雪地环境隧道照明设计、白昼与夜间亮度阈值计算、标定测试、调光等级计算

（资料性）

雪地环境隧道照明设计照明参数计算示例高寒地区隧道，单向交通，单洞双车道，长度5000 m,设计速度120 km/h,设计交通量大于等于1200 veh/(h•ln)，则入口段亮度折减系数k取值0.07，若取雪地环境晴天时洞外亮度8000 cd/m2作为设计洞外亮度，按照JTG/TD70/2-01-2014，则入口加强Ⅰ段、加强Ⅱ段、过渡段Ⅰ、过渡段Ⅱ、中间段、出口Ⅰ段、出口Ⅱ段的亮度计算分别见公式（A.1）～公式（A.7）： Lth1=8000×0.07=560 (A.seqfulu_equation_1337180979523079811)式中：Lth1—入口段加强Ⅰ段TH1的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2） Lth2=0.5×Lth1=280 (A.seqfulu_equation_133718097952307981式中：Lth2—入口段加强Ⅱ段TH2的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2） Ltr1=0.15×Lth1=84 (A.seqfulu_equation_133718097952307981式中：Ltr1—过渡段ⅠTR1的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2 Ltr2=0.05×Lth1=28 (A.seqfulu_equation_133718097952307981式中：Ltr2—过渡段ⅡTR2的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2 Lin=6.5 (A.seqfulu_equation_1337180979523079815)式中：Lin—中间段的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）中间段照明亮度值参考JTG/TD70/2-01-2014表6.1.1，设计速度为120 km/h时，中间段亮度可按100 km/h对应亮度取值。 Lex1=3×Lin=19.5 (A.seqfulu_equation_133718097952307981式中：Lex1—出口Ⅰ段EX1的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2 Lex2=5×Lin=32.5 (A.seqfulu_equation_133718097952307981式中：Lex2—出口Ⅱ段EX2的亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2设计速度120km/h时各照明区段落亮度（单位：cd/m2）照明区段入口Ⅰ段入口Ⅱ段过渡Ⅰ段过渡Ⅱ段中间段出口Ⅰ段出口Ⅱ段亮度56028084286.519.532.5表A.1设计速度120km/h时各照明区段落亮度（续）照明区段入口Ⅰ段入口Ⅱ段过渡Ⅰ段过渡Ⅱ段中间段出口Ⅰ段出口Ⅱ段若按此参数进行隧道照明设计，各照明区段所需照明功率均较高，投入较大，运营后隧道照明能耗较高。因此建议通过优化设计参数进行降低建设投资及照明运营费用。速度调整法设计行车速度由120 km/h调整为80 km/h时，入口段亮度折减系数k可取值0.035，则各照明区段亮度值见表A.2。设计速度80 km/h时各照明区段落亮度（单位：cd/m2）照明区段入口Ⅰ段入口Ⅱ段过渡Ⅰ段过渡Ⅱ段中间段出口Ⅰ段出口Ⅱ段亮度28014042143.510.517.5通过调整设计速度，可将隧道照明系统加强照明、基本照明所有照明区段亮度需求值降低，从而大幅度降低灯具投入费用及隧道照明运营费用。交通量调整法若上述案例设计交通量由大于等于1200 veh/(h•ln)调整为小于等于350 veh/(h•ln)，设计速度不变，则入口段亮度折减系数k可取值0.05，中间段亮度可取2.25cd/m2,则隧道各照明区段亮度值如下所示。设计速度80 km/h时各照明区段落亮度（单位：cd/m2）照明区段入口Ⅰ段入口Ⅱ段过渡Ⅰ段过渡Ⅱ段中间段出口Ⅰ段出口Ⅱ段亮度40020060202.256.7511.25通过调整设计速度，可将隧道照明系统基本照明、出口加强照明区段的亮度需求值降低，从而降低灯具投入费用及隧道照明运营费用。双调法若上述案例设计交通量由大于等于1200 veh/(h•ln)调整为小于等于350 veh/(h•ln)，设计速度由120km/h调整为80 km/h，则入口段亮度折减系数k可取值0.025，中间段亮度可取1 cd/m2,则隧道各照明区段亮度值如下所示。设计速度80 km/h时各照明区段落亮度（单位：cd/m2）照明区段入口Ⅰ段入口Ⅱ段过渡Ⅰ段过渡Ⅱ段中间段出口Ⅰ段出口Ⅱ段亮度2001003010135由上表可以看出，通过调整设计速度、设计交通量，可将隧道照明系统所有照明区段的亮度需求值降低，从而降低灯具投入费用及隧道照明运营费用。但是在实际的隧道照明系统设计中，多数隧道并未在参数中考虑雪盲现象，设计洞外亮度不超过5000cd/m2。

（资料性）

白昼与夜间亮度阈值计算JTG/TD70/2-01-2014中9.3.4、9.3.5规定了隧道白昼、夜间的照明节能标准和措施，但并未给出白昼、夜间分界点的计算方法。鉴于此，可以假设存在某一临界洞外亮度Lc,以其作为白昼和夜间的分界点，此分界点时无论是按白昼标准进行照明，还是按夜间标准进行照明，驾驶者在视觉上均能适应，此时隧道其他照明区段已转化为与中间段照明一致，由于中间段照明需求也在调整，例如，由白昼2.5 cd/m2调整至夜间1.0 cd/m2，因此Lc是一个范围而不是一个固定的值。根据上述描述，可以用以下步骤来确定白昼与夜间亮度过渡区间Lc确定中间段照明所需的最大亮度Lin,m确定临界洞外亮度Lc取值范围为Lin,考虑照明设计误差，当设计洞外亮度误差小于±25%时可不进行重新设计，因此光亮度变化不超过±25%时被认为满足视觉的适应性，可以取误差系数R为25%；确定分界点范围。可按公式（B.1）～（B.2）计算： Lc,min=（1-R）×Lin,min式中：Lc,minR—误差系数；Link—入口段照明亮度折减系数。 Lc,max=（1+R）×L式中：LcLin入口段亮度折减系数k为0.035，中间段亮度正常交通量时为2.5 cd/m2，小交通量时为l cd/m2,白昼与夜间的分界区间为21.4 cd/m2～89.3 cd/m2；入口段亮度折减系数k为0.035，中间段亮度正常交通量时为4.5 cd/m2，小交通量时为2.5 cd/m2，则白昼和夜间的亮度过渡区间为53.6 cd/m2～160.7 cd/m2。实际运营应用中，宜取亮度过渡区间的中位值作为白昼与夜间的判断阈值。

（资料性）

标定测试新建隧道照明功率会冗余40%左右，此部分照明功率开启时会存在能源浪费情况，因此宜按照隧道照明区段进行亮度标定测试。亮度标定测试技术要求包括但不限于：亮度标定测试宜符合GB/T5700规定；亮度标定宜在夜间进行；亮度照度换算系数宜参考设计文件；采用人工测试时，在所检照明区段中间位置选取一个布灯周期长度区域，测试点分布见图1，对于三车道、四车道隧道，在横断面方向，宜在车道1/6线、车道中心线、车道5/6线分别画点，每车道横断面画3个点；标引符号说明：—照明灯具；×—测点；L—单侧布灯间距；B—车道宽度；n—测试区段长度数值通过进尾取整修约后所得的一个整数，L≤n＜L+1。照明测试点分布示意图采用移动设备测试时，测试结果宜与人工测试结果偏差不宜超过±5%；亮度标定测试的灯具调光等级分级宜不低于10级，分别测试不同调光等级时对应的各照明区段路面照度；宜采用插值法确定设计洞外亮度时各照明区段亮度需求值对应的灯具调光等级Cn宜根据测试的不同路面照度对应的灯具调光等级用于照明调光控制。

（资料性）

调光等级计算随车调光模式下车辆前方调亮距离内，以及无级调光模式下，根据实时洞外亮度、交通量进行调光控制时，灯具亮度等级调节宜遵循各照明区段对应亮度大于需求亮度的原则，并留出5%的冗余，如此调光控制不但满足隧道照明安全运营的需求，也可取得较好的节能减排效果。在实际调光应用中，照明控制系统多以灯具调光等级进行照明区段亮度控制，因此宜对根据附录C标定测试数据，按照度亮度换算系数将路面照度换算得到需求亮度对应的灯具调光