1、 陜西交通高速公路服務有限公司包茂高速小河至安康段隧道照明系統評 估 報 告陜西交通高速公路服務有限公司二零一一年十二月16目 錄一、概況2二、隧道照明評估依據2三、隧道照明系統基本情況3一）隧道分布3二）照明回路的布置3三）原照明系統的設計標準4四、小康高速公路隧道照明系統檢測6一）隧道洞外亮度數據采集方法及結果6二）隧道洞內照度數據采集方法及結果8五、小康高速公路隧道照明系統評估115.1 隧道照明系統存在過度設置115.2 中短隧道照明系統設計過于龐大135.3 隧道照明系統控制方式落后，不智能、不精細135.4 隧道有源電光誘導標應用少145.5 部分隧道照明存在安全隱患145.6 未

2、考慮連續隧道照明特殊性145.7 未系統性考慮隧道照明節能15六、小康高速公路隧道照明節能優化建議156.1 隧道照明控制模式優化方案156.2隧道照明系統輔助設備參數組合優化控制方案15包茂高速小河至安康段隧道照明系統評估報告一、概況國家高速公路網包(頭)至茂(名)線陜西境小河至安康高速公路是交通部規劃的8條西部開發大通道之一，是縱貫我國南北的一條具有重要政治、經濟和國防意義的干線公路。擬建的西康高速公路小河至安康段是其中的重要路段之一，是陜西省公路規劃網“三縱四橫五輻射”公路主骨架中重要組成部分，是聯系陜南和關中及陜北三大經濟區域，溝通陜西省南、中、北的重要公路通道。包茂高速小河至安康段公

3、路全長約58KM，共設置隧道24座（單洞）隧道全長24.050KM；路段設計行車速度80KM/h，路基寬度24.5米，雙向四車道，全封閉，全立交。二、隧道照明評估依據1.1 （JTJ026.1-1999）公路隧道通風照明設計規范；1.2 陜西省高速公路隧道照明系統設計指導意見；1.3 陜西省交通建設集團公司公路照明管理辦法（修訂）；1.4 陜西省交通建設集團公司委托書。三、隧道照明系統基本情況一）隧道分布該路段設有照明系統的隧道共12座，其中黃龍隧道，譚壩二號、三號隧道采用LED照明燈具，其它9座隧道采用高壓鈉燈照明。隧道分布情況如下表：序號隧道名稱隧道長度 （米）隧道起止樁號燈具類型1茍家山

4、隧道480K1024+151-K1024+631高壓鈉燈2王家臺隧道1960K1025+801-YK1027+761高壓鈉燈3大棕坡隧道3310K1030+026-YK1033+336高壓鈉燈4包家山隧道11200K1036+146-K1047+346高壓鈉燈5王莊隧道360K1051+271-K1051+611高壓鈉燈6滾子溝隧道405K1056+628-K1057+033高壓鈉燈7黃龍隧道255K1057+512-K+1057+767LED照明燈8松林隧道485K1059+098-K1059+583高壓鈉燈9譚壩一號隧道445K1060+919-K1061+364高壓鈉燈10譚壩二號隧道3

5、20K1061+470-K1061+790LED照明燈11譚壩三號隧道1070K1062+159-K1063+229LED照明燈12譚壩四號隧道3760K1063+403-K1067+163高壓鈉燈二）照明回路的布置照明燈具均采用雙側對稱布置。長、特長隧道照明回路布置7個回路：右側由加強E、加強C（僅出口段）、基本A、應急S共4個回路組成；左側由加強D、加強C、基本B共3個回路組成。加強段燈具間隔1米，過渡段1燈具間隔2米，過渡段2燈具間隔4米，基本段燈具間隔12米，隧道上行、下行設置相同。中短隧道取消了應急照明回路，其它布置與長、特長隧道相同。三）原照明系統的設計標準1、照明設計亮度標準 照

6、明設計計算行車速度采用80km/h。 根據公路隧道通風照明設計規范（JTJ026.1-1999）進行設計，隧道洞外環境亮度按4000cd/m2取值。照明設計亮度表 區 段設計亮度（cd/m2）長度（m）入口段157.6372過渡段過渡段153.1972過渡段228.9096中間段5.51隧道全長出口段28.90602、光源及燈具隧道內照明燈具以高壓鈉燈為主，黃龍、譚壩二號，譚壩三號采用LED燈具照明燈具。防護等級應不低于IP65。3、燈具布置形式a、加強照明：在隧道引入段、過渡段、出口段設置相應的加強照明，采用400W、250W、100W高壓納燈配光照明，隧道壁兩側布燈，安裝高度5.5m；b、

7、基本照明（含應急照明）：隧道全線設置基本照明（含主洞、橫洞照明），采用100W高壓納燈隧道兩側布燈，基本燈兩側交錯布置，位于隧道建筑限界以外，間距12m，安裝高度為5.5m，此照明方式除作為白天隧道基本照明外，同時一半作為隧道夜間照明和應急照明；c、橫洞照明：橫洞帶采用2×36W熒光燈在橫洞頂布燈。橫洞布燈間距車行橫洞5米、人行橫洞6米，停車帶間距5米。d、隧道變電所照明：采用2×36W熒光燈在洞頂和兩側分三排布燈，每排八盞，兩邊距防火卷簾門1m。4、照明組合方式隧道內照明調光按晴天、陰天、夜間和下半夜分為四檔，其照明組合方式如下：a、晴天：基本燈全開，加強燈全開，洞外路燈

8、關閉；b、陰天：基本燈全開，加強燈只開一部分，洞外路燈關閉；c、夜間：基本燈全開，加強燈全關，洞外路燈開啟；d、下半夜：基本燈只開一部分，加強燈全關，洞外路燈開啟。中間段照明現場圖 過渡段現場照明圖入口加強段照明現場圖四、小康高速公路隧道照明系統檢測為全面、合理、高效地對小康高速公路全線隧道照明系統現狀進行檢測和評估，我們對各隧道入口洞外亮度進行了測試，測試方法如下。一）隧道洞外亮度數據采集方法及結果隧道洞外亮度數據采集采用數碼相機測試法，根據攝影理論和照相光度學，相機能通過鏡頭將目標物成像在感光材料上，圖像上每一點的密度與目標物相應點的曝光量存在一定的關系。在數碼相機的感光特性曲線中，數碼相

9、機生成的數字圖像灰度值與曝光量存在線性關系，通過獲取某幅圖像的灰度值，就可求出拍攝圖像時所用的曝光量，進而求得所拍物體的亮度。數碼相機亮度測試法是根據隧道洞口20°圓錐角視場(如圖4.1所示)圖像中天空、路面及其它不同洞口物體的亮度來綜合確定隧道洞外亮度L20(S)。現場測試步驟如下：圖4.1 20°圓錐角視場范圍（1）自洞口隧道軸線處，沿路中線用皮尺量出洞外接近段的停車視距，確定三腳架的位置(設計車速為80km/h時，三腳架距洞口為100m)；（2）確定三腳架的高度，數碼相機鏡頭中心距路面1.5m；（3）將反射率為18%的灰卡置于三角架和洞口之間，灰卡中心距路面1.5m；

10、（4）開啟亮度計后調整其焦距，使測試對象在儀器觀景窗中清晰；將亮度儀對準灰卡，測讀其亮度，同時用數碼照相機拍攝出洞口及周圍環境的圖像(含灰卡)。測試結果見表1.表1：各隧道洞外亮度一覽表隧道名稱洞口形式洞外亮度（cd/m2）茍家山隧道上行端墻式2153.25下行端墻式2560.3王家臺隧道上行端墻式2560.53下行削竹式2075.02大棕坡隧道上行端墻式2531.07下行端墻式2565.09包家山隧道上行削竹式2283.23下行削竹式3308.43王莊隧道上行端墻式3507.64下行端墻式3301.23滾子溝隧道上行端墻式2213.23下行端墻式2303.76黃龍隧道上行端墻式2698.68

11、下行端墻式2143.54松林隧道上行端墻式2093.09下行削竹式2235.89譚壩一號隧道上行削竹式2134.75下行端墻式2509.76譚壩二號隧道上行端墻式3225.57下行端墻式3548.67譚壩三號隧道上行端墻式3104.82下行端墻式2707.54譚壩四號隧道上行削竹式2134.73下行削竹式2504.26二）隧道洞內照度數據采集方法及結果由于照度與被照射材料無關，因而通常采用照度計測出隧道路面/側墻照度進而換算得到照明亮度值。測量照度時應注意將照度計的感光面平行于被測試面，并且不能使任何物體遮擋感光面。根據規范隧道照明亮度可由照度計測出照度后按下式求得： 式中：L亮度(cd/m2

12、)；E照度(lx)；水泥路面取11（推薦值為1013）；瀝青路面取18（推薦值為1522）。1、數據采集方法隧道洞內照度現場數據采集所使用的儀器是多功能環境表(DT8820)。在隧道入口段、過渡段、基本段、出口段各選擇一個測試區。取燈具間距這一長度均勻布置11個點、5個點、7個點（如圖4.2所示），橫向由中央向兩邊對稱布置，分取路中心、路面1/4處，路緣點，側墻2m高處。用照度儀對不同照明回路中各測點的照度值進行采集。 圖4.2 隧道雙側壁布燈測試點布設示意圖2、數據采集流程各隧道依次對入口段、過渡段、基本段、出口段照度值進行采集，各照明段須對不同照明回路均進行檢測以便為照明改造提供依據。測試

13、期間照明回路的開啟與關閉由西漢高速公路管理處現場人員負責。3、數據采集結果根據竣工圖紙及實地檢測后，可將全線隧道照明系統設計方案按隧道規模、照明系統設置情況等分為三類，見表2至表4，表中各段路面亮度為照明全部開啟時的測試值。目前，除黃龍隧道、譚壩二號、譚壩三號隧道為LED照明，開啟單側全部燈具，其余隧道白天照明控制方案為：將有應急照明一側的加強照明和基本照明同時開啟（即全部照明燈具的1/2）。表2（采用高壓鈉燈的長、特長隧道）項目長度(m)光源布置方式單側燈間距(m)測試路面亮度(cd/m2)入口段Lth72400w250W100W右側回路單燈交錯布置左側回路成組交錯布置兩側規格數量相同115

14、5.65過渡段Ltr172250W100W右側回路單燈交錯布置左側回路成組交錯布置兩側規格數量相同252.50過渡段Ltr296250W100W雙側對稱布置415.30出口段Lex60400w250W100W雙側對稱布置619.22中間段Lin150W雙側對稱布置124.02表3（采用高壓鈉燈的中、短隧道）項目長度(m)光源布置方式單側燈間距(m)測試路面亮度(cd/m2)入口段Lth72400w250W100W雙側對稱布置1156.05過渡段Ltr172250W100W雙側對稱布置253.60過渡段Ltr296250W100W雙側對稱布置415.20出口段Lex60400w250W100W雙

15、側對稱布置619.32中間段Lin150W雙側對稱布置124.32表4（采用LED燈具的隧道，黃龍、譚壩二、三號隧道）項目長度(m)光源布置方式單側燈間距(m)測試路面亮度(cd/m2)入口段Lth72160w120W100W雙側對稱布置1.5105過渡段Ltr172120W100W雙側對稱布置331.3過渡段Ltr296120W100W雙側對稱布置610.5出口段Lex60160w120W100W雙側對稱布置1.518中間段Lin100W雙側對稱布置123.6五、小康高速公路隧道照明系統評估根據資料調研、現場檢測、數據分析及技術交流，目前小康高速公路隧道照明系統主要存在以下幾個方面突出問題。

16、5.1 隧道照明系統存在過度設置根據隧道洞內亮度檢測數據及理論分析，得出此類照明設計方案的洞內亮度參數對比分析結果。由于原設計洞外亮度取值4000 cd/m2，平均比實際值高出約1300 cd/m2，洞內各段的照度需求值遠低于設計值，按設計的開燈組合模式，必然導致照明過剩。以茍家山下行為例，該隧道入口段最大照度需求值為89.61 cd/m2，而實際測量度為156.05 cd/m2，照明過剩率達42.58%，各段照度對比見表5。表5：茍家山下行各照明段照度對比表段別入口段過渡段1過渡段2基本段出口段備注設計亮度值（cd/m2）157.6353.1928.95.5128.9實測亮度值（cd/m2）

17、156.0553.615.24.3219.32雙側全開所需亮度值（cd/m2）89.6126.888.964.522.5注2照明過剩比例42.58%49.84%41.05%0.00%0.00%注3注：1、設計洞外亮度4000 cd/m2 ；實測洞外亮度2560.3 cd/m2；2、所需亮度值按洞外亮度2560.3 cd/m2計算。3、照明過剩比例（實測亮度值所需亮度值）/所需亮度值*100%洞內亮度檢測值與實際所需值相比，入口段、過渡段1和過渡段2的檢測亮度值基本超過了實際所需亮度值的40%以上（如圖5.1所示），即目前的照明水平遠高于實際所需照明水平，現在照明系統存在設置過度問題，具有較大的

18、節能改造空間，需要我們進一步精細化控制模式，達到理想的節能改造目的。導致照明過剩的主要原因在于設計時采用的洞外亮度值L20（S）（4000cd/m2）遠遠超過實際測量值（如表1所示）。中間段和出口段的檢測亮度值則略低于實際所需亮度值，基本可以滿足隧道通行正常的運營需求。經計算，各隧道加強段照明均存在照明過剩現象，見表6。表6：各隧道照明過剩分析計算表隧道名稱洞外亮度（cd/m2）入口段過渡段1過渡段2中間段出口段茍家山上行2153.2551.71%57.82%50.47%0.00%0.00%下行2560.0342.58%49.85%41.11%0.00%0.00%王莊上行3507.6421.3

19、3%31.29%19.31%0.00%0.00%下行3301.2325.96%35.33%24.06%0.00%0.00%滾子溝上行2213.2350.36%56.64%49.09%0.00%0.00%下行2303.7648.33%54.87%47.01%0.00%0.00%松林上行2093.0953.05%59.00%51.85%0.00%0.00%下行2235.8949.85%56.20%48.57%0.00%0.00%譚壩一號上行2134.7552.12%58.18%50.89%0.00%0.00%下行2509.7643.71%50.83%42.27%0.00%0.00%王家臺下行256

20、0.5342.42%48.79%41.48%0.00%0.00%上行2075.0253.34%58.50%52.58%0.00%0.00%大棕坡下行2531.0743.09%49.38%42.16%0.00%0.00%上行2565.0942.32%48.70%41.38%0.00%0.00%包家山下行2283.2348.66%54.34%47.82%0.00%0.00%上行3308.4325.61%33.83%24.39%0.00%0.00%譚壩四號下行2134.7352.00%57.31%51.22%0.00%0.00%上行2504.2643.69%49.91%42.77%0.00%0.00

21、%5.2 中短隧道照明系統設計過于龐大經竣工資料調研及實際調查，小康高速全線隧道數量比例占全線的38%，隧道密度比較集中，其中滾子溝、黃龍、松林隧道、譚壩二號、譚壩三號及譚壩四號隧道之間相隔100米到300米，長隧道相隔也僅有1公里到4公里不等，隧道相隔較短，但該路短隧道照明系統基本參照長隧道照明系統的設置規模進行設計，從而造成短隧道照明燈具基本為加強照明燈具，長度小于500米德短隧道照明系統規模尤其龐大，不但燈具數量眾多、電能浪費嚴重，而且未針對短隧道自身特點建立有效的照明控制模式，存在一定的運營管理浪費。5.3 隧道照明系統控制方式落后，不智能、不精細小康高速公路隧道照明系統需安裝了遠程控

22、制系統，但由于網絡結構復雜，山區天氣多變，且本地不具備時序控制或自動亮度控制功能，導致了隧道的調光需要隧道運營管理人員在現場人工控制，由于隧道數量較多，管理所每天的照明控制工作量大。一方面造成不必要的能源浪費；另一方面，耗費很大的人力、物力去開關照明燈具，運營管理效率太低。5.4 隧道有源電光誘導標應用少小康高速公路大多數隧道設置了有源電光誘導標。由于大多數隧道為曲線隧道，在照明亮度不足或誘導性不佳的情況下，極易發生交通事故。此外尤其應重視曲線隧道照明的視覺誘導問題；開啟隧道內單側燈具時，彎道外側照明比內側有更好的視覺誘導性。而在整個隧道群在進行照明控制時，就未考慮視覺誘導性問題。5.5 部分隧道照明存在安全隱患由于小康高速公路隧道照明系統規模存在過度設置問題，加之眾多中短隧道未實現遠程人工/自動控制，在實際運