配光曲线和布灯方式对隧道照明功耗及照明效果的影响

灯具的配光曲线和布灯方式影响着灯具利用系数,而灯具利用系数又影响灯具功率和路面照度,进而影响照明系统的功耗和路面照明效果。为此,文章建立了基于灯具配光曲线和布灯参数的隧道照明利用系数计算模型,选择了4种配光曲线,对每种配光曲线均采用中央布灯、拱顶侧偏布灯、对称布灯和交错布灯4种常用布灯方式进行优化和仿真,对隧道中间段的配光曲线和布灯方式的节能性和照明效果进行了研究。研究结果表明:对称布灯是最节能且照明效果最好的布灯方式;中央布灯方式的照明效果仅次于对称布灯方式;除了特殊形状的配光曲线,交错布灯方式功耗最大,照明效果最差;沿隧道横向的配光曲线是尖顶水滴状较好,适用于除交错以外的3种布灯方式;沿隧道纵向的配光曲线最好是对称蝶形分布曲线,适用于4种布灯方式;横向配光曲线是尖顶水滴状,纵向配光曲线是对称蝶形分布曲线时,适用于4种布灯方式,且都有较好的节能性和照明效果;对称倾斜式配光曲线,其倾斜配光剖面最好与隧道横向一致,适用于对称和拱顶侧偏两种布灯方式。     

基于反光蓄光理念的辅助隧道节能照明理论与技术

文章通过对国内外现行照明质量标准和照明评价方法的研究分析,以及对现有照明光源、隧道内装材料和西南山区隧道照明技术现状的调研,开展了基于反光蓄光理念的隧道室内模拟试验、实体隧道试验和现场试验等一系列隧道照明节能试验,对隧道节能照明规律进行了探讨。研究表明:(1)隧道侧壁采用反光蓄光材料可提高路面照明质量,当墙面反射率达到70%时路面照度至少可以提高10%,为隧道节能照明开辟了新的途径;(2)结合等效照明理念,利用光反射作用降低照明系统的负荷,引入人眼视觉功效作为隧道内行车安全的评价指标,对完善照明评价方法提供了依据;(3)系统研究了反光材料与常用光源的匹配问题,评价了反光材料隧道照明环境下的使用性能,为反光蓄光材料在隧道照明领域的进一步推广应用提供了基础。     

隧道照明系统灯具失效对照明质量影响分析

隧道照明系统对驾驶员的行车作业起着至关重要的作用,照明灯具出现损坏甚至失效,将对行车安全造成一定程度的影响.为此,本文对隧道照明系统灯具的不同失效形式作出相关研究,采用照明分析软件DIALux对隧道内单灯具、双灯具以及多灯具失效等不同情况进行了数值模拟,结合相关照明参数指标如路面平均照度、路面平均亮度、路面亮度总均匀度和路面亮度纵向均匀度等定量研究灯具的失效对照明质量的影响.研究结果得出,单灯失效时对照明质量影响很小,各参数指标均满足规范规定及照明需求,双灯失效时对照明质量有较大程度的影响,不同工况的同一参数指标之间波动较大,个别工况参数指标已不满足规范规定,需根据实际情况进行判断.多灯失效(包含连续多灯)时,照明质量极差,严重威胁行车安全,极易引发交通事故.     

对称配光照明下的公路隧道眩光指标研究

在公路隧道照明中,不当的灯具配置将会导致令人眼不适的眩光,良好的隧道照明系统设计不仅需要提供足够的路面亮度和合适的亮度均匀度,还应尽量降低灯具产生的眩光对驾驶员行车的影响程度,提高安全性和舒适性.为此,本文运用照明分析软件DIALux4.13对公路隧道照明系统的常用眩光指标——阈值增量TI进行相关数值模拟,选取两种对称配光曲线,在较高的灯具总光通量(9000 lm)一定时,探究并分析双车道(8～10 m布灯间距、灯具发光面法向角度25°)和三车道(6 m布灯间距、灯具发光面法向角度35°)下的各车道阈值增量TI.研究结果得出,所有工况均表现出较低甚至为0的阈值增量TI值,满足相关规范规定的不大于15％的要求,不会对驾驶过程中的人眼造成不舒适的眩光感受.     

道路照明LED灯的光分布优化设计研究

在满足国际照明委员会(CIE)制定的节能及照明要求的前提下,如何在以前固定的灯具布置位置上设计LED灯具的分布已经成为一个迫切的问题。文章提出了一种非线性优化方法,用于LED道路照明灯具的配光设计。该方法以CIE指定的路面平均亮度、总体路面亮度均匀性、纵向路面亮度均匀性、眩光和环绕比为约束条件,使总光通量最小化;通过对约束条件进行合理的等价变换,可以将非线性问题转化为线性问题,使用道路照明分布的余弦函数多项式来解决问题,构造平滑的光分布曲线;并以具有CIE定义的M1至M5五种不同类别的C2类道路为例,采用上述方法可获得最节能的光线分布。结果显示,所提方案正确有效。     

隧道口减光设施对照明的影响研究

近年来,伴随着我国基础设施建设的不断推进,隧道里程不断增多,隧道照明系统的重要性日益突出,因此对隧道洞口驾驶员视觉特性、减光设施的特点及减光效果进行研究,具有重要的意义。本文通过对隧道洞口驾驶员的视觉特性进行研究,分别论述各种洞口减光设施的特点,并以南京扬子江路隧道、富贵山隧道、双龙街立交隧道的检测数据为基础,计算减光设施对洞口亮度的影响,以及隧道内加强照明的亮度需求的降低程度,进一步分析得出采用减光设施对照明设施建设的投资影响以及可节约的照明养护成本等。     

“耗能大户”的救赎之道

<正>9月6日的全国公路隧道节能照明技术研讨会将隧道照明降耗强力推向人们的视野,多年来积累下来的难题也顺势喷薄而出。隧道照明能耗可以降低30%吗?动辄百万千万的电费能够压缩吗?照明节能技术瓶颈能够缓解吗?照明标准将如何与时俱进?隧道照明技术将何去何从?什么才是合理的照明方案呢?为什么隧道看起来很亮,检测结果却亮度不足?为什么设计速度与运营速度偏差较大?什么才是最费电的路段?装饰、路面类型、安装     

公路隧道入口减光构件设计研究

隧道入口内外光照强度差异大是隧道入口发生交通事故的主要原因。在隧道入口设置减光构件,可实现隧道入口内外照度差的合理过渡,确保行车安全。文章在对国内现有隧道洞口的减光构件进行调研的基础上,总结了减光构件的类型、横截面形式和适用范围。通过设计照度测试实验,研究了驾驶员在隧道入口视觉适应的照度变化率,并结合相关隧道内照明规范,提出了隧道入口减光构件长度计算方法。利用光环境分析软件Ecotect构建了减光构件模型,进行光环境仿真分析,结果表明,在外界环境照度为60 000 lux的条件下,驾驶员以100 km/h的速度进入隧道,隧道入口减光构件的长度至少为58 m。     

公路隧道LED灯无极调光控制技术

针对公路隧道LED灯无极调光在控制中受到洞内光线强度的影响,导致公路隧道LED灯无极调光的控制效果变差等问题,文章提出了公路隧道LED灯无极调光控制技术,按照公路隧道LED灯无极调光电压输出公式,将公路隧道内LED灯具的控制参数进行融合,并根据公路隧道路面的平均水平照度公式,利用转换系数,将公路隧道内路面的平均水平照度转换为公路隧道内路面的平均水平亮度,构建了公路隧道LED灯无极调光模型,结合公路隧道LED灯无极调光控制流程设计,实现了公路隧道LED灯无极调光的控制。实验结果表明,所提出的公路隧道LED灯无极调光控制技术不仅可以降低公路隧道LED灯的耗电量,还可以提高公路隧道的洞外亮度,从而提高了公路隧道LED灯无极调光的控制效果。     

隧道照明节能控制系统研究

综合考虑交通量、环境亮度、行车速度、地理环境等因素,基于隧道照明设计与控制的"全局优化"理念,采用"多模式、多等级、智能化、个性化"的控制策略,开发了能够根据公路隧道内外亮度、照度、车流量、车流特点等环境变换因素,自动进行反馈调整隧道内部照明的智能照明控制系统。估算比对同一隧道在使用节能智能控制系统前后年总能耗可知,与原有控制方案相比,节能智能控制系统综合节电30%。     

基于蚁群算法的隧道照明参数设计

隧道照明设计需考虑灯具间距、布置高度、布置形式、布置角度、灯具配光曲线等诸多因素,诸多参数的引入造成常规求解方法的困难,论文基于蚁群算法的基本原理,提出了基于蚁群算法的隧道照明参数设计方法,分析了相应的计算流程,并结合贵州凉风坳隧道,利用该算法计算了隧道照明参数配置,并与DIALux照明设计软件的设计进行了对比分析,得到相应结论并为合理选择隧道照明参数设计方法提供参考。     

公路隧道照明LED灯具选型及布设方法初探

文章依托具体工程实例,介绍了LED灯具的基本参数,阐述了LED灯具照明的计算条件和亮度要求,并探讨了公路隧道照明LED灯具的选型、布设方法及控制要点,通过工程现场测试,证明了LED灯具选型和布设的合理性。     

照明长度和亮度随车速变化的隧道照明智能控制系统研究

随着我国交通运输业日益发达,越来越多的公路隧道投入运营,其安全性和运营成本之间的矛盾也越来越受到关注,如何在保证隧道运营安全的前提下,尽可能的降低运营成本成为亟待解决的难题。本文从隧道照明安全节能的角度出发,提出一种根据车速改变加强照明区段长度的隧道照明控制系统,满足照明质量的同时进行隧道的"按需照明"。系统将车速信息分为50 km/h以下、50~70 km/h、70~90 km/h、90 km/h以上四个速度区段,每个速度区段设计不同的加强照明区段长度;通过电感式线圈检测进入隧道的车辆速度作为控制输入参数,控制相应区段进行照明。     

公路隧道照明照明灯具配置优选研究

高速公路隧道的营运环境越来越受到社会各界的关注,隧道照明系统对行车的安全性和舒适性有着重要的影响。本文基于大型照明分析软件对隧道照明灯具的安装高度和间距进行了精确的计算机仿真,给出了隧道内照明系统的最佳间距和最佳高度,为合理设计和配置隧道照明灯具提供参考。     

A new roadway lighting measurement system

Past studies have shown that the level of roadway lighting is an important factor for nighttime roadway safety. To evaluate roadway lighting systems and maintain their functionality, it is essential to perform field lighting measurements. Currently, field measurements of roadway lighting systems are often conducted by handheld light meters using a short sample section. The evaluation of an entire corridor or a longer section is difficult when using the traditional manual measurement methods. This paper addresses this difficulty by developing a new lighting measurement system that can be used to collect massive amounts of lighting level data in an efficient, safe, and effective manner. The system consists of a light meter, a distance measurement instrument (DMI), a computer, software, and an electronic converter circuit to connect the computer and other hardware. Software was developed for the communication link between the computer and the light meter, and to record both the distance and illuminance data. The system was calibrated and validated with the field data. The new system will not only reduce future data collection costs, but also improve safety for field data collection personnel. The system has been approved for use to collect illuminance data on Florida state roads greater than or equal to 250-miles in length.     

The effects of lighting on driver's injury severity at highway‐rail grade crossings

This study estimates the safety effect of illumination on accidents at highway‐rail grade crossings in the United States, using data from exhaustive data from Federal Railroad Administration database covering the period 2002–2011. Using mixed logit modeling approach, the study explores the determinants of driver injury severity at unlighted highway‐rail grade crossings compared with lighted highway‐rail grade crossings in the United States. Several key issues are explored including availability of relevant highway‐rail grade crossing accident inventory data; relevant data element structures; specification and estimation of models to estimate driver's injury severity with lighting and without lighting; and techniques to interpret model parameters. Overall, highway‐rail grade crossing lighting improves safety by reducing the probability of high‐level injury severity through improvements in driver's visibility compared with unlighted intersections. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Tradeoffs among free-flow speed, capacity, cost, and environmental footprint in highway design

This paper investigates differentiated design standards as a source of capacity additions that are more affordable and have smaller aesthetic and environmental impacts than modern expressways. We consider several tradeoffs, including narrow versus wide lanes and shoulders on an expressway of a given total width, and high-speed expressway versus lower-speed arterial. We quantify the situations in which off-peak traffic is sufficiently great to make it worthwhile to spend more on construction, or to give up some capacity, in order to provide very high off-peak speeds even if peak speeds are limited by congestion. We also consider the implications of differing accident rates. The results support expanding the range of highway designs that are considered when adding capacity to ameliorate urban road congestion.     

Willingness to pay for road curviness and road type

This paper develops a method to value two road design features: curviness and road type (2-lane, 4-lane without a median, and 4-lane with a wide grass median). These features are linked to the safety of the road environment, providing information on how much individuals are willing to pay to reduce exposure to risk in the driving environment when trading between mixtures of curviness and road type. A stated choice experiment was designed in which car and truck drivers undertaking regional and inter-urban trips out of six New Zealand cities evaluated alternative trip profiles in terms of travel times and costs in addition to curviness and road type, and chose one of the trip profiles as the most preferred.     

光导照明技术在城市道路隧道中的应用

介绍了光导照明技术在国内的发展、工程应用及技术要点。结合无锡太湖大道隧道工程,阐述了通过全尺寸模型实验,以实验数据指导设计方案,实现了光导照明技术首次在城市道路隧道中的应用。     

高速公路隧道照明PLC控制系统研究

文章通过研究高速公路隧道照明PLC控制系统的构成及控制方式,提出采用时间-亮度控制策略开发隧道照明监控系统,并通过在钦州至崇左高速公路中的应用实践,证明该系统能够满足隧道照明的要求,可在高速公路隧道项目中推广应用。