整體式公路隧道LED線型光帶照明燈具的研制

陳志軍 金莉 羅德羽 陳林海

摘 要：本文根據現有公路隧道點光源照明存在的問題，設計了一種整體式LED線型光帶照明燈具。燈具將電纜敷設和照明功能進行有機的整體設計，由電纜敷設腔、光源腔、透光罩等組成。采用曲面透光罩配光設計，合理分配燈具光通量和各方向的發光光強，采用防眩光設計，有效控制燈具的照明眩光。與傳統點光源燈具相比，隧道內采用低位安裝方式，提高了燈具的利用系數，降低燈具的安裝功率，避免了眩光，改善了隧道通行環境，具有良好的線形誘導效果。

關鍵詞：整體式；線型光帶燈具；公路隧道照明；曲面配光

中圖分類號：U453.7 文獻標志碼：A

0 前言

目前，國內外隧道照明大都采用點光源高位照明方式，燈具布置于隧道頂部5.2m及以上高度。在布置方式上采用雙側對稱布置、雙側交錯布置、中間布置、中間側偏布置。鋪設電纜橋架或預埋管道來敷設照明供電電纜。點光源照明燈具存在以下幾個問題。一是燈具安裝過高，照射到路面的光路過長，燈具光通量利用系數低，增加照明燈具的功率。二是由于燈具安裝高度與間距的問題以及燈具配光不均的問題，對路面造成明暗光斑，車輛快速通行時，產生固定閃爍頻率，對駕乘人員視覺造成不舒適、視覺易疲勞。三是，需要專門鋪設電纜橋架或預埋管道，造成工程投資增多。四是點光源照明燈具存在明暗間距，行車誘導效果不佳。

針對傳統公路隧道點光源照明燈具的問題，研究設計了一種適應公路隧道低位照明的整體式公路隧道線形LED光帶照明燈具。

1 燈具結構設計

整體式線型光帶照明燈具將電纜敷設與照明燈具整體式設計。將供電電纜敷設和照明G功能做一個有機的統一設計，將兩種功能整體設計。使線型光帶照明燈具更美觀，減少了電纜敷設備的投資。整體式線型LED光帶燈具主要包括燈具光源腔、電纜敷設腔、防眩透光罩以及智能控制裝置等。

線型燈具光源腔為線型光源，燈具表面亮度均勻性好，可以根據隧道照明需要生產出不同長度的光源。光源由散熱裝置和LED光源及線路板等組成。

電纜敷設腔，分兩層設計，將照明電源電纜和照明控制電纜有效分隔開來，控制信號不會被干擾，保證照明控制的準確性。

燈具殼體為鋁合金整體式拉制成型，具有良好的結構穩定性和整體性。

燈具透光、配光罩，它由高透光率PE材料整體拉制成型，具有良好的透光性能，透光率達95%。采用曲面設計，可以將燈具光通量進行上照與下照光合理分配。

2 燈具配光設計

整體式線型LED光帶燈具的配光設計，在充分考慮燈具的出光效率、照明方式、利用系數、眩光防護、防護等級等方面進行研究設計。整體式線型LED光帶燈具設計為半直接照明型燈具，下照光通量為燈具光通量的80%，上照光通量為燈具光通量的20%。出光面采用180°透光罩曲面高透光材料整體拉制成型設計，透光率為95%及以上。根據隧道照明特點及低位（2.5m～3.0m高）安裝方式設計合理的光強分布，C=0°平面光強對稱分布設計，發光角度為90°；C=90°平面發光角度在60°。透光罩采用弧線曲面設計，由于燈具是向下角度安裝，正常安裝會造成隧道內上端光照度不夠，采用弧線曲面透光可使光線反射一部分到上面，形成整體柔和的光照度。合理設計透光罩的反射角度，控制上照光強和下照光強分布，使燈具表面亮度均勻。透光罩采用淺格柵設計，具有良好的防止眩光效果。

3 智能控制設計

智能調光控制裝置研究，由于隧道洞內亮度控制需要根據洞外亮度、通行車流量來調節隧道內亮度，做到按需照明，因此在設計燈具智能控制時，采用脈寬調制技術來對燈具的光通量和功率進行調節控制。根據隧道洞外亮度變化信號，智能調光模塊把信號處理成對應的脈寬信號發送給燈具調光控制電源。智能調光控制電源原理如圖1所示。

結語

整體式線型LED光帶燈具將電纜敷設與照明功能做到有機的整體設計，具有良好的光強分布，曲面眩光防護設計，控制實現了智能調光。在隧道照明中，整體式線型LED光帶燈具采用低位安裝，大大減少了燈具的光路長度，提高了燈具的利用系數，降低了燈具功率。線型光帶燈具配光均勻，連續發光，路面照度、亮度均勻度好，避免了道路上的明暗光斑。電纜敷設與燈具整體設計，工程中減少了專門敷設電纜的裝置，大大減少了工程投資。線型光帶燈具，線性誘導效果良好。整體式線型LED光帶燈具克服了傳統點光源燈具照明的缺陷，是公路隧道照明燈具的又一選擇。

參考文獻

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