隧道照明

隧道照明可以改善隧道內路面狀況，改善隧道內視覺享受，減輕駕駛員疲勞，有利於提高隧道通行能力保證交通安全。

基本介紹

• 中文名：隧道照明
• 意義：改善隧道內路面狀況提高安全性
• 常用設備：LED隧道燈，鈉燈隧道燈
• 技術標準：隧道入口照明要分三段
• 主要問題：較暗的隧道，視覺適應需要時間
• 照明亮度依據：車速，入口處的視場等確定

控制方式

隧道照明控制方案的實施，依賴於先進控制技術和控制方式的支撐。隧道照明控制方式在很大程度上體現出隧道運營管理的現代化程度。隧道照明系統配置了照明控制桁/配電箱，能實現現場人工控制和自動控制，並且預留了遠程控制模組，提供控制照明設施的繼電器接點，將照明區域控制單元直接與照明控制櫃/配電箱的繼電器接點相連，以實現對照明設施的遠程控制。隧道照明控制方式有以下幾種：

①人工控制方式。其是指隧道管理人員根據洞外亮度、交通量等參數，人工選擇控制方案。具體地說，就是根據洞外亮度（S）、交通量、平均車速及天氣條件等因素的變化。由公路隧道管理人員手動控制照明迴路的開/關或無級調控照明亮度，其可細分為遠程人工控制方式和本地人工控制方式。本地人工控制方式早期多用於長度較短、運營管理沒備較簡單的公路隧道。

②自動控制方式。其是指照明控制系統根據實時採集的洞外亮度、交通量等參數，自動調控照明亮度。

目前，隧道照明的自動控制是利用光亮度檢測儀、車輛檢測器等沒備採集的相關照明控制參數，由電子設備直接控制照明迴路的開/關或無級調控照明亮度，無須人工參與控制過程，其可細分為遠程自動控制方式和本地自動控制方式。在自動控制方式下，隧道照明控制系統根鋸實H寸採集的洞外亮度(S)、交通量、平均車速等照明控制參數，自動調控隧道內照明亮度；隧道管理人員也可根據實際運營管理情況，由自動控制方式切換到人工控制方式，改為手動操作。國外早在20世紀80年代就已經開始採用這種控制方式，我國目前多數公路隧道也都採用了自動控制為主、人工控制為輔的照明控制方式。

③智慧型控制方式。其是在自動控制方式的基礎上，採用短時交通流預測理淪，套用人工智慧、擘家系統、模糊控制、神經網路、遺傳算法等智慧型控制技術，按公路隧道照明亮度遞減適應曲線進行動態調光控制，以達到安全、舒適、高效、經濟的照明效果。該方式重點突出節能控制的特點，體現綠色照明要求，追求“按需照明”的理想沒計目標。隨著工業自動化水平的提高和照明光源的發展及照明燈具的改善，智慧型控制方式將會得到更為廣泛的套用。

上述照明控制方式中，人工控制方式的優先權最高，自動控制方式優先權低於人工控制方式。照明控制宜採用以智慧型控制或自動控制為主、人工控制為輔的控制方式。

控制系統種類

目前，隧道照明控制系統主要包括以三種：

①集中式控制系統。其是最常見的一種控制方式，即由中央計算機管理整個照明系統，作為系統的集中處理單元。集中式控制系統(Centralized Control System．CCS)的優勢在於可以充分發揮管理決策的集中性；缺點在於一旦中心計算機出現故障．整個照明系統將全部癱瘓，容易釀成隧道交通事故。由於短隧道控制點數較少，配以全套的控制設施成本較高，故可由中央控制窒對照明沒施進行控制與管理，以減少投資。

②分散式控制系統。其特點是以分散的控制適應分散的控制對象一一隧道照明設施，以集中的監視和操作達到掌握全局的目的，具有較高的穩定件、可靠性和可擴展性。分散式控制系統(Dist ributed ControlSystem．DCS)的優勢在於各控制部分相對獨立，某部分出現故障並不影響其他部分，系統仍然可以運行。這種控制系統具有分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便的特點。

③現場匯流排控制系統(Fieldbus Cont rol System．FCS)。其是分散式控制系統向全數寧化發展的結果。現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之問的數字式、串列、多點通信的數據匯流排。與DCS不同的是，這些現場裝置輸出(或輸入)的信號是數位訊號而非傳統的模擬信號。現場匯流排控制技術以數寧信號取代模擬信號，大量現場檢測與控制信息就地採集、處理、使用，許多控制功能從控制室移至現場沒備。這樣不但使系統集成大為簡化、維護變得十分簡便。而且使系統的可靠忭進一步得到提高。

常用設備

LED隧道燈

光效高優質高亮度LED光源

配光科學合理，滿足隧道各個路段的照明均勻度和防眩光要求

光源模組化設計，每一塊模組可單獨安裝拆卸，維護方便快捷，降低了一系列費用

系列產品種類豐富，可滿足隧道的引入段、過渡段、根本段和出口段燈四個區段照明要求

無極燈隧道燈

無極燈，也稱無電極燈、感應燈。是一種沒有電極和燈絲的照明設備，它通過燈管外的磁環產生電磁波激發燈管內的物質工作。例如低壓氣體無極燈內充填的是汞蒸氣和稀有氣體的混合氣體，汞原子被電離、激發後釋放出紫外線照射到燈管壁的螢光物質上，螢光物質發出可見光。雖然也填充了汞，但其固汞含量要低於螢光燈。其工作頻率通常達到數百萬赫茲，遠高於普通的白熾燈和節能燈。由於省去了燈絲和電極，可以製成環形、螺旋形或管狀等各種形狀。其工作壽命可達近10萬小時，工作效率也很高。

鈉燈隧道燈

鈉燈，是指以金屬鈉蒸氣為工作物質的照明裝置。鈉燈的燈管內也會充填汞和稀有氣體，但實際上起作用的是鈉蒸氣。鈉被電離、激發後會發射出589nm的黃色光線，這些光線直接用於照明，而不是像螢光燈那樣激發螢光物質發出白色的可見光。

低壓鈉燈:工作時其電弧管內的蒸汽壓為0.7～1.5帕，光近乎單色，集中在580納米和589.6納米，對人眼較敏感的黃光區域，所以發光頻率高達150流明/瓦以上，但顯色性太差，只用於不需分辨顏色的場合，特別是街道照明。

高壓鈉燈:提高納的蒸汽壓，並加入少量汞，光線的譜線更寬，所以顯色性比低壓鈉燈好，色溫為2100開，光效為72～130帕流/瓦，是道路照明的主要光源，也用於舞台等場合的照明。

主要問題

隧道照明中必須考慮某些特殊的視覺現象，為了對隧道照明進行最佳化設計，就有必要先了解些基本的視覺問題。在白天，駕駛員進入隧道時會遇到如下視覺問題：剛進入隧道由於白天隧道外的亮度相對於隧道內的高很多，如果隧道足夠長，駕駛員看到的是黑乎乎的一個洞，這就是“黑洞”現象；如果隧道很短的話，在駕駛員面前就出一個“黑框”。進入隧道後由明亮的外部進入一個較暗的隧道，視覺會有一定的適應時間，然後才能看清隧道內部的情況，這種現象稱為“適應的滯後現象 ”。在隧道中間段，由於汽車排出的廢氣集聚，形成煙霧，汽車前照燈的光會被這些煙霧吸收和散射，形成光幕和降低前方障礙物與其背景（路面，牆面）之間的亮度對比度，影響障礙物的能見度，給視覺功能帶來不利影響。隧道出口處會出現一個很亮的出口，對駕駛員會產生強烈的眩光，從而看不清路況，容易發生車禍。為此隧道照明通常分為入口照明，內部照明和出口照明。其中對入口照明的要求更加嚴格，要求從與外界相仿的亮度逐漸降低。具體而言，白天隧道入口照明的亮度要根據隧道外的亮度，車速，入口處的視場和隧道的長度來確定的。

技術標準

國際照明委員會將隧道入口照明分為（從隧道口開始）閾值段和過渡段。而日本的隧道照明標準中更進一步將隧道入口照明分為引入段，適應段，過渡段。閾值段是為了消除“黑洞”現象，讓駕駛員能在洞口辨認障礙物。隧道過渡段照明是為了避免閾值段照明與內部基本照明之間的強烈變化而設定的照明段，其照明水平進一步逐漸下降。