短隧道照明系统研究

短隧道照明是目前公路隧道节能的突出问题之一。一般情况下,长度大于100 m的公路隧道设置了照明系统,但实际运营中会产生照明过亮或因为照明过亮而关灯2种不合理现象。根据短隧道照明运营情况,结合国外标准,提出短隧道的概念、分类、设施配置与计算方法,并给出短隧道的设计标准。     

山岭隧道洞口遮阳棚及其照明设置方法研究

隧道照明入口段的长度和亮度直接影响隧道的交通安全，但同时也是隧道照明系统的能耗大户，如何在保证运营安全并营造高速公路隧道良好的驾驶视觉环境的前提下节省能耗是目前隧道照明系统建设运营的重点研究方向。通过探讨与研究公路隧道进口处的减光设计，提出了一种结合智能调光技术的隧道遮阳棚设计，将遮阳棚作为隧道照明入口段，降低了隧道入口处加强照明的能耗。同时运用基于无线物联网技术的智能照明调光技术，解决了在雨雪或者遮阳棚表面附着污物的特殊环境下遮阳棚段路面亮度不足的问题。此外基于无线物联网技术的智能照明调光技术还为解决目前照明区段的分界处亮度突变以及有线调光信号会被湮灭的问题提供了方案。该隧道遮阳棚设计方案在满足隧道行车安全的设计要求下，可降低隧道照明入口段能耗，为今后公路隧道的节能减排提供参考。     

公路隧道运营典型风险辨识

为加强对公路隧道运营风险的辨识、改善和优化公路隧道运营安全，降低重大隧道事故对人员伤亡、隧道结构、设备和经济收益的损失，通过隧道事故调研和大数据技术，收集近些年在全国范围内发生的802起公路隧道事故，对公路隧道自身特性和隧道事故的时间、空间、类型、诱因等特征进行分析。研究结果表明： 1)外界因素对隧道事故影响较大，在高温和车流量较大的环境下，事故发生较多； 2)特长隧道和长隧道的事故数远高于短隧道和中隧道； 3)小型车是隧道内发生事故的主要车型，事故原因多是驾驶员违规驾驶，事故类型多为追尾事故； 4)火灾事故的诱因多为车辆自身故障，其中危化品泄露多为易燃液体泄露。     

浙东地区公路隧道调光参数影响因素实测分析与调光控制探讨

为掌握公路隧道调光参数的变化特征,更好地解决调光控制与隧道照明需求匹配的问题,采用改进的环境简图法结合环形线圈车检器同步获取浙东沿海丘陵地区6条公路隧道的长序列洞外亮度L20(S)和交通流数据。实测结果表明： 1）对浙东地区,公路隧道春、夏、秋、冬季的L20(S)峰值比例约为0.95∶1∶0.95∶0.85,晴天、云天、阴天、重阴天的L20(S)比例约为1∶0.6∶0.18∶0.11; 2）L20(S)是影响浙东地区公路隧道照明需求的主要因素,其对调光控制节能的贡献超过95%,交通流对隧道照明需求的影响较为有限; 3）隧道越短,调光控制所取得的节能效果越显著,短隧道采用无级调光,照明能耗可降低50%以上。     

太阳光光纤照明在短隧道中的应用方案研究

针对公路隧道照明能耗过高、孤零短隧道供电困难等问题,提出利用太阳光光纤照明技术进行短隧道照明的应用方案。根据我国《公路隧道照明设计细则》对短隧道照明设计的规定,建立短隧道照明需求与太阳光光纤照明系统规模之间的关系,并以具体短隧道为例,进行太阳光光纤照明系统的设计及节能效益分析,为太阳光光纤照明在短隧道中的应用提供指导意见。     

公路隧道照明系统能耗估算方法研究

公路隧道照明系统能耗巨大,但是缺少定量化的能效指标,为了给国民经济评价、财务评价、节能评价等提供较为客观、真实的基础数据,提出了一种公路隧道照明系统能耗估算方法。具体流程为:基于昼夜时间和交通量时段设定以及历史天气统计资料,计算各运营工况的工作时间,并结合各运营工况的灯具回路开启方案,估算出隧道照明系统年耗电量,最终获得电费、当量标准煤消耗量和温室气体排放量等指标。以云南省茂宗隧道为例,介绍了具体估算过程及结果。此估算方法以期为公路隧道建立能耗指标体系,为支撑节能评价工作提供借鉴。     

寒冷地区公路隧道节能照明设计

鉴于快速发展的公路隧道在设计及运营管理过程中暴露出的许多不足,如由于我国照明设计规范中的设计照明参数值较大,公路隧道照明耗电负荷大于90 k W/km,高耗电现象较多,故导致很多隧道运营时往往只使用设计照明负荷的1/2或1/3,甚至很多低等级公路隧道干脆不开照明灯,给隧道运营带来了安全隐患。文章就完善公路隧道节能照明设计展开分析,力求对公路隧道节能照明设计提供借鉴。     

基于安全与节能的公路隧道夜间照明研究

从行车安全与降低能耗两个角度出发,研究公路隧道夜间照明条件。采用实车实验分析道路亮度与障碍物识别距离、主观安全感知之间的关系,提出保证行车安全的最低路面亮度值,结果表明路面亮度大于0.5cd/m2能够满足驾驶人行车视觉需求,主观安全感知水平较高;针对现行规范及隧道照明设计中的不足,综合考虑夜间驾驶人在隧道洞口路段明(暗)适应的视觉需求及节能效果,提出隧道夜间照明优化方案,基于照明仿真软件比较分析优化方案与规范方案的照明效果及能耗情况,验证优化方案的安全性及经济性。     

高速公路隧道照明检测方法探讨

高速公路隧道照明系统是隧道机电系统的重要组成部分,《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999规定长度大于100m的隧道应设置照明。隧道照明系统是保证公路隧道行车安全的重要辅助系统,良好的照明系统可以改善交通条件,减轻驾驶员疲劳,提高行车舒适性,保证隧道行车安全。就高速公路隧道照明的检测及计算做简要介绍,为高速公路隧道照明的检测积累经验。     

自然光对公路短隧道照明环境的影响研究

随着高速公路不断向山区延伸,修建的短隧道越来越多,但国内对短隧道自然光环境指标的量化研究却较少,导致其照明系统设计标准不统一,存在过渡设计或者亮度不足的情况。建立短隧道自然光照明环境模型,分析自然光影响下不同长度短隧道内的照明环境,为短隧道照明规范编制和照明系统设计提供借鉴。     

隧道内路面坡度和车速对车辆烟雾排放量影响的研究

通过发动机台架和柴油车道路排放测试，研究公路隧道内路面坡度和车速对车辆烟雾排放的影响。结果表明，随着隧道内路面坡度的升高，车辆烟雾排放量增加；坡度每升高1度，烟雾排放量增加40％-125％；3％的路面坡度导致烟雾排放急剧上升225％-650％。在隧道内行车速度越高，烟雾排放量越大；车速提高10km/h烟雾排放量增加20％-25％；超过70km/h的车速将导致烟雾排放量的急剧升高。研究结果为公路隧道设计和隧道内行车速度调控提供重要的基础数据。     

基于亮度优化的绿色隧道照明模糊PID控制算法

为解决隧道内部照明过度造成的能源浪费问题，设计了一种基于亮度折减系数K优化的隧道照明模糊PID控制算法。首先，利用Matlab软件对《公路隧道照明细则》中提出的亮度折减系数K采用线性拟合法进行优化计算，分别得到大车流量和小车流量基于实时车速的K值；接着，利用线性内插取值法计算实时车流量下K的优化取值，得到隧道内部各段实时车流量和车速下的按需照明亮度值；然后，将按需照明亮度偏差值及偏差值变化率作为输入变量，设计自适应模糊PID控制器对灯具进行调光控制，以实现隧道按需照明节能控制模式；最后，通过模拟仿真试验和现场试验证明： 基于亮度折减系数K优化后的隧道内部照明在满足照明需求的情况下，相较于传统的基于细则设定照明亮度值的控制模式，可使隧道照明耗电量降低约21.2%。     

特长公路隧道造价长度系数研究

随着公路隧道长度的不断增加,经常会发生问题,特长公路隧道造价长度系数值得深入研究,以秦岭终南山特长公路隧道为工程依托,首次系统研究了洞身开挖、出渣、照明、通风、管线路等项目的造价长度系数,提出了特长隧道造价长度系数的使用建议,为公路隧道造价编制与管理提供参考依据。     

“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略

在世界低碳经济发展和我国节能减排战略背景下,照明节能是当前关注的焦点问题之一。公路隧道照明系统全天运行,是公路隧道最大的能耗系统之一,随着我国公路隧道数量不断增加、长大公路隧道及隧道群不断出现,公路隧道节能与安全之间的矛盾日益凸显。首先分析目前我国公路隧道运营照明存在的突出问题;在此基础上提出公路隧道照明节能的15项重要措施,工程实践表明可实现公路隧道照明综合节能20%以上的总体目标,具有较好的生态效益、经济效益和社会效益;最后对公路隧道照明节能技术应用进行了归纳总结。     

隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度研究

为解决驾驶员在隧道中间段因驾驶疲劳带来的行车安全问题，对隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度进行研究。首先，建立疲劳唤醒段的刺激量与其产生疲劳唤醒后对驾驶员的唤醒程度以及唤醒维持时间的相互关系； 然后，进行蓝、紫、青3种色彩，3种亮度及5种刺激持续时间共45种不同刺激量组合下疲劳唤醒段的静态唤醒试验，研究隧道疲劳唤醒段不同刺激量对被试驾驶员唤醒程度的影响规律，建立刺激量与唤醒程度的相关关系模型，得到疲劳唤醒段刺激量应不低于8.84 cd·s/m2； 最后，分析不同刺激量的疲劳唤醒段对驾驶员唤醒的维持时间，建立不同运行速度条件下疲劳唤醒段刺激量与唤醒维持时间的相关关系模型，根据不同运行速度下隧道疲劳唤醒段侧壁可设置的最高亮度，得到不同运行速度下隧道疲劳唤醒段应设置的长度。当设计速度为60、80、100 km/h时，第x（x∈［1, N-1］）处疲劳唤醒段的设置长度分别为160、200、220 m，第N处疲劳唤醒段的设置长度应保证剩余路段驾驶员的正常驾驶，且不低于65、80、90 m。     

安全运营条件下长大公路隧道节能指标研究

为解决我国长大公路隧道运营的能耗问题,通过理论分析,采用照明设计软件Dialux,对运营安全条件下长大公路隧道节能指标问题进行了系统研究,提出了长大公路隧道运营安全评价指标选取原则,确定了烟雾浓度K、路面纵向均匀度、路面均匀度、路面平均亮度作为隧道运营安全评价控制指标;提出了照明、通风、照明节能评价指标、通风机通风节能评价指标、照明节能评价指标以及隧道照明、通风联动节能指标。研究结果表明,采用空气通透率作为安全运营条件下长大隧道通风、照明智能联动的节能指标可行。     

基于仿真模拟的公路隧道照明设计优化

我国公路隧道建设里程飞速增长，隧道内照明环境因灯具布设参数不合理，内饰环境单一所带来的安全与能耗问题日益凸显。根据照明灯具布设参数优化流程，以浙江省铜关隧道为例，利用照明仿真软件对灯具纵向间隔、安装高度、横向间隔、安装夹角以及灯具布置形式进行了系统地优化与选用说明，得到了最佳的灯具布置形式与布设参数，充分发挥灯具最大光效，避免了光照环境的设计冗余；并在此基础上提出了7种新的隧道内饰组合方案，为隧道照明环境设计优化提供了借鉴与参考。     

鹧鸪山隧道监控设施设计思想

鹧鸪山隧道位于海拔高度超过４０００m的四川省阿坝藏族自治州，全长４４２４m,单洞双向行车。本隧道为高寒地区长大公路隧道。隧道内监控设施系统初期设计有：中心控制子系统；交通检测与控制子系统；环境检测与通风控制子系统；照明控制子系统；火灾检测子系统等。     

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求，以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据，基于驾驶员驾驶工作负荷理论，从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度，分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段（公路－Ⅱ级）设计实车试验进行定量研究。1）运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据，发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系： 平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小，海拔高度3 200～3 300 m驾驶工作负荷度居中，海拔高度4 300～4 400 m驾驶工作负荷度最大。2）通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正，得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3）提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数，海拔高度3 200～3 300 m时为1.2，海拔高度4 300～4 400 m时为1.8。4）得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。     

公路隧道照明节能系统论

目前我国公路隧道照明能耗严重,其主要原因在于照明系统设计过度、照明控制方式落后、照明节能理念有误、照明节能措施单一。以建设"资源节约型、环境友好型"公路隧道为出发点,从宏观层面分析公路隧道照明节能的五大环节,并从系统工程角度提出贯穿公路隧道照明节能各个环节的三大措施:技术性、结构性、管理性节能。工程实践表明,公路隧道运营照明节能20%以上的目标是完全能够实现的,可产生显著的经济、生态和社会效益。