公路隧道照明理論與應用：基于容許交通風險度的公路隧道照明

目錄
第1章 緒論 1
1.1 公路隧道照明的兩大問題 1
1.2 我國公路隧道照明的主要進展 3
1.3 與國外研究進展對比 5
第2章 基礎理論 8
2.1 視覺理論 8
2.1.1 視覺范圍 8
2.1.2 視覺的認知性 9
2.1.3 視覺的適應性 10
2.2 數(shù)理統(tǒng)計 11
2.2.1 泊松分布 11
2.2.2 二項式分布 11
2.2.3 埃爾朗分布 12
2.2.4 置信度 12
2.2.5 擬合優(yōu)度檢驗—檢驗 13
2.3 交通流理論 14
2.3.1 基本假定 14
2.3.2 流量、速度與密度的關系 14
2.3.3 交通量與車輛到達規(guī)律 17
2.4 道路工程 19
2.4.1 跟車間距 19
2.4.2 停車視距 19
2.4.3 超車視距 20
2.5 隧道工程 21
2.5.1 洞門 21
2.5.2 隧道橫斷面 22
2.5.3 隧道縱斷面 23
2.5.4 隧道墻面 23
2.5.5 隧道路面 23
2.6 交通工程 23
2.6.1 交通行為 23
2.6.2 車輛換算系數(shù) 24
2.6.3 服務水平 24
2.7 控制工程 27
2.7.1 手動控制 27
2.7.2 自動控制 27
2.8 安全經濟學 31
2.8.1 基本概念 31
2.8.2 安全經濟投入**化原則 36
2.8.3 安全分析 37
2.8.4 決策方法 38
第3章 公路隧道照明的主要影響因素 42
3.1 概述 42
3.2 駕駛者 43
3.2.1 心態(tài) 43
3.2.2 體態(tài) 43
3.2.3 駕駛者視力恢復時間 44
3.3 車輛 45
3.3.1 車輛類型 45
3.3.2 設計車輛尺寸 45
3.3.3 車輛組成 46
3.3.4 車輛裝載 46
3.4 道路 46
3.4.1 線形 46
3.4.2 相鄰隧道間的距離 48
3.4.3 路面 48
3.4.4 墻面 49
3.4.5 隧道橫斷面 50
3.4.6 洞門形式參數(shù) 52
3.5 環(huán)境 53
3.5.1 洞內環(huán)境 53
3.5.2 洞外環(huán)境 54
3.5.3 天氣狀況 56
3.6 容許的交通風險 57
3.7 經濟條件 58
3.8 交通流特征 58
3.8.1 交通組成 58
3.8.2 交通行為 58
3.8.3 交通量 59
3.8.4 計算行車速度 60
3.9 隧道長度 63
3.10 燈具 64
3.10.1 評價指標 64
3.10.2 燈具選擇 66
3.11 輔助照明 70
3.11.1 視線誘導 70
3.11.2 墻面亮化 70
3.11.3 景觀照明 70
3.12 管理 71
3.12.1 燈具維護 71
3.12.2 照明控制 73
第4章 公路隧道交通的時空成像與照明功率密度 76
4.1 概述 76
4.2 短隧道照明的時空成像 79
4.2.1 短隧道的定義 79
4.2.2 短隧道照明的交通現(xiàn)象 79
4.2.3 短隧道的特點 81
4.3 中等長度隧道照明的時空成像 83
4.3.1 中等長度隧道的定義 84
4.3.2 中等長度隧道照明的交通現(xiàn)象 84
4.3.3 中等長度隧道的特點 84
4.4 長隧道照明的時空成像 84
4.4.1 長隧道的定義 84
4.4.2 長隧道照明的交通現(xiàn)象 85
4.4.3 長隧道的特點 85
4.5 特長隧道照明的時空成像 85
4.5.1 特長隧道的定義 85
4.5.2 特長隧道照明的交通現(xiàn)象 85
4.5.3 特長隧道的特點 86
4.6 隧道照明涉及的主要設施 86
4.6.1 照明燈具 86
4.6.2 傳輸設施 86
4.6.3 控制設施 88
4.6.4 輔助照明 89
4.6.5 景觀照明 90
4.7 隧道照明需要解決的問題 90
4.8 隧道照明的基本思路 97
4.8.1 隧道照明系統(tǒng)構成 98
4.8.2 隧道照明段落劃分 98
4.8.3 隧道照明方式 100
4.8.4 隧道照明質量的評價 103
4.9 隧道各照明段落功率長度 107
4.9.1 入口段長度 107
4.9.2 過渡段長度 107
4.9.3 中間段長度 108
4.10 隧道各照明段落功率密度 108
4.10.1 入口段照明功率密度 108
4.10.2 過渡段照明功率密度 109
4.10.3 出口段功率密度 110
4.10.4 中間段功率密度 110
4.11 相對功率密度比 110
4.12 燈具效能與價格對照明投資的影響 112
第5章 公路隧道照明理論模型 113
5.1 概述 113
5.2 隧道照明場景 115
5.2.1 照明配置的影響因素 115
5.2.2 交通狀態(tài) 115
5.2.3 障礙物與工程實際 116
5.2.4 照明場景 116
5.3 隧道照明的約束條件與照明目標 117
5.3.1 約束條件 117
5.3.2 照明目標 119
5.4 不同交通狀態(tài)的最小車間時距 119
5.4.1 自由流的最小車間時距 119
5.4.2 干擾流的最小車間時距 121
5.4.3 跟蹤流的最小車間時距 122
5.5 特征值a、b、c的計算方法 122
5.5.1 特征值a 122
5.5.2 特征值b 124
5.5.3 特征值c 125
5.6 國內外特征值a、b的對比 125
5.6.1 特征值a的討論 125
5.6.2 特征值b的討論 126
5.6.3 特征值推薦值 126
5.7 隧道照明車輛換算系數(shù) 126
5.7.1 定義 126
5.7.2 計算方法 127
5.7.3 基于交通流與交通狀態(tài)的車輛換算系數(shù) 127
5.8 臨界交通量試驗驗證 132
5.8.1 試驗場景 132
5.8.2 理論計算 132
5.8.3 現(xiàn)場測試 135
5.9 照明亮度 136
5.9.1 計算方法 136
5.9.2 與國外成果的對比 138
5.9.3 與國內成果的對比 139
5.10 三、四級公路隧道照明 148
5.10.1 交通量 148
5.10.2 道路等級與隧道長度 148
5.10.3 隧道照明設置語義 149
5.10.4 基于道路等級與隧道長度的隧道照明設置條件 149
5.10.5 經濟條件 150
5.10.6 基于經濟條件、道路等級與隧道長度的隧道照明設置 150
5.10.7 對比分析 151
第6章 公路隧道照明設計方法 152
6.1 概述 152
6.2 設計分類與設計深度 152
6.2.1 設計分類 152
6.2.2 設計深度 153
6.3 設計參數(shù) 154
6.3.1 隧道土建參數(shù) 154
6.3.2 環(huán)境參數(shù) 155
6.3.3 交通參數(shù) 155
6.3.4 燈具參數(shù) 155
6.4 照明設計工況與效果評價 157
6.4.1 照明設計工況 157
6.4.2 效果評價 158
6.5 布燈方法 158
6.6 隧道照明功率確定方法—利用系數(shù)法 158
6.7 隧道照明功率確定方法—逐點計算法 160
6.7.1 點光源計算法 161
6.7.2 線光源計算法 161
6.7.3 面光源計算法 161
6.8 照明配線設計 161
6.8.1 單干線配線法 162
6.8.2 雙干線配線法 162
6.9 隧道洞外引道照明、緊急停車帶照明、橫通道照明以及應急照明 162
6.9.1 洞外引道照明 162
6.9.2 緊急停車帶與橫通道照明 162
6.9.3 應急照明 163
6.10 低位照明 163
6.10.1 燈具安裝位置 163
6.10.2 燈具配光 164
6.11 隧道LED照明設計 166
6.12 L20降低方法—遮光棚設計優(yōu)化法 167
6.12.1 基于細則照明段落劃分的方法 167
6.12.2 基于適應曲線的遮光棚長度優(yōu)化方法 173
6.13 高寒地區(qū)隧道照明設計 178
6.13.1 隧道照明段落劃分 178
6.13.2 k、L20、v和設計交通量與照明常亮度的關系 179
6.13.3 約束條件 179
6.13.4 計算模型 180
6.14 LED燈曲線隧道照明間距研究 183
6.14.1 約束條件 183
6.14.2 布燈方式分析 183
6.14.3 單側內側布燈方式 184
6.14.4 單側外側布燈方式 185
6.14.5 雙側對稱布燈方式 186
6.14.6 雙側交錯布燈方式 187
6.14.7 針對不同車型來討論不同布燈方式的盲區(qū)面積及布燈間距 189
6.14.8 結論 190
6.15 照明控制—基于洞外亮度、速度與交通量的隧道照明控制法 190
6.15.1 照明控制的原理與方式 191
6.15.2 照明控制工況與條件 192
6.15.3 系統(tǒng)構成與控制流程 193
6.15.4 照明調光控制 195
第7章 應用 200
7.1 概述 200
7.2 高寒地區(qū)隧道 200
7.2.1 設計參數(shù) 201
7.2.2 各照明段落亮度 201
7.2.3 各照明段落長度 201
7.2.4 各照明段落所需照明面積 202
7.2.5 照明所需光通量 202
7.2.6 照明功率 203
7.2.7 燈具概算 203
7.2.8 設計參數(shù)優(yōu)化 203
7.3 低位照明法 204
7.3.1 低位照明適用的場景 204
7.3.2 低位照明燈具的選擇 205
7.3.3 低位照明功率的計算 205
7.4 照明控制 205
7.4.1 控制信號的分類 205
7.4.2 隧道數(shù)字可尋址照明接口標準 206
7.5 遮光棚與棚洞 207
7.5.1 遮光棚分類 207
7.5.2 棚洞分類 210
7.5.3 遮光棚和棚洞的適用性分析 212
7.6 遮光棚在毗鄰隧道中的應用 212
7.6.1 設置遮光棚的作用 212
7.6.2 毗鄰隧道不同連接形式下遮光棚適用性分析 214
7.6.3 毗鄰隧道的遮光棚工程應用 215
7.6.4 毗鄰隧道照明節(jié)能效益分析 218
第8章 照明效果評估與試驗 223
8.1 概述 223
8.2 隧道照明效果評估系統(tǒng) 223
8.2.1 前提條件 223
8.2.2 高速公路隧道LED照明系統(tǒng)能耗監(jiān)測方法 22