【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 迅速消散，形成煙霧，煙霧可以將汽車(chē)頭燈和隧道內(nèi)照明燈具發(fā)出的光吸收和散射，降低了能見(jiàn)度。為了保證行車(chē)安全和舒適，防止因視覺(jué)信息不足而出現(xiàn)交通事故。我國(guó)頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》，規(guī)范明確規(guī)定長(zhǎng)度大于100m的公路隧道應(yīng)該設(shè)置照明設(shè)施，規(guī)范對(duì)照明總均勻度與縱向度、調(diào)光分級(jí)、光源與燈具、應(yīng)急照明、燈具布置等內(nèi)容作出詳細(xì)的規(guī)范說(shuō)明。隧 道 照 明 系 統(tǒng) 主 要 包 括 ： 中 間 段 照 明 、入 口 段 照 明 、 過(guò) 渡 段 照 明 、 出 口 段 照 明 、 應(yīng) 急 照 明 、 洞 外 引 道 照 明 及 接 近 段 減 光 設(shè) 施 。 在 公 路 隧 道 照 明 系 統(tǒng) 中 ， 沿 隧 道 路 面 中 線 ，由接 近 段 經(jīng) 入 口 段 、 過(guò) 渡 段 、基 本 段 直 至 出 口 段 ， 駕 駛 員 在 白 天 所 要 求 的 路 面 亮 度 變 化 曲 線 ，稱 為 亮 度 曲 線 。 洞口亮度（\）SA接近段dP適宜曲線入口段過(guò)渡段B中間段 圖 隧道各照明段亮度曲線與長(zhǎng)度P洞口；S接近段起點(diǎn)；A適應(yīng)點(diǎn)；d適應(yīng)距離；洞外亮度；洞外亮度；入口段亮度；、過(guò)渡段亮度；中間段亮度。1. 基 本 段 亮 度 ()在 公 路 隧 道 照 明 區(qū) 段 中 ，基 本 段 照 明 的 任 務(wù) 是 保 證 停 車(chē) 視 距 。 基 本 段 的 照 明 水 平 與 能 見(jiàn) 度 、 行 車(chē) 速 度 以 及 交 通 量 等 因 素 有 關(guān) 。 在 正 常 的 亮 度 下 可 按 下 表 2 . 1 取 值 。 基本段亮度取值 行車(chē)速度()基本段的亮度()基本段的亮度()雙車(chē)道單向交通N2400輛/h雙車(chē)道雙向交通N1300輛/h雙車(chē)道單向交通N=700輛/h雙車(chē)道雙向交通N=360輛/h100480260402. 亮度總均勻度（）亮度總均勻度為路面最小亮度和平均亮度比值，見(jiàn)式()為提供令人滿意的能見(jiàn)度，,當(dāng)交通量為中間值時(shí)可內(nèi)插。 ()式中：—距車(chē)道邊緣1/4寬度出（左或右）測(cè)得的路面平均亮度； —距車(chē)道邊緣1/4寬度處（左或右）測(cè)得的路面最低亮度。 路面亮度總均勻度（） 交通量N（輛/h）雙車(chē)道單向交通雙車(chē)道雙向交通3. 亮 度 縱 向 均 勻 度 ()縱向均勻度是沿隧道中心線局部亮度的最小值和最大值之比,見(jiàn)式（），當(dāng)交通量為其中間值是可插值。 （）表2 .3 亮度縱向均勻度 交通量N（輛/h）雙車(chē)道單向交通雙車(chē)道雙向交通~ （1）入口段亮度計(jì)算在隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，入口段照明主要由車(chē)速和洞外亮度為基準(zhǔn)值，車(chē)速已由道路等級(jí)限定，洞外亮度。入口段亮度可按式()計(jì)算。 ()式中：—入口段亮度，（）； —洞外亮度，（）； —入口段亮度折減系數(shù)。表 入口段亮度折減系數(shù)表交通量N（輛/h） 車(chē)速雙車(chē)道單向交通雙車(chē)道雙向交通100806040洞外亮度可采用黑度法、環(huán)境簡(jiǎn)圖法、數(shù)碼相機(jī)測(cè)試和大視場(chǎng)亮度計(jì)法等實(shí)測(cè)方法。若確實(shí)無(wú)法進(jìn)行實(shí)測(cè)時(shí)，當(dāng)洞門(mén)采用削竹式且門(mén)洞周?chē)拔锓瓷渎实蜁r(shí)可取28003000；當(dāng)洞門(mén)采用端墻式且周?chē)拔锓瓷渎矢邥r(shí)，可取32003500。（2）入口段長(zhǎng)度（）入口段長(zhǎng)度和行車(chē)速度、坡度、隧道凈空高度等因素有關(guān)。具體可按式()計(jì)算, ()式中：—入口段長(zhǎng)度，（）； —洞口內(nèi)凈高度，（）；—照明停車(chē)視距，（）。 照明停車(chē)視距表（m） 縱坡（%）( 43210123410017917316816315815414914514280112110106103100989593906062605857565554535240292827272626252525在公路隧道照明中，過(guò)渡段是介于入口段和基本段之間的照明區(qū)段，其主要功能解決從入口段高亮度到基本段亮度的劇烈變化給駕駛員造成的不適應(yīng)現(xiàn)象。過(guò)渡段由、三個(gè)照明段組成，與之對(duì)應(yīng)的亮度按30%比例遞減。 過(guò)渡段亮度照明段亮度 過(guò)渡段長(zhǎng)度車(chē)速（km/h）(m)(m)(m)10010611116780728913360446710040264467在雙向交通的隧道中，兩端均為入口，同時(shí)也均為出口，兩端的照明情況完全相同，均按進(jìn)口段對(duì)待，也就不存在出口段照明的問(wèn)題。在單向交通隧道中，需要對(duì)出口段照明作適當(dāng)加強(qiáng)。出口加強(qiáng)照明段的長(zhǎng)度宜取60m，亮度宜取基本段照明的5倍[34]。 （1）平均照度計(jì)算為簡(jiǎn)化平均照度計(jì)算，在實(shí)際工程中，經(jīng)常采用利用系數(shù)曲線圖法來(lái)計(jì)算平均照度，見(jiàn)式() [35]: （）式中: 燈具利用系數(shù)，為照到路面上的光通與光源所發(fā)出的的總光通之比，由燈具廠家提供的利用系數(shù)曲線圖查取，，其他燈具類型的燈具可作參考；—燈具額定光通量，（），是指光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量；—養(yǎng)護(hù)系數(shù)，照明燈具使用一定時(shí)期之后，在規(guī)定表面上的平均照度或平均亮度與該裝置在相同條件下新安裝時(shí)在同一表面上所得到的平均照度和平均亮度之間的比值，—；—道路路面寬度，（）；—燈具間距，（）；N—燈具排列方式，單排、交錯(cuò)排列為N為1，雙側(cè)對(duì)稱排列N為2。（2）光效系數(shù)光效系數(shù)等于燈具額定光通量和燈具額定功率的比值，見(jiàn)式（）。 = （）式中：—燈具額定光通量，（）；—燈具額定功率，（）。（3）平均亮度計(jì)算實(shí)際路面亮度及其分布，除照明條件、觀測(cè)方向外，還與路面色彩的明暗程度、路表面粒度的粗細(xì)等有關(guān)，比較復(fù)雜，故一般用求其平均亮度的方法計(jì)算。路面平均亮度和平均照度可用下式求得，見(jiàn)式（）: （）式中：Q稱為照明設(shè)備的綜合亮度系數(shù)， 的倒數(shù)稱為平均照度換算系數(shù)，CIE（估計(jì)照明委員會(huì)）： CIE推薦的平均照度換算系數(shù)燈具配光類型暗路面（）明路面()截光型2412半截光型189非截光型155注：路面反射比（4） 亮度與功率關(guān)系由平均照度計(jì)算公式，見(jiàn)式（）和平均亮度計(jì)算公式，見(jiàn)式（）可知，亮度與功率的關(guān)系，見(jiàn)式（）： = （） 硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)本公路隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)的硬件控制平臺(tái)由杭州奧能照明有限公司設(shè)計(jì)提供，實(shí)例隧道浙江溫州繞城高速公路北線江北嶺隧道中采用高壓鈉燈和低壓鈉燈作為隧道照明燈具。 照明系統(tǒng)硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)框圖，上位機(jī)通過(guò)GPRS(GPRS轉(zhuǎn)RS232)將命令傳送到總控制器，總控制器可以通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)支路總閘，總控制器通過(guò)RS485通信將命令傳送到主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)電力線通信尋址將命令發(fā)送到單節(jié)點(diǎn)，單節(jié)點(diǎn)控制電子鎮(zhèn)流器來(lái)控制鈉燈的開(kāi)關(guān)以及調(diào)光。主節(jié)點(diǎn)和單節(jié)點(diǎn)通過(guò)LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)組成了LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)。 總控制器在本系統(tǒng)中，總控制器的主要作用是通過(guò)RS232接收計(jì)算機(jī)的控制命令，并將命令通過(guò)RS485傳送到主節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，接收主節(jié)點(diǎn)反饋的信息，并將反饋信息傳送到計(jì)算機(jī)。總控制器控制芯片ATmega128是一款由ATMEL公司生產(chǎn)的AVR單片機(jī)。 總控制器通信原理框圖 主節(jié)點(diǎn)主節(jié)點(diǎn)控制電路采用電力線智能芯片PL3150作為主控芯片，主節(jié)點(diǎn)控制功能電路包括耦合電路、功率放大電路、帶通濾波電路及外圍擴(kuò)展電路。 主節(jié)點(diǎn)接收到RS485的數(shù)據(jù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，功率放大，經(jīng)耦合電路，經(jīng)BPSK調(diào)制后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄€路中。同時(shí)耦合電路從線路中提取高頻信號(hào)，經(jīng)帶通濾波電路濾波、A/D轉(zhuǎn)換后傳輸給PL3150，解調(diào)后得到通信數(shù)據(jù)， PL3150通過(guò)RS485將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺仄鳌?： 主節(jié)點(diǎn)控制電路圖 單節(jié)點(diǎn)單節(jié)點(diǎn)控制器中用電力線通信專用芯片PL3120和單片機(jī)ATMega88作為控制芯片。PL3120與單片機(jī)ATMega88之間的信息傳輸，數(shù)據(jù)交換，主要通過(guò)I2C實(shí)現(xiàn)通信， PL3120作為主機(jī)，ATMega88作為從機(jī)。單節(jié)點(diǎn)主要功能執(zhí)行上位機(jī)下傳指令，控制電子鎮(zhèn)流器完成鈉燈的開(kāi)關(guān)燈，以及調(diào)光，傳輸鈉燈狀態(tài)到主節(jié)點(diǎn)，： 圖2..5 單節(jié)點(diǎn)控制框圖 數(shù)字調(diào)光電子鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器采用傳統(tǒng)的兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，前一級(jí)是功率校正(PFC)電路，它能夠提供400V母線電壓；后一級(jí)是半橋逆變電路，它主要通過(guò)諧振電路實(shí)現(xiàn)高壓點(diǎn)火，并產(chǎn)生高頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)高壓鈉燈。與此同時(shí)，在該電子鎮(zhèn)流器中加入了調(diào)光控制電路，主要通過(guò)改變ATMmega88管腳輸出的PWM波的占空比，改變燈的輸出功率，從而達(dá)到調(diào)光的目的。另一方面，為了減小電子鎮(zhèn)流器對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染，加入了EMI濾波器[36] 。 兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電子鎮(zhèn)流器 硬件通信協(xié)議主要基于LonWorks通信協(xié)議LonTalk，采用Neuron C編寫(xiě)。 0x350x70LENADDRLABELCMDDATACRC協(xié)議字段解釋：LEN=ADDR+LABEL+CMD+DATA；ADDR:GRPS站名，為主控制器上的一個(gè)拔碼地址；LABEL：值為NULL；CMD：發(fā)下命令；DATA：數(shù)據(jù)域；CRC：數(shù)據(jù)校驗(yàn)A001。命令傳送規(guī)定：下位機(jī)接收到上位機(jī)的操作命令后，立即回應(yīng)一應(yīng)答幀，上位機(jī)接收到應(yīng)答幀后，停止發(fā)送此幀。若上位機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到下位機(jī)的應(yīng)答幀，應(yīng)重發(fā)此命令幀。下位機(jī)在空閑時(shí)，會(huì)主動(dòng)上傳燈信息，上位機(jī)在接收到此信息后，不用下發(fā)應(yīng)答幀。上位機(jī)下傳命令格式：0x350x70lenaddrlabel0x88DATACRC下傳命令標(biāo)識(shí)為：0x88。下位機(jī)應(yīng)答為：0x350x708addr應(yīng)答DATACRC(1)下載GPRS時(shí)間：如當(dāng)前時(shí)間為201199 13:37:33下傳命令應(yīng)為： 0x35,0x70,11,1,0,0x88,0x47,17,9,9,19,55,51,6,crc。(2)下載總路屬性：0x35,0x70,11,1,0,0x88,0x27,1,2,6,36,3,4,5,crc。0x27后面字段說(shuō)明：1為GPRS站名；2為本站總共有2條支路；6為本站總共有6條回路；36為本站共有36個(gè)燈；3，4，5為備用。 (3)下載支路屬性：0x35,0x70,14,1,0,0x88,0x26,2,4,6,6,5,6,6,6,6,6,crc。0x26后面字段說(shuō)明：2為支路序號(hào)，4為回路序號(hào)，6為第4回路上共有6個(gè)燈，本回路初始中繼為6。5為回路序號(hào)，6為第5回路上共有6個(gè)燈，本回路初始中繼為6。(4)下載開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，調(diào)光時(shí)間：0x35,0x70,16,1,0,0x88,0x24,2,1,18,00,05,00,00,00,80,01,00,60,crc。0x24后面字段說(shuō)明：2為支路序號(hào)，1為備用，18,00為開(kāi)燈時(shí)間為18:00,05，00為關(guān)燈時(shí)間。00,00表示第一次調(diào)光時(shí)間為00:00，80表示第一次調(diào)光百分比，01，00表示第二次調(diào)光時(shí)間為01:00,60表示第二次調(diào)光時(shí)間百分比。調(diào)光時(shí)間一定要在開(kāi)燈與關(guān)燈時(shí)間之間。如現(xiàn)在開(kāi)燈時(shí)間為18點(diǎn)，關(guān)燈時(shí)間為5點(diǎn)，那么調(diào)光時(shí)間應(yīng)在18與5之間，不能為17點(diǎn)或6點(diǎn)等。關(guān)燈時(shí)間必須在開(kāi)燈時(shí)間后面，否則會(huì)引起燈的閃爍。 (5)讀取GPRS時(shí)間：0x35,0x70,9,1,0,0x88,0x48,1,1,1,1,1,crc。下位機(jī)回應(yīng)數(shù)據(jù)格式：0x35,0x70,16,1,0,0x8,0x48,year,month,day,hour,minute,sec,week,crc。(6)讀取總路信息：0x3