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隧道照明特征和要求

发布时间:2014-11-03   

 

铁路隧道灯:NSC9700防眩通路灯、NSC9720防眩通路灯 

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近年来,随着我国交通事业的飞速发展,高速公路和铁路里程持续增长,隧道交通也迅速发展,有穿山越岭的铁路、公路隧道,有穿越江河湖海的水下隧道。为了有一个更加安全,舒适的交通环境,在隧道照明中灯光的设计就非常重要了。

1 隧道照明特点

(1)路面应具有一定的亮度水平;
(2)隧道墙壁应有一定的亮度水平;
(3)设计车速、交通量、路线线形等诸多影响因素;
(4)从行车安全性和舒适性等方面综合确定照明水平;
(5)人的视觉适应性,特别是隧道入口段、出口段等处;
(6)隧道白天也需要照明,而且白天照明问题比夜晚更复杂。

2 隧道照明要求

   要在隧道照明实现节约能源、提高照明效果并保证行车的安全性和舒适性,通常可以从以下几方面考虑:

  (1)亮度——由于白天隧道外的亮度相对于隧道内的亮度,故此当驾驶员驾车进入隧道时,视觉需要有一定的适应时间,然后才能看清隧道内部的情况,这种现象称为“适应的滞后现象”,如果没有适当的过渡,则会产生黑洞现象,令驾驶员暂时失去正常的视觉功能,这将会带来一定的安全隐患。黑洞现象是进入隧道前所发生的视觉问题,也是隧道照明中最重要的问题。为此,隧道照明通常分为入口照明、内部照明和出口照明。其中白天隧道入口照明的亮度要根据隧道外的亮度、车速、入口处的视场和隧道的长度来确定的。阈值段是为了消除“黑洞”现象,过渡段的照明水平进一步逐渐下降,从而为驾驶员提供视觉暗适应的时间。隧道内基本照明及夜间照明标准见表1。

  (2)亮度均匀度——良好的视觉功能不但要求有一个较好的平均亮度,还要求路面上的平均亮度与最小亮度之间不能相差太大。如果视场中的亮度差太大,亮的部分会形成一个眩光源,而且亮暗的变化会带来一定的频闪效应,继而影响视觉,人眼的视觉效果会明显变差,而视觉疲劳也会加重。

总体亮度均匀度是指隧道内部段路面上最小亮度和平均亮度的比值,纵向均匀度U1是指在车道轴线上最小路面亮度和最大路面亮度的比值。如果路面上连续、反复地出现亮带和暗带,即“斑马效应”,对于在这个车道上行进的道路使用者而言,会感到很烦躁。这个问题涉及到人的心理,但也会危及到道路安全,纵向均匀度主要是用来评价“斑马效应”的大小。

  (3)眩光——眩光的形成是由于视场中有极高的亮度或亮度对比存在,而使视功能下降或使眼睛感到不舒适。在隧道照明中的眩光可以来自迎面驶来的车辆前灯、隧道照明灯具、隧道出口时外面的高亮度等。眩光会使人对障碍物的辨认能力下降,危及行车安全。隧道照明灯具应采用截光型,采取除去直射和反射眩光的特殊技术措施,形成漫反射,使光线十分柔和地进入人眼。

  (4)频闪效应——频闪是指在较长的隧道中,由于照明器排列的不连续,使司机不断地受到明暗变化的刺激而产生烦乱。它与明暗的亮度变化、明暗变化的频率、频闪的总时间有关系。这三者与所使用灯具的光学特性、车辆的行进速度、照明器安装间距、隧道长度有关。一般而言,频闪的频率小于2.5和大于15Hz时所带来的频闪现象是可以接受的。

如果车辆的时速为60km/h即16.6m/s,灯具安装间距是4,这样频闪的频率就约为4.2Hz.进行设计时,应当加以考虑,选择适当的照明器安装间距。如果频闪的频率位于4Hz和11Hz之间,并且持续的时间超过20s,将会给司机带来明显的不舒适。

  (5)照明控制——先进的照明控制方式是在保证视觉条件,满足隧道照明要求的情况下,合理节能的重要技巧。照明控制的目的是可以随时改变隧道的照明水平。由于阴天、雨天或黄昏时分,隧道口外的亮度比平时要小很多,因此要有适当的措施来减小入口段照明的水平,以减少不必要的能源浪费。在隧道照明中可以根据白天、夜晚以及车流量大小等因素,通过各种调光设备或控制器件来对隧道照明环境的照度或灯的开启、关闭进行调整和控制。目前,国外大多采用感光器件、可调光电子整流器等构成智能照明系统,使隧道内灯具整体亮度减弱,能耗降低;同时,保证隧道亮度均匀度不变。