基于节能理念的公路隧道等效照明系统构建与评价研究

As a throat of transportation, the contradiction between operating safety and energy-saving of road tunnel lighting has become an urgent problem. Existing tunnel lighting design standards is mainly on luminous and luminous uniformity which base on the spectral luminous efficiency function of photopic vision and fail to consider the relationship of tunnel lighting-car-drivers. Therefore, it is necessary to introduce an evaluation index which can fully reflect the driver’s psychological and physiological state, and research road tunnel lighting and energy saving from the scope of equivalent visual environment and driver’s psychological and physiological state. From the pointcut that sidewall reflective material can improve tunnel lighting, the equivalent lighting mechanism and implementation path is analyzed and revealed. Secondly, the tunnel lighting evaluation device is developed based on visual performance theory, and the new evaluation index of tunnel lighting quality are proposed, and then the mathematical model which relate to physical evaluation index and the new evaluation index is established. Finally, new equivalent lighting system is built base on the new evaluation indexes. The research results has important scientific value which can provide new route for tunnel lighting and energy saving, and also a supplement and innovation of current tunnel lighting and safety driving standards.

公路隧道作为交通运输的咽喉，其长期运营照明中的节能与安全矛盾已成为急需解决的问题。现有隧道行车安全的照明标准主要基于明视觉亮度等物理评价指标，未能充分考虑车辆通过隧道时人-车-隧道这一有机动态光环境的实际情况。因此考虑能够充分反映驾驶员心理生理的照明质量评价指标，从视觉环境等效和心理生理等效角度来探讨和研究隧道节能照明问题具有重要意义。本项目首先以反光材料辅助隧道照明节能为切入点，分析等效照明机理与理论路径；其次，研发基于视觉功效理论的隧道照明质量评价实验平台，分析公路隧道照明参数与驾驶员视觉响应机理，建立隧道照明质量物理评价指标和新型评价指标关联的数学模型；最后构建基于新型照明质量评价指标的公路隧道等效照明节能系统。研究成果将为隧道节能照明提供新路径，也将对现有隧道行车安全照明质量评价指标的制定具有重要参考价值。

公路隧道作为交通运输的咽喉，其长期运营照明中的节能与安全矛盾已成为急需解决的问题。现有隧道行车安全的照明标准主要基于明视觉亮度等物理评价指标，未能充分考虑车辆通过隧道时人-车-隧道这一有机动态光环境的实际情况。因此考虑能够充分反映驾驶员心理生理的照明质量评价指标，从视觉环境等效和心理生理等效角度来探讨和研究隧道节能照明问题具有重要意义。本项目首先以反光材料辅助隧道照明节能为切入点，分析等效照明机理与理论路径；其次，研发基于视觉功效理论的隧道照明质量评价实验平台，分析公路隧道照明参数与驾驶员视觉响应机理，建立隧道照明质量物理评价指标和新型评价指标关联的数学模型；最后构建基于新型照明质量评价指标的公路隧道等效照明节能系统。.主要研究成果如下：.（1）从充分利用自然光、光源光色、灯具布设和侧壁辅助照明等4个角度探讨了实现等效节能照明的路径，构建了由多光源或光照环境组合后匹配形成等效的光环境系统，并基于反应时间和小目标可见度的视觉功效理论评价等效照明效果。.（2）结合隧道交通照明环境特点和视觉功效理论，研发了公路隧道照明环境室内仿真与评价实验平台。结合多样本实验，得到了光源类型、背景亮度、对比度、视标偏心角、侧壁材料等对小目标反应时间、可见度的影响规律。建立了隧道中间段照明环境物理亮度指标（如亮度、目标对比度等）与生物量指标（如小目标发现反应时间、可见度等）的关联数学模型。.（3）提出了公路隧道等效照明节能系统设计方案，包括①光源光色参数、布灯参数、侧壁涂装参数等相匹配的隧道内光环境等效布设方案；②考虑洞外的亮度信息、色温信息以及交通量信息、洞内侧壁反射信息以及隧道内空气污染信息的照明智能控制方案。.本项目研究成果为隧道节能照明提供新路径，同时也为现有隧道行车安全照明质量评价指标的制定具有重要参考价值。