高速公路隧道照明研究

馬東強(qiáng)

（陽(yáng)黎高速公路建設(shè)管理處，山西 太原030006）

山西境內(nèi)多山，山西高速多隧。山西東有太行、西有呂梁、南有中條、北有恒山、中有太岳，山地、丘陵占總面積的80%以上，“出行難”、“運(yùn)輸難”曾一度制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。近年來(lái)，山西省大力發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施，已建成運(yùn)營(yíng)高速公路達(dá)5 000多公里，其中隧道長(zhǎng)度400多公里，隧道長(zhǎng)度占高速公路總長(zhǎng)度的8%左右，個(gè)別路段甚至達(dá)到50%以上。隧道是一個(gè)相對(duì)封閉的空間，光線較暗，一旦發(fā)生交通事故，容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，不利于逃生、不利于救援。尤其是2014年山西晉濟(jì)高速公路巖后隧道“3·1”特別重大道路交通?；啡急鹿屎螅咚俟匪淼赖倪\(yùn)營(yíng)安全顯得愈為重要。

隧道照明直接關(guān)系到高速公路的運(yùn)營(yíng)安全，加之隧道照明電費(fèi)在高速公路運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)費(fèi)中占到一定比例，且絕對(duì)值較大。因此研究高速公路隧道照明方案，根據(jù)不同工況提供科學(xué)合理的高速公路隧道照明至關(guān)重要。

為保障駛?cè)敫咚俟匪淼儡囕v駕駛員的視覺需求，確保行車安全，高速公路隧道需要適宜的照明亮度。高速公路上行駛的車輛速度都比較快，駕駛員接近及通過(guò)隧道時(shí)，白天由于洞內(nèi)外亮度差別極大，容易引起“黑洞效應(yīng)”和“視覺適應(yīng)遲滯”現(xiàn)象，需要在隧道入口段、過(guò)渡段、出口段進(jìn)行加強(qiáng)照明；夜間若仍開啟這些照明，不但耗能嚴(yán)重，而且駕駛員在進(jìn)入隧道時(shí)會(huì)引起強(qiáng)烈眩光，駛離時(shí)也會(huì)產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，存在較大安全隱患。也就是說(shuō)，隧道照明并非在任何情況下都是越亮越好。

曾幾何時(shí)，部分高速公路運(yùn)營(yíng)單位為了降低能耗、減少支出，盡可能減少隧道照明設(shè)施的開啟，給通行隧道的駕駛?cè)藛T帶來(lái)了很大不便，增加了安全隱患；隨著人們安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)和駕駛員維權(quán)意識(shí)的提高，有的高速公路運(yùn)營(yíng)單位又不分情況全部開啟隧道照明設(shè)施，這樣做的結(jié)果必然會(huì)造成能耗增加，還會(huì)引起安全隱患。

隧道照明方案的科學(xué)與否直接影響著隧道的運(yùn)營(yíng)安全和節(jié)能降耗。本文根據(jù)山西省陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道照明設(shè)計(jì)和新修訂的《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》，結(jié)合高速公路隧道運(yùn)營(yíng)照明控制實(shí)踐，研究和提出了高速公路隧道運(yùn)營(yíng)照明控制方案，以期對(duì)高速公路隧道運(yùn)營(yíng)管理有借鑒之用。

1 陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)說(shuō)明

陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路是山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃東縱的重要組成部分，路線全長(zhǎng)91 km，縱貫太行山脈，隧道12.33 km/7座，其中蒙山特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)5.655 km。隧道照明按照原《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 026.1—1999），采用隧道洞外亮度L20（S）4 000 cd/m2（ 蒙 山 隧 道 削 竹 式 洞 門L20（S）3 500 cd/m2）、設(shè)計(jì)速度 Vt=80 km/h、雙車道單向標(biāo)準(zhǔn)小客車交通量N≥2 000輛/h進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.1 隧道照明段落長(zhǎng)度和路面亮度設(shè)計(jì)值（見表1）

隧道照明段落分為隧道內(nèi)照明段落和洞外引道照明段落。隧道內(nèi)照明段落又分為基本段和加強(qiáng)段，基本段指中間段，加強(qiáng)段包括入口段、過(guò)渡段、出口段，加強(qiáng)段照明是在基本段照明的基礎(chǔ)上增設(shè)了陰、晴天加強(qiáng)照明。

表1 隧道照明段落長(zhǎng)度和路面亮度設(shè)計(jì)值cd/m2

1.2 隧道照明系統(tǒng)設(shè)置

隧道內(nèi)照明段落采用高壓鈉燈照明，燈具在隧道洞頂兩側(cè)交錯(cuò)布置。

a）入口段的燈具間距為1.2 m，燈具功率為150 W+400 W，兩盞150 W燈具中間設(shè)置9盞400 W燈具，5盞晴天加強(qiáng)與4盞陰天加強(qiáng)間隔設(shè)置。

b）過(guò)渡段1的燈具間距為3 m，燈具功率為150 W+400 W，兩盞150 W燈中間設(shè)置3盞400 W燈具，2盞晴天加強(qiáng)與1盞陰天加強(qiáng)間隔設(shè)置。

c）過(guò)渡段 2燈具間距為 6 m，燈具功率為150 W+250 W，兩盞150 W燈具中間設(shè)置1盞250 W陰天加強(qiáng)燈具。

d）中間段燈具間距為12 m，燈具功率為150 W。

e）出口段燈具間距為3 m，燈具功率為150 W，兩盞150 W燈具中間設(shè)置3盞150 W陰天加強(qiáng)燈具。

其中，基本照明設(shè)置了可以分別控制的4組燈具，每側(cè)2組；在行車方向洞頂右方的1組基本照明兼做應(yīng)急照明。應(yīng)急照明設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)程不可操控，并為電源故障情況下提供不間斷應(yīng)急照明。

另外，隧道內(nèi)車行橫通道和人行橫通道照明采用防爆熒光燈，燈具功率分別為2×58 W和2×36 W；設(shè)置在洞頂中線位置，燈間距分別為6 m和5 m。洞內(nèi)緊急停車帶照明采用熒光燈，燈具功率為2×40 W，燈具間距為6 m，一處緊急停車帶設(shè)置6組照明燈具。

洞外引道照明采用10 m高桿高壓鈉燈照明，在行車方向右側(cè)布置，燈具功率為250 W，燈間距自洞口往外分為 5 m、10 m、15 m、25 m、35 m、45 m，一個(gè)隧道洞口一般設(shè)置有6根高桿照明燈。

1.3 隧道照明功率和用電費(fèi)用

陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路全線隧道照明共設(shè)置有各種燈具7 645盞，總功率數(shù)1 786 kW。如果在日常運(yùn)營(yíng)中隧道照明燈具全部開啟，按現(xiàn)行電價(jià)0.67元/度計(jì)，則陽(yáng)左高速隧道照明用電費(fèi)約2.9萬(wàn)元 /日、1 059萬(wàn)元 /年、86萬(wàn)元 /年·km，若按此測(cè)算，全省高速公路隧道照明用電費(fèi)約3.4億元/年。

2 隧道照明技術(shù)依據(jù)

一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度大于200 m的高速公路隧道都設(shè)有照明系統(tǒng)。隧道照明系統(tǒng)通常按照隧道洞外亮度較大預(yù)估值、遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)年限（20年）高峰小時(shí)交通量、設(shè)計(jì)速度、隧道的長(zhǎng)度和所處曲線以及不利工況等進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)規(guī)范或細(xì)則規(guī)定。現(xiàn)行《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-01—2014）規(guī)定：公路隧道照明設(shè)計(jì)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，一次設(shè)計(jì)；隧道照明系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)測(cè)交通量變化分期實(shí)施，以此減少初期投資，提高投資效益。

隧道照明運(yùn)營(yíng)工作的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范要求。但現(xiàn)行《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTG H10—2009和《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTG H12—2015中僅做出了“隧道內(nèi)照明（路面）亮度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求”的規(guī)定，沒有再做具體要求。也就是說(shuō)，隧道照明運(yùn)營(yíng)工作的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也是“設(shè)計(jì)要求”。

但畢竟高速公路隧道照明運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)不同，設(shè)計(jì)要考慮周全，運(yùn)營(yíng)要結(jié)合實(shí)際。隧道照明系統(tǒng)“設(shè)計(jì)”通常是統(tǒng)一設(shè)計(jì)，一次實(shí)施，設(shè)計(jì)中又沒有針對(duì)不同的交通量、車輛速度等提出明確的亮度要求，更沒有操作指南，給隧道照明管理帶來(lái)一定難度。由于公路橋隧工程專業(yè)人員較多，機(jī)電工程專業(yè)人員缺少，加之隧道照明養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范規(guī)定不明確，實(shí)際與設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步匹配等，致使部分管理人員長(zhǎng)期對(duì)隧道照明設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)概念模糊，客觀上容易造成隧道照明運(yùn)營(yíng)與設(shè)計(jì)脫節(jié)，要么少開啟燈具、節(jié)約經(jīng)費(fèi)，要么多開啟燈具、造成浪費(fèi)，引起安全隱患，從而使得隧道照明成為高速公路運(yùn)營(yíng)的短板。所以根據(jù)隧道洞外亮度、車流量、車輛行駛速度和不同工況，按照現(xiàn)行《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，遵循結(jié)合實(shí)際、經(jīng)濟(jì)安全、便于操作的原則，制訂科學(xué)合理的隧道照明控制方案非常重要。

3 陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道運(yùn)營(yíng)照明亮度把控標(biāo)準(zhǔn)

隧道照明運(yùn)營(yíng)要求路面亮度滿足“設(shè)計(jì)”，此“設(shè)計(jì)”應(yīng)是根據(jù)洞外亮度變化、交通量變化、不同工況和現(xiàn)行設(shè)計(jì)細(xì)則規(guī)定，對(duì)隧道照明進(jìn)行符合實(shí)際的“后期設(shè)計(jì)”，即適宜的調(diào)光控制指標(biāo)。

3.1 隧道洞外亮度確定

洞外亮度L20（S）是指在接近隧道1個(gè)停車視距處，距地面1.5 m高正對(duì)洞口方向20°視場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的平均亮度，它隨洞外光線（不同緯度、季度、氣象和每天不同時(shí)間段等）而變化，并與隧道洞口邊仰坡高度、洞口坡面綠化、洞門形式、裝飾和洞外路面等有關(guān)，是一個(gè)不斷變化的數(shù)值。其測(cè)試方法通常有環(huán)境簡(jiǎn)圖法、黑度法和數(shù)碼相機(jī)法。

洞外亮度大小，直接決定著隧道加強(qiáng)段照明規(guī)模。由于洞外亮度值只有在隧道工程完工后才能實(shí)測(cè)獲得，且每天不同時(shí)段都在變化，所以在設(shè)計(jì)階段，洞外亮度取值需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)估。設(shè)計(jì)細(xì)則指出，山嶺公路隧道洞外亮度實(shí)測(cè)值普遍在2 300～3 300 cd/m2之間，削竹式洞門隧道洞外亮度通常在2 500 cd/m2左右，端墻式洞門隧道洞外亮度通常在3 000 cd/m2左右。陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道洞外亮度設(shè)計(jì)值采用4 000 cd/m2（3 500 cd/m2），大于設(shè)計(jì)細(xì)則中山嶺公路隧道洞外亮度實(shí)測(cè)值1 000 cd/m2。設(shè)計(jì)細(xì)則也指出，隧道白天加強(qiáng)段照明調(diào)光方案設(shè)計(jì)可根據(jù)夏季晴天、夏季云天、夏季陰天和其他季節(jié)晴天、云天、陰天以及重陰天，考慮交通量變化，按照4檔12級(jí)組合進(jìn)行，4檔洞外亮度L20（S）取值分別為：L20（S）、0.5L20（S）、0.25L20（S）、0.13L20（S）。

隧道洞口尤其是入口加強(qiáng)段照明是整個(gè)隧道照明系統(tǒng)中最重要的部分。一般情況下，白天由于隧道洞口內(nèi)外亮度差別大，途經(jīng)車輛駕駛?cè)藛T容易引起視覺不適應(yīng)，進(jìn)而使得該段落成為車輛追尾交通事故多發(fā)路段，隧道洞口加強(qiáng)段照明就是要消除此類安全隱患。理想的隧道洞口照明應(yīng)該是一個(gè)隨著洞外亮度變化而變化的動(dòng)態(tài)控制過(guò)程，但實(shí)際并沒有具體的調(diào)光方案設(shè)計(jì)和操作要求，加之燈具在一天之內(nèi)頻繁開啟、關(guān)閉也不現(xiàn)實(shí)，為保守起見，在實(shí)際操作中可以采用隧道洞外亮度L20（S）設(shè)計(jì)值4 000 cd/m2作為控制指標(biāo)來(lái)確定洞口加強(qiáng)段照明路面亮度。

3.2 交通量和速度的確定

3.2.1 交通量

交通量是隧道照明設(shè)計(jì)中的重要影響因素。陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道照明設(shè)計(jì)采用的遠(yuǎn)期交通量標(biāo)準(zhǔn)為N≥2 000輛/h（現(xiàn)行設(shè)計(jì)細(xì)則中為遠(yuǎn)景混合車型高峰小時(shí)交通量N≥1 200 veh/h），實(shí)際交通量如何，我們進(jìn)行了測(cè)定（見圖1）。

圖1 陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路交通量日均數(shù)據(jù)曲線圖

從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出，某月通過(guò)隧道的日均混合車型交通量為1 278輛/日。

圖2 最大交通量日小時(shí)交通量數(shù)據(jù)曲線圖

曲線圖（見圖2）顯示，每日交通量大致情況是：半夜凌晨最低，后逐步升上，至中午11點(diǎn)左右達(dá)到高峰，隨后小幅下降，午后又再次回升，至3點(diǎn)左右達(dá)到第二輪小高峰，其后開始下降。實(shí)測(cè)高峰小時(shí)交通量為120輛/h，大幅低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

隧道運(yùn)營(yíng)照明控制的交通量依據(jù)應(yīng)為實(shí)時(shí)混合車型高峰小時(shí)交通量。在實(shí)踐中我們采用350 veh/h設(shè)計(jì)混合車型高峰小時(shí)交通量最低檔控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 速度

根據(jù)現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，“速度”分為設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行速度和限制速度。設(shè)計(jì)速度是確定公路設(shè)計(jì)指標(biāo)并使其相互協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)速度，對(duì)一段路而言是固定值，陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路的設(shè)計(jì)速度Vt為80 km/h；運(yùn)行速度是指在自由流狀態(tài)下，中等技術(shù)水平駕駛?cè)藛T能夠保持的車輛安全行駛速度，通常采用測(cè)定速度分布曲線上對(duì)應(yīng)于85%分位值的速度，是一個(gè)相對(duì)實(shí)際值；限制速度是對(duì)車輛允許行駛速度的限值，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行速度等并區(qū)別車型等綜合論證確定，陽(yáng)左高速公路在交通限速標(biāo)志設(shè)置時(shí)采用設(shè)計(jì)速度80 km/h作為限制速度，《標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出目前我國(guó)的這種做法不合理，影響了公路的運(yùn)行效率，在社會(huì)上造成了一定的負(fù)面影響。

隧道照明設(shè)計(jì)依據(jù)的車輛行駛速度可以按照設(shè)計(jì)速度，但是隧道運(yùn)營(yíng)照明控制依據(jù)運(yùn)行速度似乎更為科學(xué)。

圖3 車輛行駛?cè)站俣葦?shù)據(jù)曲線圖

圖4 最大交通量日車輛行駛時(shí)均速度數(shù)據(jù)曲線圖

圖3和圖4中數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)隧道車輛行駛速度最大值為107.5 km/h，最小值為92.64 km/h，測(cè)算出平均值為100.9 km/h，運(yùn)行速度為103 km/h?？梢钥闯?，在目前通過(guò)隧道車輛行駛處于自由流狀態(tài)下，其行駛平均速度凌晨、上午低，其他時(shí)段高，但都高于設(shè)計(jì)值80 km/h。

現(xiàn)階段隧道運(yùn)營(yíng)照明控制，交通量采用小于等于350 veh/h、車輛行駛速度采用100 km/h較為科學(xué)。據(jù)此，按照設(shè)計(jì)細(xì)則規(guī)定，隧道照明入口段亮度折減系數(shù)k相應(yīng)為0.035。

3.3 亮度照度換算

隧道照明控制指標(biāo)為路面亮度及其均勻度（均勻度僅在中間照明段要求），它主要是考慮了駕駛員的主觀感受。但在設(shè)計(jì)時(shí)，路面亮度計(jì)算比較復(fù)雜，照度計(jì)算和照度設(shè)計(jì)比較方便。利用平均照度換算系數(shù)，將所需亮度轉(zhuǎn)化為所需照度，從照度出發(fā)，可以方便推導(dǎo)出所需光通量，進(jìn)而計(jì)算出所需的燈具數(shù)量和燈具間距。

照度是指物體被照亮的程度，采用單位面積所接受的光通量來(lái)表示，單位是lx；亮度是指（被照物體）單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，它是人對(duì)光的強(qiáng)度的主觀感受，單位是cd/m2，即每平方公尺分之燭光。換句話說(shuō)，光源照在物體上強(qiáng)弱用照度表示，物體反射光到人眼里強(qiáng)弱用亮度表示；同光源同距離照在不同物體上，照度相同，亮度不同。

隧道運(yùn)營(yíng)照明的照度值通常容易檢測(cè)，再根據(jù)平均照度換算系數(shù)即反射率，可計(jì)算出路面亮度：照度×反射率=亮度。

陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路路面鋪裝除蒙山隧道中間段路面和隧道橫向通道路面為水泥混凝土路面外，其余路面皆為瀝青混凝土黑色路面。平均亮度與平均照度換算系數(shù)采用設(shè)計(jì)細(xì)則中規(guī)定的數(shù)值：黑色瀝青路面15 lx/（cd/m2），水泥混凝土路面10 lx/（cd/m2）。

3.4 隧道照明控制指標(biāo)

按照設(shè)計(jì)細(xì)則，根據(jù)陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路現(xiàn)階段交通量、實(shí)際車輛運(yùn)行速度和加強(qiáng)段路面為瀝青混凝土路面的特性，隧道洞外亮度值采用4 000 cd/m2,隧道入口段亮度為洞外亮度的0.035，過(guò)渡段1的亮度為入口段亮度的0.15，過(guò)渡段2的亮度為入口段亮度的0.05。

3.4.1 隧道白天入口段加強(qiáng)照明控制指標(biāo)（見表2）

表2 隧道白天入口段加強(qiáng)照明控制指標(biāo)cd/m2

3.4.2 隧道其他照明段落路面平均亮度控制指標(biāo)（見表3）

表3 隧道其他照明段落路面平均亮度控制指標(biāo)

4 隧道照明控制方案

4.1 隧道白天照明控制方案

我們?cè)陉?yáng)泉至左權(quán)高速公路運(yùn)營(yíng)中，用照度計(jì)對(duì)蒙山特長(zhǎng)隧道內(nèi)外照明各段落、各組合燈具開啟下的照度進(jìn)行了實(shí)地檢測(cè)（圖5～圖9畫出了部分?jǐn)?shù)據(jù)曲線）。檢測(cè)點(diǎn)布置：相鄰兩個(gè)燈具間縱向間距1 m，橫向沿隧道路面橫斷面平均布設(shè)5個(gè)點(diǎn)。照度計(jì)水平放置在路面檢測(cè)點(diǎn)上，盡量避免遮擋測(cè)量鏡面，讀取穩(wěn)定的數(shù)據(jù)作為實(shí)測(cè)照度值。實(shí)測(cè)照度平均值即為該區(qū)域內(nèi)照度評(píng)價(jià)值，再換算為亮度評(píng)價(jià)值。

4.1.1 隧道入口加強(qiáng)段照度檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

圖5 入口段應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

a）圖5數(shù)據(jù)顯示，入口段應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)實(shí)測(cè)照度平均值 4 417.48 lx，大于照度控制值2 100 lx，滿足“設(shè)計(jì)要求”。

圖6 過(guò)渡段1應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)照明檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

b）過(guò)渡段1應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)實(shí)測(cè)照度平均值402.35 lx，大于照度控制值315 lx，滿足“設(shè)計(jì)要求”。

圖7 過(guò)渡段2應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)照明檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

c）過(guò)渡段2應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)實(shí)測(cè)照度平均值126.10 lx，大于照度控制值105 lx，滿足“設(shè)計(jì)要求”。

4.1.2 隧道基本段照度檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

圖8 中間段應(yīng)急照明+同側(cè)基本照明檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

圖9 中間段應(yīng)急照明+對(duì)側(cè)1組基本照明檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖

數(shù)據(jù)顯示，中間段應(yīng)急照明+1組基本照明實(shí)測(cè)照度平均值35.73 lx，大于照度控制值30 lx，滿足“設(shè)計(jì)要求”。

另外，出口段應(yīng)急照明+陰天加強(qiáng)實(shí)測(cè)照度平均值284 lx，大于照度控制值225 lx，滿足“設(shè)計(jì)要求”。

隧道洞口加強(qiáng)段照明設(shè)計(jì)了基本照明+陰天加強(qiáng)或晴天加強(qiáng)，只開啟基本照明顯然不行，開啟基本照明+陰天加強(qiáng)已然滿足設(shè)計(jì)細(xì)則中洞外亮度采用設(shè)計(jì)值情況下計(jì)算出的路面亮度要求，沒有必要再開啟晴天加強(qiáng)。隧道中間段照明設(shè)計(jì)了1組應(yīng)急照明+3組基本照明，應(yīng)急照明只在特殊工況下可單獨(dú)使用，開啟應(yīng)急照明+1組基本照明，其效果即達(dá)到了現(xiàn)階段亮度控制指標(biāo)要求，無(wú)需再開啟其他幾組基本照明。故現(xiàn)階段照明控制的不二方案就是：加強(qiáng)段為基本照明+陰天加強(qiáng)，中間段為應(yīng)急照明+1組基本照明。

問(wèn)卷調(diào)查抽樣方法 采用多階段隨機(jī)抽樣的方法，在舉行過(guò)“校園行”活動(dòng)的38所高校中，整群隨機(jī)抽取8所高校，在抽中的每所高校中，按照大一、大二、大三、大四(包括大五)的年級(jí)劃分，每年級(jí)整群抽取1個(gè)班級(jí)，每所學(xué)校共4個(gè)班級(jí)的學(xué)生作為研究對(duì)象。

4.2 其他工況下隧道照明控制方案

a）按照設(shè)計(jì)細(xì)則規(guī)定，為避免照明過(guò)度，隧道夜間照明應(yīng)關(guān)閉隧道入口段、過(guò)渡段和出口段的加強(qiáng)照明燈具，只開啟應(yīng)急照明燈具。

b）隧道洞外引道照明只在黃昏、黎明和夜間開啟燈具。

c）隧道橫通一般處于關(guān)閉狀態(tài)，只在特殊情況下開啟，相應(yīng)照明燈具自動(dòng)感應(yīng)或用開關(guān)開啟。

d）特殊節(jié)假日、交通高峰期，隧道內(nèi)照明可適當(dāng)提高等級(jí)。

e）隧道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)地點(diǎn)前后的照明燈具應(yīng)開啟到最大程度。

f）隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、火災(zāi)或進(jìn)行交通管制時(shí)，隧道內(nèi)所有照明燈具宜開啟到最大程度。

5 關(guān)于隧道照明的其他問(wèn)題

5.1 閃爍頻率和亮度均勻度

人的視覺從一種亮度區(qū)域移到另一種亮度區(qū)域，需要一定的適應(yīng)時(shí)間，且在適應(yīng)過(guò)程中視力會(huì)降低，如果經(jīng)常交替適應(yīng)明暗變化帶來(lái)的閃爍效應(yīng)，就會(huì)使人的視力發(fā)生困難而導(dǎo)致視覺疲勞。所以設(shè)計(jì)細(xì)則提出了隧道照明閃爍頻率的概念和路面亮度均勻度要求。

閃爍頻率為設(shè)計(jì)速度與燈間距之比Vt/s，當(dāng)閃爍頻率在4～11 Hz之間時(shí)，駕駛員就會(huì)感到極度不舒適。當(dāng)隧道內(nèi)按照設(shè)計(jì)速度行車時(shí)間超過(guò)20 s時(shí)，照明燈具布置間距應(yīng)滿足閃爍頻率低于2.5 Hz或高于15 Hz。

陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路隧道中間段照明應(yīng)急燈間距24 m，如果僅開啟應(yīng)急照明，則閃爍頻率為：100/24=4.17 Hz；如果開啟應(yīng)急照明+同側(cè)1組基本照明，則閃爍頻率為：100/12=8.33 Hz。兩種情況下閃爍頻率都不滿足要求。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，中間段照明在只開啟應(yīng)急照明+1組基本照明情況下，路面亮度總均勻度為0.36、路面中線亮度縱向均勻度為0.26，略顯不足。但實(shí)際情況是，車輛通過(guò)隧道時(shí)一般都按照要求開啟大燈，由于隧道本身斷面不大，如果按照設(shè)計(jì)細(xì)則要求在隧道兩側(cè)2 m高范圍內(nèi)鋪設(shè)了反射率高的材料，路面亮度總均勻度實(shí)測(cè)值變?yōu)?.72、路面中線亮度縱向均勻度實(shí)測(cè)值變?yōu)?.52，均勻度明顯提高，達(dá)到了規(guī)定要求。

5.2 燈具布置形式

隧道照明燈具的布置形式影響照明系統(tǒng)的效率，一般來(lái)說(shuō)中線布置、中線側(cè)偏布置比兩側(cè)布置照明效率高，兩側(cè)交錯(cuò)布置比兩側(cè)對(duì)稱布置照明效率高。陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路基本照明就采用了兩側(cè)交錯(cuò)設(shè)置可分別控制的4組燈具，在行車方向洞頂右方為1組、3組，左方為2組、4組。如果4組照明燈具全部開啟，則燈間距為6 m，相應(yīng)閃爍頻率為：100/6=16.7 Hz，滿足要求，路面亮度均勻度也好；如果只開啟同側(cè)兩組燈具，則燈間距為12 m，相對(duì)路面亮度均勻度也較好；如果兩側(cè)各開啟1組燈具的情況下，則燈間距變?yōu)? m、18 m交替，相應(yīng)路面亮度均勻度就有所下降。所以設(shè)計(jì)燈具布置形式除要考慮全部開啟的理論照明高效率外，也應(yīng)適當(dāng)兼顧部分燈具開啟情況下的高效率。

5.3 視覺反應(yīng)

長(zhǎng)度小于等于300 m的直線隧道可不設(shè)出口段加強(qiáng)照明，長(zhǎng)度300 m＜L≤500 m的直線隧道可只設(shè)30 m出口段加強(qiáng)照明，其照明亮度指標(biāo)要求為相應(yīng)中間段亮度的3～5倍。主要是考慮到視覺從低亮度向高亮度適應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間通常較短，并非出口照明不受洞外亮度變化影響。特長(zhǎng)隧道中間第二照明段（30 s行車距離后的中間照明段）的照明亮度取值可以適當(dāng)降低，主要是考慮到駕駛員視覺的適應(yīng)性。

設(shè)計(jì)細(xì)則中指出的“隧道間距如果小于15 s的行駛距離，且車輛通過(guò)前一座隧道的行駛時(shí)間大于30 s，則后續(xù)隧道入口段的亮度應(yīng)進(jìn)行適度折減”中“15 s的行駛距離”值得商榷。若車輛行駛速度為80～100 km/h，則15 s的行駛距離為333～416 m，時(shí)間和距離偏長(zhǎng)，光線“從暗到亮再到暗”，人的視覺反而不易適應(yīng)。

5.4 隧道洞口減光

隧道洞外亮度對(duì)隧道加強(qiáng)照明規(guī)模影響極大，所以對(duì)隧道接近段采用洞外減光措施，最大限度降低隧道洞外亮度，就可以有效降低隧道照明能耗。隧道洞外減光措施有：隧道洞門形式簡(jiǎn)化，洞門裝飾材料反射率小；隧道洞口邊仰坡進(jìn)行綠化或暗化處理；洞外兩側(cè)種植常青樹；洞外路面采用黑色路面等。若對(duì)隧道洞門采用明亮裝飾或在隧道入口處采用彩色路面等意在引起駕駛員重視的做法，都會(huì)使得隧道洞外亮度值增大，加劇“黑洞效應(yīng)”，實(shí)不可取。

5.5 隧道洞口照明與車輛行駛方向關(guān)系

陽(yáng)泉至左權(quán)高速公路呈南北走向，尤其在晴天中午時(shí)分，太陽(yáng)光從南向北斜射，對(duì)南行車輛駕駛員視覺有一定影響，致使駛?cè)胨淼辣倍纯跁r(shí)“黑洞效應(yīng)”和駛出南洞口時(shí)“眩光現(xiàn)象”加劇，不利于行車安全。因此建議隧道照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮隧道洞口加強(qiáng)照明與行車方向、陽(yáng)光來(lái)向之間關(guān)系，適當(dāng)提高南北走向高速公路南邊隧道出口和北邊隧道入口照明亮度。

5.6 隧道誘導(dǎo)標(biāo)

反光道釘埋設(shè)在隧道路面中線或邊緣，輪廓標(biāo)設(shè)置在隧道側(cè)墻，起著誘導(dǎo)車輛行駛作用，有利于行車安全。但需指出的是，有的高速公路管理部門為了強(qiáng)化警示作用，在隧道側(cè)邊設(shè)置了諸多頻閃裝置，給過(guò)往駕駛員造成一定程度的不適，有嘩眾取寵之嫌，這種做法不可取。

總之，高速公路隧道運(yùn)營(yíng)照明控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，它應(yīng)以合理設(shè)計(jì)為前提，以科學(xué)管理為根本，以科技進(jìn)步為支撐，逐步達(dá)到智能化控制，最終實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)營(yíng)和節(jié)能降耗的宗旨。