实验方案
实验方案：
1模拟人眼在亮环境下看暗环境的目标物：亮环境由高显色指数的高压钠灯照明提供；暗环境由白色LED照明提供；处于暗环境的物体则由标准视力表代替，提供人眼对物体视觉辨识力的量化参考。为防止两种光环境的相互干涉，在目标物与观察者之间放置两个隔板，两隔板中间都留有略大于目标物的方形孔，给予视线通过。实验操作示意见图1。
2光环境指标采用照度计测量：用水平照度计测量视力表表面的照度；用半柱面照度计放置于亮环境（方向指向视力表），测量人眼接收到的灯光照度。
3通过分别改变亮环境下人眼所接收到的照度和暗环境下物体表面的照度，研究人眼对视力表可辨识到的视力等级，以此评定两种环境下对人眼辨识力（视力等级）的影响。
实际操作控制：
