LED隧道照明解决方案探讨

<正>现在国内的隧道照明绝大部分还是优先采用高压钠灯作为照明光源,虽然高压钠灯具有初始投资成本低的特点,但是高压钠灯在光学性能指标方面存在很多不足点,例如发光角度不易控制、显色指数低、色温单一、功率规格少、亮度难控制等,作为新一代光源的LED隧道照明灯具以其优越的光电性能,特别是色温可选择、功率大小可智能调节,克服了高压钠灯很多不足之处,特别是其高效节能的特点,日益成为当今隧道照明领域的优选灯具。     

城市隧道照明灯具优化布置研究

以某城市隧道照明设计为例,采用DIALux软件建立了隧道中间段照明模型,分析比较了LED陶瓷隧道照明灯具和LED反射式隧道照明灯具在不同安装角度时城市隧道路面平均亮度、路面亮度总均匀度和路面中线亮度纵向均匀度。研究结果表明：在总功率和安装高度相同的条件下,LED陶瓷隧道照明灯具的路面平均亮度高于LED反射式隧道照明灯具;LED陶瓷隧道照明灯具的路面亮度总均匀度在安装角度5～60°范围内低于LED反射式隧道照明灯具;LED陶瓷隧道照明灯具的路面中线亮度纵向均匀度在安装角度大于5°时高于LED反射式隧道照明灯具;LED陶瓷隧道照明灯具最佳安装角度为20°,LED反射式隧道照明灯具最佳安装角度为0°。相关结论可为类似城市隧道照明设计提供参考。     

自发光材料在隧道安全救援中的应用试验研究

隧道侧壁涂刷反射率较高的材料有利于改善隧道内部照明环境,对隧道安全救援也有积极作用。本文利用自发光材料蓄能释光的功能,分析自发光材料的施工工艺,对7种光源条件下自发光材料的余辉亮度进行模型隧道试验测试,得到自然光照射下初始余辉亮度最大,光源停止照射10min后,自发光材料的余辉亮度衰减至初始亮度的10%。同时依托云南保腾高速公路鹿山隧道,现场开展了LED灯源条件下的余辉亮度实验,探讨了余辉持续时间与安全救援的关系,发现断电30min后墙面的视觉诱导作用仍较明显,能对突发事件中隧道内人员的紧急避险和安全救援起到积极作用,为今后进一步合理利用和开发自发光材料在隧道应急救援中的作用提供参考。     

公路隧道LED照明数值模拟

针对1 km长、洞高6 m的双向单车道公路交通隧道,采用DIALUX软件,模拟出隧道各段LED照明亮度值指标。为了便于控制系统采集自然光、车速和车流量信息进行融合建模,达到输出模拟量线性调光的控制目标,文中采用统一规格的隧道LED照明灯具,根据《公路隧道通风照明设计规范》,计算出隧道各照明段初始标准值,灯具布局模拟后,路面亮度总均匀度为0.669～0.940 、路面中线亮度纵向均匀度为0.528～0.911,各段平均照度为66～1 790 lx,布光留有10%～50.91%标准定义的调光余量,为调光提供了灯具布局参考。     

LED色温对隧道中间段照明亮度的影响

隧道中间段属于中间视觉范畴,利用三种中间视觉模型分析LED色温对中间视觉亮度的影响规律。结果表明,在隧道照明中间段,LED能使人眼获得更高的实际感知亮度,且色温越高,亮度增益越大;环境亮度越高,增益越小。根据中间视觉模型对隧道中间段照明亮度设计进行修正,可节省照明能耗8%~28%。在1~3cd/m~2范围内,MOVE模型计算的中间视觉亮度最大、MES2次之、S模型最小,MOVE模型采用有色差的视觉任务,其试验条件更符合隧道实际行车环境。     

灯光互补技术在隧道照明中的应用研究

针对公路隧道照明系统具体技术要求及能耗大问题,提出利用自然光与LED共同实现隧道路面照明。其中自然光的引入采用免光纤式阳光输送机完成隧道进出口亮度过渡区的加强照明功能;而利用自动控制系统根据实际需要直接调节负载LED光源组完成基本照明功能。通过这种灯光互补技术,在保证行车安全基础上,提高行车舒适性并实现大幅降低隧道照明能耗的目标。     

隧道LED无极调光系统方案设计与应用

近年来,随着LED照明技术的发展,LED照明以其良好的发光效率、低能耗、长寿命、绿色环保等优点在公路隧道的应用越来越广,各种照明方案被广泛采用。本文结合甘肃省宕昌至迭部二级公路改建工程隧道LED无极调光系统应用方案,通过测试与效果分析,实现隧道LED照明亮度智能无级控制,为今后公路隧道LED无极调光应用提供参考。     

蓄能反光材料漫反射率对隧道照明质量影响研究

基于视觉功效法,针对公路隧道中的安全问题,开展小目标可见度和反应时间室内模型试验,研究蓄能反光材料漫反射率对隧道照明质量的影响,研究表明:(1)路面照度、亮度和纵向均匀度随着蓄能反光材料漫反射率的增大而增大;(2)小目标可见度随着涂刷有蓄能反光材料侧壁板的漫反射率的增大而增大;(3)小目标识别反应时间随着蓄能反光材料侧壁板漫反射率的增大而减小;(4)漫反射率大的蓄能反光材料在隧道中应用能够提高驾驶员的视觉功效,提高隧道照明安全性,提升隧道环境照明质量。     

基于DIALux的公路隧道照明设计优化

传统的公路隧道照明设计通常根据交通部行业规范《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)中4.11照明计算提供的公式验算隧道各段路面的设计亮度,需要人工收集较多资料,计算过程繁琐,耗费大量时间。文章介绍了如何利用灯光照明设计软件DIALux对隧道照明设计进行计算优化。     

菜市场光环境对农产品颜色感知的影响

光环境作为菜市场物理环境的重要部 分,对农产品的颜色呈现具有较大影响,决定了 购买者对农产品的品质评价。当前,针对LED光 源相关色温对农产品颜色感知的影响研究较少, 存在着不同类型农产品外观展示的适用光源无 法明确的问题。为了探究中国人对菜市场展示光 源的视觉偏好,改善菜市场照明环境质量,提高 购买者的体验感和满意度,本研究基于菜市场 光环境现状调研结果,以蔬菜、水果和鲜肉三 类典型农产品为观察样本,选择不同相关色温 的LED（2 500 K、3 000 K、4 000 K、5 000 K、 6 500 K）作为测试光源,通过心理物理实验,从 人因工学角度探讨LED光源相关色温对农产品 颜色感知的影响。研究表明：当测试光源相关色 温增加,农产品更加接近标准光源下的颜色,显 色指数不能很好地反映光源的颜色还原性;不同类型的农产品在色彩偏好度上具有差异,水果的偏好度在相关色温4 000~5 000 K时最高,蔬菜 类的偏好度在相关色温5 000~6 500 K时最高;测试光源下,人们对鲜肉的色彩偏好度总体低于水 果和蔬菜。本研究探讨了菜市场光源相关色温对农产品颜色感知的影响,为中国人色彩感知研究 和LED光源在菜市场中科学合理的应用提供参考与依据。     

光源光色对隧道照明效果的影响

为了研究隧道照明中光源的光色,在3种照明水平和负对比条件下,比较了5种色温的LED光源与传统照明光源高压钠灯(HPS)、金卤灯(MH)对隧道照明效果的影响。通过反应时间实验方法,分析了光源光色分别与反应时间和人眼瞳孔大小之间的变化关系。实验结果显示,在高照明水平下,高色温LED光源的视觉功效最高,光生物效应最显著;而在中间视觉照明水平下,中间色温的LED光源的视觉功效和光生物效应最显著。合理选择适用隧道照明各区段的光源应考虑光源光色对视觉功效和光生物效应的综合影响,并值得进一步研究。     

Management of road tunnels: Construction,maintenance and lighting costs

This paper presents a life cycle cost analysis, which compares construction, maintenance, and lighting costs needed to manage a highway tunnel. As regards the decision making process, it often considers only construction costs. Instead even maintenance and lighting, especially related to road tunnels, cause important cash flows. Therefore, both construction and managing costs have to be planned, in order to assess the cheapest solution. The lighting system of a road tunnel must guarantee the visual guidance for users moving at design speed and without hazardous actions.In this case study, the authors designed the pavement according to Italian standards and the lighting system according to Italian and European technical rules (UNI and UNI EN standards). They used LED technologies to maximize energy saving and road safety. The examined case study shows the importance of the surface pavement material, since it may contribute to the inter-reflected light and reduce electric energy consumption.     

隧道灯具光线分布对照明指标的影响分析

安全与节能问题是目前隧道照明的关注重点,实现低能耗高效能成为隧道照明设计的目标。通常来讲路面照度和亮度是评价照明效果的重要指标,但是相关规范仅仅指出路面照度和亮度与路面的材料、颜色有关,给出了两者的大致关系。通过照明软件DIALux进行数值模拟,计算分析了不同照明灯具光线分布对隧道照明指标的影响,得出在同样的光通量的情况下,灯具光线分布对路面照度和亮度的影响较大,同时对路面照度和亮度之间的关系影响也较为显著。研究可知当采用最佳配光曲线的灯具时可将路面亮度提高约46%,结论对分析隧道照明参数影响因素具有重要意义。     

基于自然光的公路隧道生态照明技术研究

随着公路隧道的不断修建,隧道运营消耗的能源问题越来越受到专家学者的关注。对于公路隧道入口段照明设计而言,洞外亮度值是一个关键性参数。驾驶员从较亮的洞外环境到较暗的洞内环境时,通常会产生"黑洞效应",为此入口段亮度必须提高到一定水平,这必定会消耗巨大的电能,因此进行隧道洞外减光是节约隧道照明电能的有效途径。在已运用的隧道洞外减光结构物的基础上,提出了一种新型的绿色减光形式。通过数值计算,分析结构物顶部透光率对棚下路面照明效果的影响,得到当顶部透光率为2%~3%时所达到的减光效果最好。研究结论对于今后公路隧道洞外减光设计具有重要的参考价值。     

公路隧道光导照明系统研究

以南宁市凤岭南隧道为例,开展公路隧道光导照明系统研究,提出一种针对隧道24h照明的节能解决方案,白天利用光导照明系统,夜间利用LED照明。     

隧道入口段复合照明节能试验研究

在隧道照明领域,自然光是一把双刃剑,一方面可以提高隧道内亮度,另一方面也可引起“白洞”效应,威胁车辆行驶安全。充分利用自然光对隧道照明的增效作用,降低人工照明的能耗,是实现隧道入口段照明节能的有效途径之一。结合云南保腾高速公路鹿山隧道内自然光、以及自然光与LED灯复合照明下隧道不同纵深路面照度的实测数据,通过与规范规定值的对比分析研究,得到了隧道入口段各区段自然光、LED灯复合照明下隧道照度分布规律,并对节能效果进行了评价。为今后进一步合理利用自然光、人工光源进行隧道复合照明节能研究提供参考。     

城市居住区夜间光侵扰问题调查研究

夜景照明建设的高速发展和LED的广泛应用,致使居住区夜间光侵扰问题日益严重,但缺乏有效的光侵扰防治措施。采用主观调查问卷与客观测试数据结合的方式,调查了居民对光侵扰的主观评价,测量了光侵扰的相关光参数,将城市居住区光侵扰来源划分为4类,分析发现侵扰源亮度、光色、动态形式、发光时间段和发光面积为主要侵扰因素,将光侵扰划分为亮度侵扰、色光侵扰和动态侵扰3种类别,并明确了各类别主要侵扰因素的参数范围。     

An optimal model for tunnel lighting control systems

We present a tunnel lighting optimal control model in considering traffic safety and energy-saving problems. Firstly, the demand brightness function with relation to tunnel exterior brightness, traffic flow and speed is described. Then an actual tunnel brightness curve is derived according to lamp equipment layouts and lamp properties in tunnels. Further, a simple method is used to determine an average brightness indicator in tunnels. We present a nonlinear optimal control tunnel lighting model in meeting the demand brightness, total average brightness and minimum dimming ratio constraints and so on. Finally, the simulation results at the JiangBeiLing tunnel of Wenzhou city in China show the optimal control system can meet the demand brightness and total average brightness constraints, and have a notable energy-saving effect.