LED隧道照明设计

作者：房海明        深圳精能实业有限公司技术总监

随着隧道项目日益增多，隧道建设在现代交通运输中起到越来越重要的作用。隧道是一段封闭的空间，自然光无法照射其中，为了保证行驶的连贯性及行车人的生命安全，即便是白天其内部全程也需要人工照明，隧道照明是隧道建设中不可或缺的一部分。
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汽车尾气、噪声、振动、污浊空气，腐蚀气体、水分等恶劣环境形成隧道照明的特殊性。为了能给来往车辆和行人提供一个安全舒适的照明环境，下面通过分析来阐述隧道照明的设计思路和方法。

隧道照明不同于一般的道路照明，有其明显的特殊性，其对安全的考虑在照明系统上表现尤为重要。

在设计隧道照明方案时，要考虑到人的明适应和暗适应因素，重视过渡段和过渡段的照明设计。为了满足驾驶人员眼睛适应性要求，在隧道入口需作一段明暗过渡照明，以保证一定的视力要求。隧道出口处因适应时间很短，一般在1s以内，故可不作其它处理。

一般隧道存在以下几种特殊的视觉问题：
(1)进入隧道前(白天)：由于隧道内外的亮度差别极大，因此从隧道外部去看，照明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。
(2)进入隧道后(白天)：汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，要经过一定时间才能看清隧道内部的情况，被称为“适应滞后”现象。
(3)隧道出口处：在白天，汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于通过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个“白洞”，会出现极强的眩光，驾驶员会感到不适应;夜间与白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。
以上几种特殊的视觉问题给隧道照明提出了较高的要求，有效解决这些视觉问题，可以通过下面几个方面。

一.隧道照明的设置
隧道照明一般划分为引入段、适应段、过渡段、基本段和出口段等五个区段照明，其中每个区段都有不同的作用：
(1)引入段：消除“黑洞”现象，使驾驶员在洞口处能辨认障碍物;以白天为例，假设隧道口部环境亮度为4000cd/m²，时速80KM/H，则满足较低要求的引入段的长度和亮度分别为40米和80cd/m²。
(2)适应段：进入隧道后，驾驶员能很快适应并消除“黑洞”现象;按上述条件，适应段的长度和亮度分别为40米和80～46cd/m²。
(3)过渡段：驾驶员逐渐适应隧道内部照明;按上述条件，过渡段的长度和亮度分别为40米和40～4.5cd/m。
(4)基本段：隧道内部的基本照明。
(5)出口段：在白天，使驾驶员能逐渐适应出口处的强光，消除“白洞”现象;在夜间，使驾驶员能在洞内看清外部道路的线型及路上的障碍物，消除出口处的“黑洞”现象，一般的做法是在洞外使用路灯作为延续照明。

在白天，隧道出口段的照明亮度同入口段的照明亮度，应比隧道内基本照明亮度值高;在夜间，则相反，应低于隧道内基本照明亮度值，当隧道外有路灯照明时，隧道内路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。

二、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100000 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，是隧道照明中较重要的问题。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

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