隧道照明中存在的问题及措施

黑色理想 2021年2月16日07:55:03
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随着现代交通运输的发达,遂道也越来越多,为了保证车辆的正常行驶及行车人的生命安全,照明就成了隧道建设中不可缺的一部分。
  一、机动车通过隧道过程中存在的问题
  1.接近隧道过程中出现的问题
  黑洞现象
  白天,机动车司机眼睛已适应户外高达10万lx以上数千cd/m2的自然光照明,当眼睛转到亮度只有几cd/m2的隧道环境,因人眼对亮度差的感知有限,出现适应滞后现象,就会看到一个黑色的洞穴,而无法识别其中的状态。像这样在明亮环境中看到全黑洞穴的现象叫做黑洞现象。一旦出现黑洞现象,随着机动车接近隧道,驾驶员的可视距离缩短,不能安全驾驶。黑洞现象是进入隧道前所发生的视觉问题,是隧道照明中最重要的问题。为防止黑洞现象的发生,从隧道入口开始的一段距离内要保证有充足的亮度,这一部分全长比机动车的安全刹车距离略长。
进入隧道,由于内外存在很大亮度差,适应存在延迟,驾驶者视觉不能很快适应隧道亮度,难以看清隧道内部状况。为防止此情况发生,应使隧道入口亮度随视觉适应速度缓慢降低,亮度要平滑过渡,亮度降低要逐级进行,但前一级亮度和后一级亮度比值不得超过3:1,且2m高以下墙面的亮度不能低于相应平均路面亮度。

2.通过隧道过程中出现的问题
  白天在隧道中的亮度要比夜间道路照明亮度高,夜晚亮度要比白天低。考虑交通流量大的长隧道中汽车排放尾气的话,由于废气无法迅速消散形成烟雾,将光吸收和散射,降低可见度,而使视觉识别困难,车头灯光受汽车尾气影响很大,无法满足视认性需要,前方100m路面亮度减半,通常以道路照明的2倍亮度弥补尾气的影响。
  另因隧道内灯具按一定间隔排列,前面机动车以一定频率强烈反射光,使人晃眼不舒服,应根据机动车时速,决定灯具安装间隔,避免产生晃眼反射光。
3.接近隧道出口时出现的问题
  通过出口看外部亮度极高,出口看上去是个亮洞,出现严重眩光,出口成了白色洞穴,这称为白洞现象;以白洞为背景,机动车等就成了黑色的剪影很容易识别,但跟在大型箱式货车后面的小汽车与大货车的剪影重合很难看清,在交通流量大的隧道出口附近,为了能识别重合在一起的大小车辆所做的照明称为出口照明,出口照明的区间长度为数十米。
4.夜间驶出隧道前出现的问题
  夜晚,从明亮隧道中驶出到没有照明道路之前,隧道外也变成了一种黑洞,无法看清道路的线形和存在的障碍物,此时,应在刚出隧道出口的道路上、在长于安全刹车距离、大约相当于机动车行驶数秒的区间内,对道路进行照明,以达到适当水平的亮度。
  5.隧道行车中的视觉问题
  较短隧道一般基本不会引起视觉疲劳,较长隧道要考虑视觉疲劳,可以通过改变照明设计方法解决视觉疲劳。
  (1)改变隧道长距离均匀度:一是灯具沿隧道轴线不连续安装在隧道顶及两侧,形成明暗分区,但均匀度不能低于0.6;二是采用逆向非对称配光灯具。
  (2)通过灯具营造亮度及色彩的变化降低视觉疲劳。
  (3)在隧道内部建立区域景观,运用合理照明手段,模拟创建自然环境减少视觉疲劳度。
  6.隧道行车中的心里感受问题
  在隧道中,驾驶者视线主要集中在路面及两侧墙壁上。因此,墙壁特别是墙壁下方的照明十分重要,因机动车离墙壁很近,如果路面与墙壁界限不明了,墙壁位置不确定,驾驶者会有一种要撞墙的不安感,就会在车道中间驾驶,为减少这种不安感,应将路面和墙壁亮度设计成很大差别。
  为此,通常将隧道分为阈值段、入口段、过渡段、基本段和出口段,各段通过不同照明来创造安全舒适的行驶条件。
  二、隧道照明方式
  《公路隧道设计规范》制定了明确的隧道照明标准,标准规定了照明长度、基本照明、路面最低亮度、白天照明要求及夜间照明亮度等。
  隧道照明一般分为:一般照明、应急照明和特殊灯光照明。
  1.一般照明包括保证隧道内正常行车所必需的基本照明。
  2.应急照明一般利用交错排列基本照明灯具,由两个专用回路各带一侧灯具的配电方式,在一侧照度不足时辅以普通应急灯的方案。在应急电源选用上有集中设置应急电源和分散应急电源方案,集中应急电源装置一般有应急电源、不间断电源和发电机几种。在较长隧道中应该考虑突发性火灾时的疏散及诱导照明,这部分照明主要靠单独线路的地面指示灯、墙上长明灯、疏散指示灯组成。
  3.特殊灯光照明指消除出入口“白洞”和“黑洞”效应的加强照明及人造景观等的照明。
  三、隧道照明灯具光源选择问题
  隧道照明灯具要求能够在空气相对质量比较差、温度比较低、光源更换困难的环境下正常运行。灯具使用需考虑道路横断面方向的配光控制,使路面和墙壁同时达到高效率照明。
  隧道照明光源种类有气体放电类光源、LED光源、无极灯光源。在出入口处的照明,使用低压钠灯、高压钠灯、金属卤化物灯等HID光源。在基本照明中,无极灯的使用正在逐渐增加。目前隧道常用的是气体放电灯,因LED及无极灯在节能环保上效果显著,有替换气体放电光源的趋势,但是实际照明效果有待检验。
  以现有技术来看,大功率LED无法解决光衰、照度角半径过小,色温不均衡这几个问题,暂时对HID光源在隧道照明中的主体地位不会构成太多影响,等LED在未来得到很大完善将可能取代HID光源。

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