三车道大断面公路隧道照明节能参数优化研究

【摘要】：隧道照明的作用是为减小或消除驾驶员对隧道内外道路因光线的明暗而引起视觉上的差异，目的是确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近，穿越和通过隧道。隧道照明的方法除在隧道洞内中间段设置照明来改善洞内的视觉环境外，主要采用在隧道入口或出口段加强照明来达到“明适应”或“暗适应”。随着我国公路隧道数量、规模及类型都发生了较大变化，同时新理论、新技术、新设备、新材料不断涌现，因而以前照明设计人员常用的照明设计参数有待进一步修正和完善。 本文简单介绍了隧道照明区段的划分，隧道照明节能现状，提出了几点隧道照明节能的方法，例如采用高效节能灯具、提高路面与墙面的反射系数、降低洞口亮度、采用合理的布灯方式、高效的照明方式、智能照明控制、采用节电设备、优化照明设计参数与照明质量评价体系、做好照明设备养护工作。 针对在隧道运营时入口段照明开的照明回路一般都大于安全舒适照明所需的照明回路的情况。本文通过对黄山岭隧道的试验研究，提出了一个隧道照明质量的新颖评价指标体系。新颖评价指标体系主要由2个关键参数组成，一是通过眼动仪测量出的发现距离S，二是通过照度仪与亮度仪测量出的参数qc。通过这个评价指标体系优化照明工况。简单分析了通过这种评价指标体系优化照明工况所能带来的节能效益。 本文根据广乐路的三车道隧道的基础照明段为研究背景，通过数值模拟与试验手段研究并优化了（LED灯与高压钠灯）灯具利用系数，并研究了（LED灯与高压钠灯）不同布灯形式、不同高度、不同间距对灯具利用系数、路面平均照度、路面照度总均匀度的影响规律。并通过得出的规律，给出几点可行的节能方法。 【关键词】：灯具利用系数 路面平均照度 路面照度总均匀度 发现距离
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U453.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究的背景10-11
• 1.1.1 照明节能的必要性10
• 1.1.2 隧道照明的必要性10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 研究目的和意义13
• 1.4 研究内容13-14
• 第二章 公路隧道照明节能技术14-30
• 2.1 光的度量及计算14-18
• 2.1.1 光通量14
• 2.1.2 照度14-15
• 2.1.3 亮度15-17
• 2.1.4 均匀度17-18
• 2.2 隧道照明区段18-20
• 2.3 照明节能现状20-21
• 2.3.1 照明控制方式较为落后21
• 2.3.2 照明节能理念存在误区21
• 2.3.3 照明设施养护未得重视21
• 2.4 隧道照明节能技术21-29
• 2.4.1 高效节能灯具21-25
• 2.4.2 路面、墙面的反射系数以及洞口亮度25
• 2.4.3 布灯方式与照明方式25-26
• 2.4.4 智能照明控制26-28
• 2.4.5 节电设备28-29
• 2.4.6 照明设计参数与照明质量评价体系29
• 2.4.7 照明设备养护29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 新型照明质量评价体系30-54
• 3.1 研究内容30-31
• 3.1.1 发现距离 S30
• 3.1.2 Lr与 Ev的比值 qc30-31
• 3.1.3 根据照明质量评价参数 qc与 S 判定最安全节能照明工况31
• 3.2 试验设备31-35
• 3.2.1 TES 数位式照度计31-32
• 3.2.2 LM-3 亮度计32-33
• 3.2.3 SMI iView X HED 眼动仪33-35
• 3.2.4 测试车辆35
• 3.3 照明测量的试验依据35-39
• 3.3.1 小目标物的确定35-36
• 3.3.2 小目标物被发现的判定依据36
• 3.3.3 亮度计市场角及观测距离的确定依据36-37
• 3.3.4 测量点布置方法的参考依据37-39
• 3.4 试验内容与实测方法39-45
• 3.4.1 试验研究对象39-40
• 3.4.2 路面亮度、照度及小目标物垂直面照度的测量40-41
• 3.4.3 发现距离 S 的测量41-45
• 3.5 试验数据分析45-50
• 3.5.1 重阴天46-47
• 3.5.2 晴天47-48
• 3.5.3 云天48-50
• 3.6 节能效益50-53
• 3.6.1 隧道概况50-52
• 3.6.2 根据照明质量评价参数 qc与 S 优化照明工况的节约能耗52-53
• 3.7 本章小结53-54
• 第四章 高压钠灯照明设计参数数值模拟研究54-77
• 4.1 Litecalc 照明设计软件54
• 4.2 工况概述54-57
• 4.2.1 广乐路中长隧道照明系统设计基本标准及要求54
• 4.2.2 广乐路中长隧道照明设计参数54-56
• 4.2.3 照明灯具选择与照明控制56
• 4.2.4 研究内容56-57
• 4.3 隧道照明系统设计计算方法57-58
• 4.3.1 利用系数曲线图计算方法57
• 4.3.2 路面平均照度57-58
• 4.3.3 路面照度总均匀度58
• 4.4 计算模型及参数58-70
• 4.4.1 模型参数58-60
• 4.4.2 中央两排布灯60-62
• 4.4.3 两排对称布灯62-67
• 4.4.4 两排交错布灯67-70
• 4.5 计算结果整理及分析70-76
• 4.5.1 灯具利用系数70-72
• 4.5.2 路面平均照度72-74
• 4.5.3 路面照度总均匀度74-76
• 4.6 本章小结76-77
• 第五章 高压钠灯照明设计参数试验研究77-100
• 5.1 研究内容77-78
• 5.1.1 灯具利用系数η77
• 5.1.2 路面照度总均匀度77-78
• 5.1.3 路面平均照度78
• 5.2 试验设施78-80
• 5.2.1 试验室78-79
• 5.2.2 试验测试设备79
• 5.2.3 试验灯具79-80
• 5.3 试验内容80-83
• 5.3.1 试验原理80
• 5.3.2 测点布置80-83
• 5.4 试验工况83-86
• 5.4.1 中央两排布灯83-84
• 5.4.2 两排对称布灯84-86
• 5.4.3 两排交错布灯86
• 5.5 数据拟合86-92
• 5.5.1 中央布灯86-88
• 5.5.2 两排对称布灯88-91
• 5.5.3 两排交错布灯91-92
• 5.6 数据整理及分析92-98
• 5.6.1 灯具利用系数92-94
• 5.6.2 路面平均照度94-96
• 5.6.3 路面照度总均匀度96-98
• 5.7 节能建议与总结98-99
• 5.8 本章小结99-100
• 第六章 LED 灯照明设计参数数值模拟研究100-116
• 6.1 工况概述100
• 6.1.1 广乐路中长隧道照明系统设计基本标准及要求100
• 6.1.2 照明灯具选择与照明控制100
• 6.1.3 研究内容100
• 6.2 计算模型及参数100-107
• 6.2.1 模型参数100-101
• 6.2.2 中央两排布灯101-103
• 6.2.3 两排对称布灯103-105
• 6.2.4 两排交错布灯105-107
• 6.3 计算结果整理及分析107-114
• 6.3.1 灯具利用系数107-109
• 6.3.2 路面平均照度109-111
• 6.3.3 路面照度总均匀度111-114
• 6.4 节能建议114
• 6.5 本章小结114-116
• 第七章 结论与展望116-118
• 7.1 结论116-117
• 7.2 展望117-118
• 致谢118-119
• 参考文献119-121
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果121

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