公路隧道照明系统优化设计

姜丹丹，范一冰

(山东省交通规划设计院，山东 济南 250000)

公路隧道的管状结构决定了洞内外亮度的相差悬殊，为了确保隧道交通的安全，隧道内的照明尤为重要。随着隧道建设和运营管理技术越来越成熟，我国在隧道照明节能技术上的研究不断深化，指导工程实际设计的专业规范也在不断更新完善中。

2000年，交通运输部正式颁布的《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)(以下简称《规范》)，对公路隧道照明技术做了深入的研究，并对有特殊要求的长隧道和特长隧道的照明运营管理进行了专门的设计。2014年，交通运输部综合考虑我国公路隧道照明节能技术的发展趋势和建设现状，积极引进新理论、新技术、新材料和新设备，并借鉴国外公路隧道照明的成功经验和先进技术，对《规范》中涉及公路隧道照明的相关要求进行了全面修订和扩充，颁布了《公路隧道照明设计细则》(JTG/T D70/2-01-2014)(以下简称《细则》)，调整了入口段照明设置方法及中间段亮度规定，修订了洞外亮度指标等，为公路隧道照明实现科学、合理、安全的设计、运营管理以及评价提供了强有力的技术支撑。

1 工程概况

定边至汉中高速公路(简称“定汉线”)是陕西省规划建设的“2637”高速公路网中三条南北纵线之一，南北向穿越陕西、甘肃两省。宝鸡至汉中(陕川界)公路为定汉线中的一段，路线起于定汉线陕甘界至宝鸡高速公路起点(与连霍高速公路的交叉节点)，终于陕川交界的巴中市南江，自北向南衔接了连霍、十天和京昆3条国家高速公路。本文选取该高速公路上观音沿隧道做隧道照明系统节能研究，观音沿隧道为双洞两车道，设计行车速度为80 km/h，隧道净宽为11.25 m，净高为5.2 m，洞门型式为明洞门，左洞长704 m，右洞长700 m。

2 隧道照明系统设计

观音沿隧道为两车道单向交通，设计交通量取410 veh/(h·ln)，根据《陕西省高速公路隧道照明系统设计指导意见》，取其洞外亮度L20(s)为3 000 cd/m2。本文主要对隧道在《细则》与《规范》不同标准下进行照明系统的设计对比与分析。

照明设计标准

根据《细则》表4.1.1入口段亮度折减系数K，观音沿隧道入口段亮度折减系数K按线性内插取值为0.025 7。

根据《规范》表4.3.1入口段亮度折减系数K，观音沿隧道入口段亮度折减系数K为0.025。

在此基础上，根据《细则》和《规范》，分别对隧道的左右线进行分析和照明亮度的计算，得出隧道的照明设计亮度如下表1。

表1 隧道照明设计亮度表

根据表1，以隧道左线为例，分别做出在《细则》和《规范》下隧道内的亮度曲线图，见下图1和图2。

图1 在《细则》下隧道内左线亮度曲线图

图2 在《规范》下隧道内左线亮度曲线图

由表1以及图1和图2可知，《细则》在出入口段的亮度上做了更细的划分，入口段由75 cd/m2划分为77.1 cd/m2和38.55 cd/m2两个区段，出口段由10 cd/m2划分为7.5 cd/m2和12.5 cd/m2两个区段，在与洞外以及下一个区段的亮度上都有了更合理、顺滑的变化过渡，更符合隧道内行车的视觉特点，更有利于驾驶员在隧道内行车的亮适应、暗适应过程，提高了隧道内行车的交通安全性。另外，基本段的长度也有所增长，对应照明的投资、电耗会相应降低，更符合经济、节能的时代要求。

3 光源及灯具布置方式

隧道内空气污染严重，烟雾大，透明度低，空气湿度大，因此隧道照明灯具宜使用可靠性高、透雾性能好的光源，灯具防护等级不低于IP65。高压钠灯具有光效高、透雾性能好、使用寿命长、技术成熟等优点，所以隧道内加强照明灯具推荐选用高压钠灯。LED灯具有寿命长、光效高、无辐射与低功耗等优点，所以隧道内基本照明灯具推荐选用LED灯。

考虑到隧道为单向两车道，本着安全、经济、方便的原则，照明灯具的布设选用中线侧偏布置方式，入口段、过渡段、出口段照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明的灯具布置按中间段布设，加强照明选择功率较大的灯具。

根据《公路隧道照明设计细则》(JTG/T D70/2-01—2014)和《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1-1999)，采用利用系数法，分别得出隧道照明系统灯具设置表如下表2。

表2 隧道照明系统灯具设置表

由表2可知，以隧道左线为例，按《细则》方法进行节能优化设计后，与《规范》设计方案相比，NG400的灯具数量会下降49%，入口段的耗电功率可减少29%，隧道内照明灯具的总耗电功率可减少30%，不仅节约隧道内照明的投资成本，而且降低隧道后期运营管理的成本。

4 结 语

综上所述，2014年8月1日颁布实施的《公路隧道照明设计细则》(JTG/T D70/2-01-2014)，充分考虑了隧道光环境对照明参数的影响， 并结合人眼视觉的特点将隧道出入口作了进一步区段划分，更符合了隧道行车的的视觉特点，对应每一区段的亮度也随之降低，既节约了照明投资成本和能耗，也保障了隧道交通安全，实现了较好的经济效益和社会效益，在隧道照明的舒适性和节能性上也体现出较好的先进性。