公路隧道照明理論與應(yīng)用：基于容許交通風(fēng)險(xiǎn)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(wèn)題 1
1.2 我國(guó)公路隧道照明的主要進(jìn)展 3
1.3 與國(guó)外研究進(jìn)展對(duì)比 5
第2章 基礎(chǔ)理論 8
2.1 視覺(jué)理論 8
2.1.1 視覺(jué)范圍 8
2.1.2 視覺(jué)的認(rèn)知性 9
2.1.3 視覺(jué)的適應(yīng)性 10
2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì) 11
2.2.1 泊松分布 11
2.2.2 二項(xiàng)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(yàn)—檢驗(yàn) 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(guān)系 14
2.3.3 交通量與車(chē)輛到達(dá)規(guī)律 17
2.4 道路工程 19
2.4.1 跟車(chē)間距 19
2.4.2 停車(chē)視距 19
2.4.3 超車(chē)視距 20
2.5 隧道工程 21
2.5.1 洞門(mén) 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(chē)輛換算系數(shù) 24
2.6.3 服務(wù)水平 24
2.7 控制工程 27
2.7.1 手動(dòng)控制 27
2.7.2 自動(dòng)控制 27
2.8 安全經(jīng)濟(jì)學(xué) 31
2.8.1 基本概念 31
2.8.2 安全經(jīng)濟(jì)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(fù)時(shí)間 44
3.3 車(chē)輛 45
3.3.1 車(chē)輛類(lèi)型 45
3.3.2 設(shè)計(jì)車(chē)輛尺寸 45
3.3.3 車(chē)輛組成 46
3.3.4 車(chē)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(mén)形式參數(shù) 52
3.5 環(huán)境 53
3.5.1 洞內(nèi)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(fēng)險(xiǎn) 57
3.7 經(jīng)濟(jì)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(jì)算行車(chē)速度 60
3.9 隧道長(zhǎng)度 63
3.10 燈具 64
3.10.1 評(píng)價(jià)指標(biāo) 64
3.10.2 燈具選擇 66
3.11 輔助照明 70
3.11.1 視線誘導(dǎo) 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(hù) 71
3.12.2 照明控制 73
第4章 公路隧道交通的時(shí)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(shí)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(diǎn) 81
4.3 中等長(zhǎng)度隧道照明的時(shí)空成像 83
4.3.1 中等長(zhǎng)度隧道的定義 84
4.3.2 中等長(zhǎng)度隧道照明的交通現(xiàn)象 84
4.3.3 中等長(zhǎng)度隧道的特點(diǎn) 84
4.4 長(zhǎng)隧道照明的時(shí)空成像 84
4.4.1 長(zhǎng)隧道的定義 84
4.4.2 長(zhǎng)隧道照明的交通現(xiàn)象 85
4.4.3 長(zhǎng)隧道的特點(diǎn) 85
4.5 特長(zhǎng)隧道照明的時(shí)空成像 85
4.5.1 特長(zhǎng)隧道的定義 85
4.5.2 特長(zhǎng)隧道照明的交通現(xiàn)象 85
4.5.3 特長(zhǎng)隧道的特點(diǎn) 86
4.6 隧道照明涉及的主要設(shè)施 86
4.6.1 照明燈具 86
4.6.2 傳輸設(shè)施 86
4.6.3 控制設(shè)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(wèn)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(gòu)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(zhì)量的評(píng)價(jià) 103
4.9 隧道各照明段落功率長(zhǎng)度 107
4.9.1 入口段長(zhǎng)度 107
4.9.2 過(guò)渡段長(zhǎng)度 107
4.9.3 中間段長(zhǎng)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(guò)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(duì)功率密度比 110
4.12 燈具效能與價(jià)格對(duì)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(chǎng)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(shí)際 116
5.2.4 照明場(chǎng)景 116
5.3 隧道照明的約束條件與照明目標(biāo) 117
5.3.1 約束條件 117
5.3.2 照明目標(biāo) 119
5.4 不同交通狀態(tài)的最小車(chē)間時(shí)距 119
5.4.1 自由流的最小車(chē)間時(shí)距 119
5.4.2 干擾流的最小車(chē)間時(shí)距 121
5.4.3 跟蹤流的最小車(chē)間時(shí)距 122
5.5 特征值a、b、c的計(jì)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(guó)內(nèi)外特征值a、b的對(duì)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(chē)輛換算系數(shù) 126
5.7.1 定義 126
5.7.2 計(jì)算方法 127
5.7.3 基于交通流與交通狀態(tài)的車(chē)輛換算系數(shù) 127
5.8 臨界交通量試驗(yàn)驗(yàn)證 132
5.8.1 試驗(yàn)場(chǎng)景 132
5.8.2 理論計(jì)算 132
5.8.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 135
5.9 照明亮度 136
5.9.1 計(jì)算方法 136
5.9.2 與國(guó)外成果的對(duì)比 138
5.9.3 與國(guó)內(nèi)成果的對(duì)比 139
5.10 三、四級(jí)公路隧道照明 148
5.10.1 交通量 148
5.10.2 道路等級(jí)與隧道長(zhǎng)度 148
5.10.3 隧道照明設(shè)置語(yǔ)義 149
5.10.4 基于道路等級(jí)與隧道長(zhǎng)度的隧道照明設(shè)置條件 149
5.10.5 經(jīng)濟(jì)條件 150
5.10.6 基于經(jīng)濟(jì)條件、道路等級(jí)與隧道長(zhǎng)度的隧道照明設(shè)置 150
5.10.7 對(duì)比分析 151
第6章 公路隧道照明設(shè)計(jì)方法 152
6.1 概述 152
6.2 設(shè)計(jì)分類(lèi)與設(shè)計(jì)深度 152
6.2.1 設(shè)計(jì)分類(lèi) 152
6.2.2 設(shè)計(jì)深度 153
6.3 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工況與效果評(píng)價(jià) 157
6.4.1 照明設(shè)計(jì)工況 157
6.4.2 效果評(píng)價(jià) 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(diǎn)計(jì)算法 160
6.7.1 點(diǎn)光源計(jì)算法 161
6.7.2 線光源計(jì)算法 161
6.7.3 面光源計(jì)算法 161
6.8 照明配線設(shè)計(jì) 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(chē)帶照明、橫通道照明以及應(yīng)急照明 162
6.9.1 洞外引道照明 162
6.9.2 緊急停車(chē)帶與橫通道照明 162
6.9.3 應(yīng)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(shè)計(jì) 166
6.12 L20降低方法—遮光棚設(shè)計(jì)優(yōu)化法 167
6.12.1 基于細(xì)則照明段落劃分的方法 167
6.12.2 基于適應(yīng)曲線的遮光棚長(zhǎng)度優(yōu)化方法 173
6.13 高寒地區(qū)隧道照明設(shè)計(jì) 178
6.13.1 隧道照明段落劃分 178
6.13.2 k、L20、v和設(shè)計(jì)交通量與照明常亮度的關(guān)系 179
6.13.3 約束條件 179
6.13.4 計(jì)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(cè)內(nèi)側(cè)布燈方式 184
6.14.4 單側(cè)外側(cè)布燈方式 185
6.14.5 雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布燈方式 186
6.14.6 雙側(cè)交錯(cuò)布燈方式 187
6.14.7 針對(duì)不同車(chē)型來(lái)討論不同布燈方式的盲區(qū)面積及布燈間距 189
6.14.8 結(jié)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(gòu)成與控制流程 193
6.15.4 照明調(diào)光控制 195
第7章 應(yīng)用 200
7.1 概述 200
7.2 高寒地區(qū)隧道 200
7.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 201
7.2.2 各照明段落亮度 201
7.2.3 各照明段落長(zhǎng)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(shè)計(jì)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(chǎng)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(jì)算 205
7.4 照明控制 205
7.4.1 控制信號(hào)的分類(lèi) 205
7.4.2 隧道數(shù)字可尋址照明接口標(biāo)準(zhǔn) 206
7.5 遮光棚與棚洞 207
7.5.1 遮光棚分類(lèi) 207
7.5.2 棚洞分類(lèi) 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(yīng)用 212
7.6.1 設(shè)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(yīng)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(píng)估與試驗(yàn) 223
8.1 概述 223
8.2 隧道照明效果評(píng)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(cè)方法 22