基于DIAlux的公路隧道照明设计研究

陈 丹，赵 宁

（长安大学 电子与控制工程学院，陕西 西安 710064）

摘 要：以邓家湾隧道为依托工程，针对公路隧道的特殊性和隧道内特有的视觉现象，计算不同路段的照度需求。通过DIAlux软件对该公路隧道照明系统进行仿真模拟，以检测该照明系统的合理性与可行性。

关键词：隧道照明；照明设计；DIAlux；仿真模拟

中图分类号：TP316　　　文献标识码：A　　　　　　　　文章编号：2095-1302（2015）04-00107-02

收稿日期：2015-12-22

0　引　言

公路隧道作为一种特殊路段，其两侧与顶部是封闭的，这种结构使洞内与洞外亮度差距较大，因此产生一系列的视觉现象，例如“黑洞现象”和“白洞现象” [1]。这些现象会影响隧道内车辆的行驶安全。为了保证行车安全，需要在隧道内设置照明系统。

为解决隧道照明系统的计算问题，可以采用照明模拟仿真软件来模拟隧道的照明空间。DIAlux 软件可模拟出空间照明模型，并在模拟的三维空间中计算出不同路段的照度情况，生成照度报表。对邓家湾隧道照明参数进行测量，比较DIAlux模拟与传统计算方法，确定DIAlux在隧道照明系统设计中的工作效率。

1　公路隧道照明系统分析

公路隧道照明与普通道路照明主要区别在于公路隧道需要全天照明，且白天照明要求比夜间照明更加复杂。驾驶员在白天进入、穿过和离开隧道的过程中，会产生特殊的视觉问题 [2]。

当车辆进入隧道时，由于隧道内外亮度差较大，因此在隧道入口处会形成“黑洞现象”；当车辆驶出隧道时，同样由于隧道内外亮度差较大，在隧道出口处会形成“白洞现象”。为消除这些现象，需采取适当的照明措施。

为使驾驶员眼睛适应视觉变化，隧道出口处的光线亮度变化不能过快，通常在出口路段采取种植树木、设置光棚等方式来降低白天自然光的强度，并在出口处两侧设置路灯，以提供夜间照明。

对于长度大于1 000 m的长隧道，需另设置应急照明灯具，以保证照明中断小于0.3 s，维持时间大于3 min。同时，在洞外要设置信号灯和信息显示板提醒驾驶员行车安全。对于特长隧道，还应在隧道内设置避灾引道灯 [3]。

目前，公路隧道照明中使用最普遍的照明灯具是高压钠灯。按照公路隧道设计规范，隧道内基本照明灯具采用“中线”和“双侧壁对称或交错”两种布置方式 [4]。

当基本照明灯具采用“拱顶侧偏单光带”方式布置时，入口段照明灯具可采用“拱顶侧偏单光带”或“双侧壁对称或交错”方式布置；当基本照明灯具采用“拱顶壁对称或交错”方式布置时，出口段照明灯具采用“拱顶测偏单带”或“双侧壁对称或交错”方式布置；当基本照明灯具采用“拱顶侧偏单光带”方式布置时，灯具可直接安装在隧道拱顶 [5,6]。

2　传统隧道照明系统分析

2.1　邓家湾隧道照明参数计算

以邓家湾隧道为依托工程，该隧道右洞长835 m，净宽9.75 m，设计车速为80 km/h，净高5.0 m。根据公式计算隧道内各个路段照明照度。

入口段亮度：L th=k·L 20（S）=87 cd/m 2；

入口段照度：E av=L th×12=1 044 lx；

过渡段亮度：L th=k·L 20（S）=26.1 cd/m 2；

过渡段照度：E av=L th×12=313.2 lx；

基本段亮度：L th=k·L 20（S）=2.9 cd/m 2；

基本段照度：E av=L th×12=34.8 lx；

出口段亮度：L th=k·L 20（S）=14.5 cd/m 2；

出口段照度：E av=L th×12=174 lx。

2.2　邓家湾隧道照明参数测量

对邓家湾隧道照明系统不同路段不同时间点的照明参数进行测量，分别在入口段、过渡段、基本段和出口段设置测量点，对测量数据进行数据处理，如表1所示。

表1　隧道照明参数实测数据

3　DIAlux对照明系统的模拟仿真

以DIAlux软件建立隧道右洞模型，设置隧道长度为835 m，洞宽9.75 m，高8 m。通过DIAlux仿真，生成照度报表，如图1所示。

图1　照度报表

将仿真得出的照度报表与计算得出的数据和实际测量数据进行对比，如表2所示。

表2　照明参数对比

通过表2的数据对比，仿真出来的照度值与计算的照度值和实测的照度值较为相近，可见用DIAlux模拟仿真设计的隧道照明系统大致可以反映出实际照明效果，可以满足实际照明需求，可以在隧道照明系统的设计中广泛应用。

4　结　语

基于DIAlux软件对隧道照明进行模拟分析，可快速生成3D效果图和照度表等，且得到的各项数据与计算数据基本相符，提高了隧道照明设计的效率。

实际的隧道照明设计中，还要考虑洞外光线变化，如季节、天气等因素。因此，DIAlux软件模拟出的照明效果具有一定的局限性。但影响隧道照明的最主要因素还是隧道内的灯具照明，DIAlux的局限性并不妨碍它在设计中发挥作用，DIAlux模拟出的隧道照明效果图大致可反映出实际照明效果，在公路隧道照明设计中，DIAlux可广泛地应用到其他隧道的照明系统设计中，它的易操作性及测试的准确性为隧道照明的前期设计工作提供很大的帮助。

参考文献

[1] 赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 宋白桦，李鸿，贺科学.公路隧道照明的研究现状和发展趋势[J].湖南交通科技，2005，31（1）：1-2.

[3] 王少飞，涂耘.中国公路隧道照明技术近20年来的发展与创新[J].照明工程学报，2012，23（S1）：88-96.

[4] JTJ026.1-1999.公路隧道通风照明设计规范[S].北京：人民交通出版社，2000.

[5] 中国照明学会室内照明专业委员会.应急照明设计指南[S].1993.

[6] 陕西省交通运输厅.陕西省高速公路隧道照明系统设计指导意见（试行）[S].2009.

（上接第105页）

3.2.3　对大数据分析的需求及贡献

随着数据对人们生活地影响越来越大，大数据时代走进了人们的生活，由该系统搜集而来的数据也成为了巨大的商机。我们可以将搜集过来的数据进行分析和处理，由此得出结果。

4　结　语

本文通过对整个运动市场地分析，结合当今主流的移动互联网、物联网、大数据和云计算等技术，利用红外线传感系统搜集运动场人数数据，设计了基于物联网的运动规划系统，将运动场与移动终端相结合，最终形成一个运动资源共享的系统，使得运动资源能够合理分配，不仅提高运动场的使用率及人们的运动舒适度，还节省了宝贵的时间。本系统在

（上接第106页）

知识。因此物联网专业在微课中的互动，要做到“三边工作”。即边观看内容过程互动，边与授课教师沟通互动，同时还要在微课程中采取自由选择观看的模式。这样学生就能感受到个性化的学习。未来还可以拓展到其它相关领域，帮助人们合理规划时间和生活，提高生活品质。

参考文献

[1]曹青林.物联网研究现状综述[J].软件导刊，2010，9（5）：6-7.

[2]袁东亮. 物联网的研究与应用[D]. 北京：中国地质大学， 2012.

[3]朱会霞， 王福林， 索瑞霞. 物联网在中国现代农业中的应用[J]. 中国农学通报， 2011， 27（2）：310-314.

[4]徐赐发. 大数据时代金融业面临的挑战[J]. 金融科技时代， 2012 （10）：54.

[5]沈文.云计算[J].煤炭科技， 2010（4）：92.

[6]刘攀， 俞杰， 张海明. 基于单片机的温度测控系统[J]. 兰州交通大学学报， 2005，24（6）：103-106.

参考文献

[1]胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究，2011（10）：61-65.

[2]刘万群，武马群.微课开发制作技术[M].北京：高等教育出版社，2015.

作者简介：谭　 锋，男，（1982—），讲师，工程师。研究方向为通信信息系统。

董　 灿，男，（1980—），工程师。研究方向为通信信息系统。

傅　 强，男，（1982—），工程师。从事通信工程规划咨询工作。