基于视觉特性的高速公路隧道照明光源亮度与能耗分析

摘要

随着我国山区高速公路的快速建设和发展，隧道在整个道路工程中占的比例越来越大。为了保证行车安全，隧道照明和供配电基本设施不可或缺，但其营运、管理费用极高。通过对隧道较多的广东、福建、浙江、重庆等地隧道管理部门的调查表明，隧道照明费用已成为公路隧道营运中的一笔沉重负担。在保障安全行车的前提下，如何提高隧道的营运效率、降低能源消耗，成为隧道建设和营运单位迫切需要解决的问题。
　　隧道照明光源类型繁多，不同光源具有不同的特性，发光效率、亮度以及人眼在不同光照下的反应也随之不同。发光亮度和视觉反应时间都将影响驾驶过程中的行车安全性，而发光效率对光源能耗有直接影响。
　　通过对高速公路隧道照明光源特性的研究，不仅可以为驾驶员提供更为舒适、安全的驾驶环境，而且对降低运营成本，减少能耗具有重要意义。本文从公路隧道的照明质量指标，视觉效应和照明标准三个方面，通过对高压钠灯，低压钠灯，紧凑型荧光灯，金属卤化物灯，LED灯，无极灯等照明光源在隧道各段的对比实验研究，分析各种光源在隧道内使用的适用性。实验显示驾驶员反应时间与背景亮度、背景光谱、视标对比度、视标偏心角和光源类型有关。当照明光源选用LED灯时，驾驶员反应时间最短，同时LED灯的光效和发光亮度以及亮度均匀度都优于其他光源。最终通过分别选取长，特长，中，短4个隧道对实际运用LED灯照明的进行用电对比，发现LED灯与传统灯源相比，具有较大的节能优势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文的研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的研究路线和方法

1．3．1 论文的研究路线

1．3．2 论文的研究方法

1．4 论文的研究意义

第二章 照明设计参数分析

2．1 公路隧道视觉效应与照明标准

2．1．1 公路隧道内行车的视觉问题

2．1．2 公路隧道照明的相关标准

2．2 公路隧道照明质量指标

2．2．1 量化指标

2．2．2 非量化指标

2．3 传统公路隧道照明现状及问题

第三章 视觉特性反应研究分析

3．1 隧道照明条件下的视觉特性

3．1．1 视觉机理

3．1．2 视觉过程

3．1．3 司辰视觉

3．1．4 中间视觉

3．1．5 视觉偏移规律——浦尔金耶效应

3．2 视觉反应

3．2．1 反应时间

3．2．2 反应时间与交通事故的关系

3．2．3 周边视觉与相对运动的察觉

3．3 反应时间实验

3．3．1 实验方法

3．3．2 实验模拟

3．3．3 实验参数设置

3．3．4 实验装置

3．3．5 实验者的选取

3．3．6 实验结果分析

3．3．7 五种光源的光谱功率分布

第四章 照明光源亮度与光效研究分析

4．1 MH、LED、CFL和LVD对HPS的亮度对比系数分析

4．2 隧道照明节能试验

4．2．1 试验方法与试验结果

4．2．2 实验结果分析

4．3 照明光源的对比研究

4．3．1 照明光源类型及其特点

4．3．2 光源光谱特性对照明的影响

4．3．3 隧道光源的实验对比

4．3．4 LED隧道灯对比实验

4．3．5 无极荧光灯对比实验

4．4 奉溪高速公路照明方案对比

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果