随着隧道照明建设的规模及数量的越来越大，隧道运营电力费用也越来越高; 同时隧道照明质量跟不上高速发展的公路建设，严重影响行车安全性。本文首先简要论述了现阶段隧道照明系统存在的问题: 过量照明、照度分布不均匀、不能调光或仅能有级调光。然后比较了国内的和CIE 的隧道照明标准的异同。在CIE 适应曲线的基础上推导出了洞外亮度变化时隧道过渡段的亮度需求公式，选取典型的照明区域作为研究对象，给出了动态调光方案。LED 灯光效高、响应时间短，调光方便等诸多优点，非常适合动态调光，因此在隧道照明中具有广...
4. 2 动态调光的调节条件分析
按洞外最大亮度和最高行车速度计算出最长的 过渡段距离，为了提高亮度的均匀性，灯具沿隧道均匀交错布置，如图7 所示。当洞外亮度变小时， 可以关闭一些不必要的加强灯，只开基础灯。
由于灯具是间断布置的，各点的亮度需求是连 续变化的，通过调节灯具的亮度使得所有点同时恰 好都满足亮度要求非常困难，所以取典型的照明区 域为研究对象如M1 ，M2 ，M3 ， 使在该区域内的平 均照度和需求的平均照度相等为调节的条件。同时 为了体现行驶方向亮度逐渐降低的要求，灯具的实 际光通量也应该是逐渐减少，
设减少的幅度与灯具间 的距离和灯具的配光曲线有关。 设减少的幅度为ζ (0 < ζ < 0. 5 ﹚则灯具① ～ ⑨ 的光通量分别为: (1 + ζ)Φ1 ，Φ1 ，(1 - ζ)Φ1 ;(1 + ζ) Φ2 ，Φ2 ，(1 - ζ)Φ2 ;(1 + ζ) Φ3 ，Φ3 ，(1 - ζ) Φ3 ;并且满足(1 － ζ) Φ1 > (1 + ζ) Φ2 ，( 1 － ζ) Φ2 > ( 1 + ζ) Φ3 ，ζ 的值可通过现场测量选取。由于灯具均匀布 置，光通量逐渐降低， 若M1 ，M2 满足照度要求， M1 ，M2 之间的M12 也能满足要求。
M1 ，M2 ，M3 等作为一个计算和控制单元，以M1 为 例进行照度计算。 利用系数曲线图计算路面的平均水平照度可按 式(4) 计算:
L1 ，L2 ，L3 为灯具①②③所在位置的亮度实际 需求，可由上面求得的亮度实际需求函数式( 3 ) 计算。
平均亮度与平均照度间的换算关系一般可按沥青路面( 15 ～ 22 ) lx / cd·m - 2 ， 水泥混凝土路面 (10 ～ 13 ) lx / cd·m - 2 选取[1]。调节各个灯具的光 通量，使得Eav = Ex。 但这样会使洞外亮度有微小的 变化或系统有微小的干扰， 都会使灯具进行调光， 影响灯具的寿命。为了避免频繁地调光，当| Eav - Ex | ≥ε ( ε 为预先设定的某个较小的数) 时，系统才进行调节。
LED 的光输出基本与输入功率或者输入电流成正比，因而LED 的调光很简单， 只要调整LED 的 输入电流即可。一般采用PWM 调光的方法。PWM 调光是保持电流的大小恒定，以一定频率开通和关 断LED， 通过调节开通和关断时间比来实现调 光[8]。
5 结论
通过对国内隧道照明的亮度阶梯型划分与CIE 理想适应曲线的比较知: ① 固定的阶梯型亮度划 分，有4 次较大亮度跳跃，不利于眼睛的调节和适 应; ② 固定适应段长度划分又造成过渡段长度大于 实际需求，多开了照明灯具，造成电能的浪费。为 达到节省电能和提高视觉舒适性的要求，可从以下 几方面对隧道照明过渡段做一些改进:
(1) 灯具沿隧道均匀交错布置使光通量逐渐减 少，这样不但可达到节能的目的，同时使亮度渐变 的变化，分布更加均匀。
(2) 通过在相同车流量下，对不同洞外亮度时 洞内亮度需求曲线的比较; 以及在相同洞外亮度， 不同车流量时，洞内亮度需求曲线的比较，可知: 按最大洞外亮度，最大车流量的标准设计隧道的照明，会使隧道内的亮度远远大于实际需求的亮度， 产生过量照明，造成大量电能的浪费。因此应进行 动态调光，即根据车流量和洞外亮度，实时地对照明亮度需求进行动态调节。
(3) 采用光效高、节能、环保、寿命长、响应 时间短、调光方便的LED 光源。通过调整各个LED 灯的PWM 频率就可达到动态调光的目的，从而满 足按需照明要求，不但可以节约电能，减少隧道照明系统运行维护的成本， 而且提高了视觉舒适性， 有利于行车安全。
参考文献：
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[2 ] 饶颂涛. 浅谈LED 照明灯具亮度智能化无级控制技术在公路隧道中的应用[J]. 科技信息2009. 13.
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[4 ] 方志烈. 半导体照明技术[M]. 北京: 电子工业出版 社2009.
[5 ] 陈仲林，翁季，胡英奎等. 公路隧道入口段照明计算 方法[C]. 上海市照明学会2008 年年会论文集2008.
[6 ] CIE Technical Report. 88-2004. Guide for the Lighting of Road Tunnels and Underpasses [R]2004.
[7 ] 赵中杰编著. 公路隧道机电工程[M]. 北京: 人民交 通出版社2007. [8 ] 马小军主编. 智能照明控制系统[M]. 南京: 东南大 学出版社2009.
编辑：Sophy
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