浅谈高速公路隧道监控照明设计

摘要:隧道监控管理系统对各个系统进行综合，协调各个系统的顺利运行，并对各个系统中出现的紧急情况，进行处理，并可以人为的干预各个系统的运行，重新设计运行参数等。一个优秀的隧道监控照明管理系统，可以提高隧道营运的科学管理水平，增强各个部门对于隧道内无盲区监控的能力，保证隧道营运的高效、节能，大大的降低运营成本，综合提高整个隧道运行的经济效益和社会效益。

关键词:照明;实时数据库;驾驶员自然光线感

Abstract: The tunnel monitoring management system a reintegrated to each system, running smoothly coordinate system, and the emergency, appear in each system for processing, and can interfere with each system artificial operation, re design and operation parameters etc.. A good monitoring for tunnel lighting management system, it can improve the tunnel operation management, enhance the ability of various departments for no blind spot monitoring of tunnel, ensure efficient, energy-saving tunnel operation, greatly reduce the operation cost, improve the whole tunnel operation economic benefit and social benefit.

Key words: real time database; natural lighting; pilot light

中图分类号：J914 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

引言

随着基础设施的大力发展，尤其是公路交通及城市化建设步伐的加快，公路隧道数量越来越多，其中，长大隧道的数量也在不断增加。目前国内很多隧道都配备了隧道监控系统。隧道监控系统能及时的采集路段内的各种信息，充分的利用隧道资源处理各种突发事件。隧道监控系统的关键是集中的管理和监控，隧道监控系统是一个比较复杂的集成系统，由隧道通风系统、隧道照明系统、隧道消防系统、隧道供配电系统、应急电源系统等组成。一个优秀的隧道监控照明管理系统，可以提高隧道营运的科学管理水平，增强各个部门对于隧道内无盲区监控的能力，保证隧道营运的高效、节能，大大的降低运营成本，综合提高整个隧道运行的经济效益和社会效益。

需求分析

隧道是一种特殊的管状构造物，车辆进入隧道的过程是一个从明亮进入黑洞，又从黑洞走向明亮的过程。人眼在明暗交替变化的过程中，明暗度变化太大、变化过程时间太短，人眼的视觉功能不能立即适应，特别是由明到暗的变化过程，需要有一个适应的过渡期。隧道外天空晴朗，车辆高速驶入隧道内，洞内外的明暗差别很大时，在进入隧道内往往会产生“黑洞效应”，快速驶出时又容易产生“白洞”效应，驾车人看不清路面上的交通情况，极易发生交通事故。因此，需在隧道内各段采用不同强度的照明来改善隧道内的光照及其分布，创造洞内良好的工作视觉环境，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，预防隧道内交通事故的发生，保证隧道的正常运营，就是隧道照明控制系统要解决的问题。同时隧道照明也是隧道运营费用中最大的日常开支项目之一，安全、舒适又经济节能的照明技术也是研究的目标。

总体控制设计

隧道内的照明控制是根据隧道照明设计中所确定的照明区段、不同时段不同气候条件下的照明要求，控制各个照明回路的开关，从而达到既满足隧道的照明亮度要求，又节省能源的目的，其控制方式大致分为手动控制、分时段进行的时序控制方式和根据洞内外的亮度值自动控制照明回路的全自动控制方式三种。手动控制方式主要由人工根据不同的时段及天气情况而开关不同的照明配电回路：分段时序控制方式是根据一天中不同的时段而开启(闭合)相应的照明回路；隧道照明的自动控制方式则是利用光强检测器分别采集隧道内外的亮度参数，经过对比处理后，由计算机系统自动控制各个照明回路的开关，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。

软件设计

软件设计过程是对程序结构、数据结构和过程细节逐步求精的过程。软件设计是将需求规格说明逐步转化为源代码的过程。软件设计主要包括两个部分：一是根据需求确定软件和数据的总体框架；二是将其精化成软件的算法表示和数据结构。

程序结构设计

模块化的程序设计方法，是程序设计和编制的最有效、最基本的方法。程序结构设计的基本任务就是以模块化程序结构为前提，以系统功能要求为依据，按照相对独立的原则，将全部应用程序划分为若干个“软件模块”，并对每一“模块”提供软件要求和规格说明。

2）数据结构设计

实时数据库：监控系统的索要完成的主要工作就是数据的采集和遥控操作。在应用程序运行时，在通讯服务器和工作站上开辟一块缓冲区，根据系统要求在该缓冲区域内定义和数据一样的数据结构，这样数据就被临时保存起来，这些数据不会永久保存，当信息发生变化时，实时数据库的记录也会发生变化。

功能设计

手动控制：人工手动控制可以分为单回路控制和多回路控制，单回路控制是监控人员可以控制每一个照明回路的开和关，多回路控制是把照明分为多个不同的等级，每一组开和关是一组回路，监控人员可以根据不同的实际情况开启和关闭隧道内每一个照明回路。

自动研判控制：系统能够通过洞外的亮度检测仪器检测实际亮度值从而调整隧道内部的灯具开关数量，并且洞内广泛分布的照度检测仪器为隧道内实际亮度水平进行了有效监测，当出现由于灯具损坏等原因造成的洞内亮度水平不够时控制系统可以及时的进行报警。在自动分级控制的基础上，采用根据外界实际亮度水平，连续对灯具进行调光，使灯具发出不同亮度水平的光能，这样就完全的克服了分级控制所带来的照明均匀性问题。

软件自动研判标准是根据《公路隧道通风照明设计规范》进行核心算法编写，即隧道内某灯具在路面计算点产生的亮度可按以下公式计算：

式中：――灯具i在计算点P产生的亮度（）；

――灯具在计算点P的光强值（cd）；

H――灯具光源中心至路面的高度（m）；

――亮度简化系数；

――观察面与光入射面之间的角度（）；

――P点对应的灯具光线入射角（）；

数个工具在计算点产生的亮度可按下面的公式计算：

式中：――P点的亮度（）；

计算区域内路面的平均亮度可按下面公式计算：

式中：――计算区域内路面的平均亮度（）；

由亮度计算公式得知，要计算某灯具在路面计算点产生的亮度需要的参数有：、H、、和，其中，可以按灯具厂商提供的光强表取值；H为灯具光源中心至路面的高度，为己知数据；的值可以通过《公路隧道通风照明设计规范》附录C表取值，则需要待定的参数只有和。在灯具各项功能参数(如功率、养护系数、光通量、光强值等)和隧道物理参数(路面宽度、灯具安装位置等)己知的前提下，和的值只与隧道的灯具数量、布灯方式、计算区域以及计算点数有关。

因此，系统可以通过核心算法对计算点产生的亮度或计算区域产生的亮度进行分析，进而控制每个照明器单独开启时其照明区段。

【结束语】

本文显示引入设计的目标，然后对系统总体架构进行说明，再然后就是软件设计。浅谈了现行的关于高速公路隧道照明的几种方案。主要详细分析了人工手动控制和自动分析两种隧道照明控制方案。

【参考文献】

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