公路隧道照明方案问题分析

公路隧道照明方案问题分析 公路隧道照明方案问题分析 公路隧道照明方案问题分析 刘志岗 （邢台市公路管理处，河北 邢台 ） 摘要：隧道照明是公路建设中的一个重要部分，直接涉及到交通安全。通过从驾驶者的视觉和心理着手，分析驾驶者对隧道照明的实际需求和变化规律，研究在不同环境下隧道内行车时遇到的问题，力求设计出更完善的照明设置方案。 关键词：隧道照明；针对性；适合照度 0 引言 随着我国公路建设逐渐向西部山区及高原地区推进，公路隧道也随之增多，其具有相对封闭、内外差异大的特殊性，受这些自身结构和环境特点的影响，公路隧道成为事故的高发地段。目前我国的隧道通风照明标准中，虽然在一定程度上考虑到驾驶者的视觉特性，制定出隧道照明参数和设计方法，但有些针对性的细节问题未能考虑，致使存在很大的安全隐患123。从现有的规范来说，应当更进一步的细化，针对不同情况进行特殊分析。 驾驶是一个以视觉引导为前提的，相关信息循环加工随之产生决策的过程。在上述过程中，视觉占据决定性因素。受人眼生理功能限制，在环境照度发生变化时，会产生明暗适应问题，造成视觉认知功能短时障碍，严重影响行车安全456。以现有隧道照明实践问题和研究结果为基础，由隧道分段环境照度和昼夜变化入手，分析隧道照明问题并提出思路。 1 现状 1.1 为节约费用随意缩减光源 现行照明标准在定制时，没有考虑到投入使用后的能耗问题。在工程建设初期，隧道照明方案基本都采用双侧设计，但投入实际运营后为降低照明费用，多会采取关闭部分或一侧光源的做法。甚至在一些交通量不大的路段，直接将光源取缔。这样肆意的改动照明方案，容易引起交通事故。 1.2 未分段分析实际需求 据调查，从施工过程的便捷性考虑，照度往往不会依照规范制定的入口段阶梯下降、出口段阶梯增加的条款来设置光源，而是照度无变化或是变化较小，并且存在着过渡段照度突变等问题。对于长度不同的隧道，也没有考虑车速与环境改变的相关性，不断增加的光照度，易导致超速事故的发生。 1.3 昼夜照明方案相同 在我国现行的标准中，照明方案昼夜相同，从未提到有关夜间照明的问题，昼夜照明存在的差异没有人考虑。 2 隧道照度变化研究 制定隧道照明首先要考虑到其视觉环境的特殊性，为了更优化隧道照明设计方案，最重要的是了解基本的视觉问题。国际照明委员会制定了从隧道口开始，将入口段照明分为阈值段和过渡段。设置阈值段的目的是消除“黑洞”现象，让驾驶者能在入口处辨别出障碍物。而为了避免阈值段的强照明与中段基本照明之间的突变而设置了过渡照明段，此段照明水平应逐渐降低。 白天隧道内外的亮度对比度相当强烈，如果加上隧道较长，驾驶者在刚驶入隧道时看到的是一个黑色的洞，这就是黑洞现象。对于长度比较短的隧道，在驾驶者面前出现的就是一个黑方框。从开敞的亮空间进入一个封闭的黑暗空间，人的视觉需要有一定的时间适应，隧道内部的情况需要适应后才能看清，这种现象称之为适应滞后现象。特别值得注意的是在隧道的中间段，聚集了汽车排出的尾气，容易形成烟雾，这些烟雾会吸收、散射汽车前照灯光后形成光幕。这种光幕降低了与前方障碍物之间的亮度对比度，最终影响到障碍物的能见度，及其不利于驾驶者的视力辨别。在隧道的出口处，驾驶者往往会产生强烈的眩光，同样容易看不清路况而发生事故。因此合理的隧道照明方案应该分为入口段、中段、出口段三个分段来进行设计，其中最为重要的是入口段的照明设计，方案首先应该考虑与外界相仿的亮度逐渐降低。具体来说，隧道各段的照明亮度要根据不同情况来进行针对性分析。 3 针对性分段、昼夜照明方案 3.1 入口段 白天，隧道内外环境照度反差极大，不可避免造成驾驶者暗适应问题。如果驾驶者在隧道入口段无法看清前方信息，就容易引发事故。在现有规范中，提出了接近段的照度过渡区间，但照度降低量很小，驾驶者初驶入隧道口的暗适应问题依然严重。入口段即使设有加强照明，受隧道外自然光照度、时间、天气、地理环境以及洞口朝向等诸多因素影响，在进入下一段行车时仍遭遇严重的暗适应问题。为保证视力环境的平顺过渡，可采用提高照度的方法7。 夜间环境隧道内照度较高，又会造成驾驶者强烈的明适应问题。夜晚在照度较高的隧道内行车的时候，要实现顺畅的过渡，应科学的逐渐加强环境照度。但通过调查实际情况，都是基本遵循昼夜相同的照明设计。夜间，入口段仍然采用白天相同的加强照明方案，加剧了环境的突变，明适应问题更加的突出，远远偏离驾驶者的实际需求，同时还增加了不必要的电能浪费，造成不必要的损失。更值得注意的是，明、暗适应过程过于频繁，也易引起驾驶疲劳。尤其是在隧道群出现的环境段，上述问题显而易见。 3.2 中段 隧道中段照明的根本就是保证驾驶者最大程度地看清道路信息，考虑到白天隧道内外环境的一致性，此段照度越高越满足驾驶者需要。 到了夜间，则中段照度越低越能满足驾驶者需求。因为当隧道环境内照度提高后，驾驶者行车速度也会相应提高，同时驾驶者视力所接受到光源，是经过各种表面反射后的生态光。相对封闭的隧道环境，反而会增多反射面积，使汽车前照灯能效增加，进一步优化了视力环境。 3.3 出口段 白天，因明适应时间短于暗适应时间，现行的照明方案基本能满足需求，但值得注意的是要加强缓和照明。一般情况下驾驶者在出口段都会提高车速，因此缓和照明段应在原有的基础上适当加长距离，以保证良好的顺势过渡。 夜晚，驾驶者驶离隧道之前又将面临暗适应问题。在现有出口加强照明的情况下，暗适应问题尤为严重。驾驶者根本无法看清楚前方的道路信息，这成为很多隧道出口处夜间易发生交通事故的重要诱因。由此可见，夜间隧道出口段设置大量密集的光源，既浪费能源又影响了行车安全，应该在夜间关闭部分光源以保障驾驶者的行车舒适性。 4 结语 隧道照明的目的就是改善驾驶者的视场环境，在不同条件下，驾驶者对照明需求的差异很大。我国隧道照明规范中还存在诸多空白，应以驾驶者实际需求为指导，依据驾驶者视觉特性和心理反应制订有针对性的照明方案。 提倡把隧道分为入口、中段、出口三段，并结合昼夜不同情况进行细化设计。在隧道入口处，白天应进一步加强光照度，夜间与之相比适当的减弱光照度，以保证驾驶者逐渐适应隧道内环境；在隧道中段，应结合隧道内外环境的一致性，白天采用较高的照度方案，夜间则应在保障驾驶者看清道路信息的基本要求下，尽可能的降低照度；在出口段的照明设计上，白天在现有方案的基础上加强缓和照明路段长度，夜晚则应逐渐降低照度，以保证驾驶者更好的顺势过渡。依据上述原则，可在隧道照明方案制定初期，设计两套线路，日后昼夜定时开关，以满足不同条件下驾驶者对隧道内外光照度的需求，从而降低隧道事故的发生率，同时又可以节能减排。 参考文献： 1交通部重庆公路科学研究院.JTJ 026.1-1999 公路隧道通风照明设计规范S.北京：人民交通出版社，2000. 2王辉，刘浩学，赵炜华，等.公路隧道环境中交通事故特征分析J.公路，2009（11）：144-147. 3刘浩学，赵炜华.高速公路隧道环境中驾驶行为特征及安全保障技术研究R.2010. 4MW艾森克，MT基恩.认识心理学M.高定国译.上海：华东师范大学出版社，2008. 5 刘浩学，刘柏.交通心理学M.西安：陕西省科学技术出版社，199