公路隧道照明特点及《公路隧道LED照明灯具》标准

2014年4月公路隧道照明特点及《公路隧道LED照明灯具》标准浅析

主要内容公路隧道照明散射光幕研究2行业标准《公路隧道LED照明灯具》

43335基于反应时间的隧道基本段亮度需求公路隧道照明应用现状公路隧道照明浅议311.公路隧道照明浅议

截止2012年底，全国公路总里程达423.75万公里，其中等级公路里程360.96万公里，高速公路里程达9.62万公里。（1）我国公路运输安全形势1.公路隧道照明浅议公路隧道的建设不仅能够缩短两地间车程，提高公路通行能力，还具有节约用地、保持生态环境等作用，是建设资源节约、环境友好型交通的重要措施之一，在现代公路路网运输中起着不可替代的作用。

全国公路隧道10022处、805.27万米，其中特长隧道441处、198.48万米，长隧道1944处、330.44万米。交通运输安全的现状却不容乐观2005年以来交通事故和死亡人数已呈下降趋势；统计数据总量依旧惊人。1.公路隧道照明浅议为提高公路安全通行能力，交通运输部门在优化工程建设，改善安全条件方面投入了巨大的人力、物力，公路隧道工程就是研究、建设的重点之一。区别于一般道路，隧道作为公路特殊构造物，其管状空间结构及半封闭特性使得隧道交通事故往往具有以下特点：事故多发路段；易导致二次事故；事故对公路通行影响较大。1.公路隧道照明浅议1.公路隧道照明浅议公路隧道照明的主要功能就是为驾驶人员提供良好的视觉条件，保障交通安全，其功能主要体现在以下三方面：帮助驾驶人员适应隧道内外强烈的亮度差异；提供识别公路线形，发现路面异常的必要环境亮度；缓解驾驶人员在隧道封闭空间内行驶的视觉疲劳和压迫感。1.公路隧道照明浅议（2）公路隧道照明的作用隧道方案在公路建设过程中被广泛采用，截止2012年底共建设公路隧道10022处、总长805.27万延米。公路隧道建设规模

与此同时，隧道照明能耗问题日益突出，对部分省份隧道管理部门的调查表明，照明能耗已成为公路隧道运营中最主要的开支。1.公路隧道照明浅议（3）公路隧道照明的问题1.公路隧道照明浅议1.公路隧道照明浅议（4）公路隧道照明的出路新产品新技术理论研究标准化研究四者的关系：相辅相成共同实现公路隧道照明的安全性、经济性、节能性平衡发展2.公路隧道照明应用现状（1）公路隧道照明特点

区别于一般道路照明，公路隧道照明具有如下特点：24h不间断照明

白天照明条件的要求比夜间照明更为复杂。分时、分段照明设置隧道内照明亮度需与洞外亮度平缓过渡，一般采用分段照明的形式。半封闭照明环境对驾驶员产生心理压迫感，

在长隧道中尤其明显。2.公路隧道照明应用现状（2）公路隧道照明光源公路隧道常用照明光源包括高压钠灯、白光LED、无极灯等，白光LED光源具有如下优点：电光转换效率高动态响应特性好使用寿命长绿色环保技术提高、成本降低的潜力巨大2.公路隧道照明应用现状（3）公路隧道照明控制方式公路隧道照明节能要以保证行车安全为前提，在此条件下常采取的节能措施包括实施节能控制、改善灯具配光结构等，LED灯具良好的动态响应特性和配光设计使其在节能应用中如鱼得水。常见的节能控制措施主要有：分级控制通过开启或关闭照明配电回路的方式减少控制工作灯具数量。动态调光控制通过脉冲宽度调制（PWM）的方法调节LED光源亮度。以上节能措施可根据洞口亮度、车流量时间分布的统计结果进行编程控制，也可通过光度传感器和车辆检测器获得实时数据进行调节。3.公路隧道照明散射光幕研究《规范》中规定了一定照明条件下某点的亮度值计算方法，公式如下所示Lpi——灯具i在计算点p点产生的亮度，cd/m2；Lp——p点总亮度，cd/m2；Β——观察面与光入射面间角度，°；γ——p点对应的灯具光线入射角，°；Icγ——灯具在计算点p的光强值，cd；

r（β，γ）——简化亮度系数。亮度计算示意图简化亮度系数水泥混凝土路面简化亮度系数表沥青路面简化亮度系数表3.公路隧道照明散射光幕研究检测中存在的问题：

受到隧道路面材质不同，坡度、磨损等情况差异的影响，上述换算系数往往不能准确的反应路面平均照度和平均亮度的关系。水泥混凝土路面简化亮度系数表沥青路面简化亮度系数表3.公路隧道照明散射光幕研究在现场测试过程中采用影像式亮度计对区域路面的亮度值进行了多点同步测试，原始图片如下图所示，其中图右侧标尺表示了色彩与亮度指标的对应关系。隧道出口、引道亮度测试图隧道入口亮度测试影像3.公路隧道照明散射光幕研究选择测试区域

模板选择几何还原后的区域选择亮度总均匀度计算公式亮度纵向均匀度计算公式3.公路隧道照明散射光幕研究成因：车辆通行排的尾气带起的扬尘气流不畅影响：非常容易形成高浓度的烟尘，影响隧道内照明质量，干扰驾驶人员视认能力的重要因素。

就组成本质而言，公路隧道内的烟尘同样属于雾霾的一种，且浓度指标远高于一般环境水平。3.公路隧道照明散射光幕研究瑞利散射：瑞利(Rayleigh)散射是由于大气分子(O2和N2等分子)引起的散射消光，当大气分子的微粒直径小于光波长的时候，表现为瑞利散射，瑞利散射的消光系数正比于-4，因此可以得出短波的瑞利散射效应要比长波严重。

公路隧道内主要消光因素示意图米氏散射：米氏(Mie)散射是由于大气中气溶胶、尘埃和飘尘引起的消光散射，当气溶胶微粒的大小远大于发射光的波长的时候，将会产生米氏散射，它的消光系数可由数学公式表达：

3.公路隧临道照明绪散射光本幕研究亮度对比仪是指视看格对象和其箱背景之间颈的亮度差傍异。差别插越大，可亚见度越高姐。我们通可常用亮春度对比腾系数C来表示林亮度对愤比度，樱它等于冠视野中缴目标物策和背景选的亮度差与背翻景亮度的息比值。最小察觉捡对比度Cm的推荐值续，为0.28。4.基于反饱应时间星的隧道帽基本段答亮度需讲求4.基于反逃应时间奋的隧道繁基本段粮亮度需跟求（1）照明光婆源光谱对妹视亮度的公影响明视觉、跪中间视觉更、暗视觉该以及杆状采细胞和锥光状细胞对口应的亮度渐区域人眼明痰视觉光阿谱效率夕函数和型暗视觉分光谱效匹率函数纲的比较被试光费源：高压钠灯叛（HPS）、白光LED和荧光运灯（FL）0.471.721.994.基于反纤应时间睁的隧道破基本段易亮度需第求计算顺病序公式表询示以滔为基辆础，通过阀测试得到妨光源辐照您强度光谱阴分布晒即可得到龄中间视觉椅条件下的辅总光通量由于在锡其他条板件相同坊的情况深下，总坑光通量澡与亮度刻的数值薪成正比忧，则可辛以得到乘中间视储觉相对剥于明视句觉的等参效亮度登计算公范式4.基于反霞应时间边的隧道链基本段随亮度需炎求光源1高压钠灯显色指数：19.2光源2金属卤化物灯显色指数：99.2光源3白光LED显色指数：72.4视觉反应时间测试系统示意图照明反应时间实验流程图背景亮岭度，cd/m20.5别,1,新1.5宁,2,头2.5酿,3亮度对愤比度0.3惜,0.稳5,0格.8视标偏心府角0º,伴15º穷,30达º（2）基于反捧应时间的秃照明亮度稠需求4.基于反铁应时间地的隧道洲基本段骗亮度需员求背景亮度，cd/m20.51.01.52.02.53.0HPS，ms525422333301297270MH，ms461402325296283260LED，ms410326285275252248三个光险源在不疤同背景钩亮度下恰的反应趣时间图0.55灯cd/m21.0治1cd吉/m21.1没2cd显/m24.基于反应桶时间的隧治道基本段膨亮度需求不同光盈源反应烦时间随弟视标对鸦比度变撒化曲线对比度C0.30.50.8HPS，ms504460438MH，ms416371360LED，ms381316308不同光缩慧源反应砌时间随格视标偏驳心角变刻化曲线视标偏心角0°15°30°HPS，ms460488493MH，ms371412452LED，ms3163353604.基于反应怜时间的隧恋道基本段遣亮度需求按照计蓄算行车找速度40k上m/h条件下刮，公路前隧道中为间段照韵明亮度1.5c蛛d/m2进行分夹析，在枣高压钠遮灯照明骡条件下器，测试继的反应犯时间为330弄ms，而在纺相同反张应时间殖条件下苦，金卤坏灯所需凭的照明骆亮度约窑为1.4滋5cd仍/m2，白光LED所需的照伴明亮度约水为0.9云5cd星/m2。4.基于反应筛时间的隧鸡道基本段俭亮度需求反应时间，ms亮度平均值，cd/m2高压钠灯金卤灯白光LED3301.51.450.9530321.871.262992.51.911.69根据相遥同的分熟析方法呀，在高燃压钠灯县照明亮弟度分别洒为1cd歪/m2，2cd罚/m2和2.5c倾d/m2的情况姑下，具跳备相同袜反应时理间的金桨卤灯和灿白光LED照明亮度影如图所示约。4.基于反应仔时间的隧交道基本段品亮度需求5.行业标嘱准《公路隧道LED照明灯外具》交通运询输行业标胃准《公路LED照明灯具》交科教去发【20扁08】告162号下达标纳准项目握（计划号JT2笼008碑-06交通运输俯部公路科劈燕学研究院承担了份此标准脑的编写任务碰。归口单颈位，全国交倚通工程设吊施（公路保）标委会5.行业标侨准《公路隧道LED照明灯具》范围本部分规泰定了公路声隧道LED照明灯具巾的组成、漆分类与型远号、技术金要求、试才验方法、于检验规则骡以及标志色、包装、羊运输和贮竞存。本部分的适用于蓝公路隧竞道LED照明灯钞具，其盐他隧道纪照明灯乐具可参备照使用鞠。5.行业标准《公路隧道LED照明灯盯具》术语及定茎义超短投射澡配光ult歼ras严hor炭tl狐igh爱tin神gd点ist涨rib凑uti丛on灯具配光感的最大光简强落在小奇于1.0纵向距高垦比的区间板内称为超诵短投射配阿光。5.行业标准《公路隧道LED照明灯娃具》灯具分类公路隧膜道LED照明灯滨具按环援境温度因适用等胶级分为S2型、A型、B型三种盈：a)励S2型为常温衔型，适用以温度范围-5℃～+55℃；b)撇A型为低抵温型，棚适用温茫度范围-20℃～+55对℃；c)B型为超遭低温型渔，适用崇温度范事围-40℃～+50祖℃。公路隧容道LED照明灯名具按照精调光类识型分为它调光型LED照明灯贴具（T）和非调拾光型LED照明灯具封（F）。材料要诉求产品的窜外壳、居机架等芽结构件林在保证则结构稳励定的条迫件下,宜采用寒符合国季家相关里标准的朋轻质材羡料,以减少覆产品自扬身重量赶。发光二辜极管在Ts温度为85℃时的使杂用寿命不遵小于50列000党h,其它电毅子元器渴件的平端均无故镜障时间MTB昼F不小于300掘00h。5.行业标舱准《公路隧道LED照明灯具》功率允亩差在额定竖工作条扁件下，佛公路隧借道LED照明灯饭具实测同功率不视超过额窝定功率器的100%蒸±5%。功率因栋数公路隧道LED照明灯具搅在额定工狭作条件下回的功率因载数值应不窝低于0.9。老炼试逗验公路隧梁道LED照明灯具药产品进行1000未h的老炼试傻验，环境影温度为25℃±3℃。稳定状态灯具点亮腥后，15m虑in内光通量吩变化小于0.5%指达到怎稳定状帖态。5.行业标躬准《公路隧僵道LED照明灯具》公路隧道LED照明灯嫌具初始歪光效等历级相关色该温在CIE著(19洗60)均匀色度介空间内，毛光源色度阀坐标与距救离普朗克朴轨迹最近擦处对应的阴黑体辐射桐的绝对温缴度值，称摸为该光源辰的相关色幼温。5.行业标恐准《公路隧拿道LED照明灯母具》相关色恳温公路隧菌道LED照明灯具厌在额定工区作条件下劲的相关色究温应在300痰0K~5500嚷K范围内，尼且满足表1的要求。名义值(K)目标值(K)容差范围边界点名称边界点色品坐标xy30003045±175中心点0.43380.4030右上点0.45620.4260左上点0.42990.4165左下点0.41470.3814右下点0.43730.389335003465±245中心点0.40730.3917右上点0.42990.4165左上点0.39960.4015左下点0.38890.3690右下点0.41470.381440003985±275中心点0.38180.3797右上点0.40060.4044左上点0.37360.3874左下点0.36700.3578右下点0.38980.371645004503±243中心点0.36110.3658右上点0.37360.3874左上点0.35480.3736左下点0.35120.3465右下点0.36700.357850005028±283中心点0.34470.3553右上点0.35510.3760左上点0.33760.3616左下点0.33660.3369右下点0.35150.3487等级初始光效lm/W额定相关色温≤3500K3500K<额定相关色温≤5500KⅠ100110Ⅱ90100Ⅲ8590公路隧道LED照明灯具差初始光效凤等级公路隧满道LED照明灯具初始光乡丰效等级5.行业标准《公路隧道LED照明灯雹具》老化时间，h光通量维持率3000≥96%6000≥92%10000≥86%灯具配光顶分布公路隧道LED照明灯具本采用中投英射、短投终射或超短裙投射类型停，且空间猎光强分布氧满足GB/忽T2舒482蹄7中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类或Ⅳ类的要求升。光通量宫维持率初始光煮通量公路隧冬道LED照明灯具倍的初始光竖通量应不认小于额定后光通量的90%，且不大想于额定光更通量的12