高速公路隧道照明測控技術的研究

孫遠程 丁敬旭 張俊豪

?

高速公路隧道照明測控技術的研究

孫遠程 丁敬旭 張俊豪

（沈陽理工大學）

隨著我國經濟的快速發展，高速公路隨著也快速發展著，高速公路隧道問題尤為重要。本文研究高速公路隧道照明檢測技術，開發于隧道照明檢測的照度儀、亮度儀以及照明自動控制系統。詳細分析了照度、亮度檢測原理以及照度儀、亮度儀的結構組成，系統分析了隧道照明的控制需求，進行了照明自動控制系統的軟件設計，實驗驗證了控制效果。

高速公路；隧道照明；測控技術

引言

隧道照明問題既影響交通安全，又影響電能消耗和建設成本。為解決我國隧道照明中存在的諸多錯誤，通過駕駛人視覺和心理需求研究，尋求有效的照明設置方案。在分析我國隧道照明現狀基礎上，以駕駛人在晝間、夜間隧道行車時必然遭遇問題為對象，分析駕駛人對隧道照明的實際需求和變化規律，并提出隧道照明參數計算方法和方案。研究表明：我國隧道照明中存在諸多空白，有些與駕駛人需求背道而馳。在不同條件下，駕駛人對照明需求差異較大，應依據駕駛人視覺特性和心理反應制訂針對性照明方案。

正文

一、我國隧道照明現狀

在我國隧道通風照明標準中。其中包括人口漸變段、加強照明段以及隧道中間段照明參數的確定和計算方法。但在上述問題中，均未涉及夜間照明，將晝夜照明差異未作考慮，導致晝夜照明方案相同；對于駕駛人在隧道內行車過程中，視覺信息認知的影響因素和變化規律未進行深入分析，僅僅依據相關曲線確定相關參數，而未能考慮明暗適應時間和行車速度的影響。

二、測控技術的應用

1.新型傳感技術作為一種新興的科學技術，與現有的計算機技術及電子技術等技術相比，使用功能更加全面，設計結構也更加符合人們工作生活的需求。新型傳感器因其特有的實用性逐漸被人們所關注，并廣泛應用到各個行業當中，新型傳感器的種類因適用領域的不同而不同，新型傳感器的種類主要包括對火車行駛狀態進行檢測的智能化傳感器、大部分被應用到醫學及交通等方面的微型化氣體傳感器、對環境的溫度進行測量與控制數字化傳感器、主要對視覺進行測量的集成化傳感器、應用到城市管理和農業等方面的新型網絡化傳感器。每個種類的傳感器都在其特定的領域中發揮著不可替代的作用。

2.在考慮能耗和保證安全的基礎上，隧道中間段性考慮，照度往往沒有按照規范所提出的人口段階梯下降和出口段階梯增加模式設置，而是照度變化較小或者不變，且存在著過渡段和中間段的突變點；長短不一的隧道，在照明設施設置上存在很大的隨意性，脫離了人視覺認知的實際需求；在有些事故發生率較高的隧道，運營部門未考慮環境條件的改變。

3.夜間隧道外環境照度當采用照明設施時，隧道內照度較高，造成駕駛人不可避免地明適應問題。在該條件下行車時，該問題是一種低照度環境下的明適應，對于駕駛人識認前方道路環境影響較小，但破壞了道路環境的一致性。要實現平順過渡，則應逐漸增加環境照度至合適值。但在現有的照明實踐中，晝夜相同的照明方案，仍然是入口段加強照明，則加劇了環境的突變，使明適應問題更加嚴重，與駕駛人實際需求相去甚遠。同時，大大增加電照明也使得駕駛人在進入下一段時，將會產生暗適應問題，加重的駕駛員負擔。頻繁的明暗適應過程，也容易引起駕駛疲勞。在隧道群環境中行車時，上述問題更加明顯。

三、發展趨勢

遠程測控技術是測控領域發展的主要方向。各種新技術、新器件、新理論的出現和計算機網絡的飛速發展，必將給遠程測控技術的發展和應用提供廣闊的天地。(1)數據傳輸方式朝復合式、多樣性發展。隨著今后測控距離的不斷擴大以及測控系統復雜度的不斷增加，單一的數據傳輸方式往往不能勝任要求；在一個遠程測試系統中采取多種數據傳輸方式相互配合使用，可以降低系統的實現難度，有利于整個系統的模塊化處理。(2)進一步融合嵌入系統技術，使現場數據采集和控制子系統的智能化程度得到提高，且能夠更方便的與遠程測控中心建立起通信渠道。隨著微處理器和嵌入式技術的發展，測控系統的系統的智能化程度將進一步提高，這樣就可以大大減低主控機的負擔，使整個系統的實時性和測控性能提高。(3)基于虛擬儀器的測控網絡將是遠程測試技術發展的大趨勢。隨著虛擬儀器技術的快速推廣和發展，實現遠程測控系統基于網絡的通信能力大大提高，基于虛擬儀器和網絡技術的測量網絡將成為科學研究和生產自動化控制系統的重要組成部分。

結束語

交通行為的決定者和交通系統安全的關鍵因素是駕駛人，而駕駛又是以視覺信息為引導的行為過程，隧道照明的目的是改善駕駛人的視場環境。上述特點決定了，照明方案必須以駕駛人需求為引導，確定相關參數。(1)在照明測控制定中，必須以不同條件下行車時，駕駛人將遭遇的問題為基礎，考慮工程方便性和可操作性制定有針對性的照明方案。(2)在滿足視頻監控照度要求條件下，分別確定中間段晝夜環境照度值。

[1]JTJ 026．1—1999 公路隧道通風照明設計規范[s]

[2]張馳，王洵，徐沛娟．公路隧道LED節能照明及控制系統試驗研究[J]．新技術新工藝，2009(9)：67～69．

[3]劉浩學，趙煒華．高速公路隧道環境中駕駛行為特征及安全保障技術研究[R]．2010．

[4]姜軼峰，陳敏，錢照明．一種新型可調光無聲諧振超高頻電子鎮流器[j]．電力電子技術，2005，39(6)：75—77．

[5]劉浩學，劉唏柏．交通心理學[M]．西安：陜西省科學技術出版社，1992

U45

B

1007-6344（2017）03-0046-01

孫遠程 性別：男 出生年月：1996年4月2日 籍貫：遼寧省大連市學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術與儀器

丁敬旭 性別：男 出生年月：1997年10月5日 籍貫：黑龍江省哈爾濱市 學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術與儀器

張俊豪 性別：男 出生年月：1998年7月13日 籍貫：貴州省畢節市學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術與儀器