整体式公路隧道LED线型光带照明灯具的研制

陈志军 金莉 罗德羽 陈林海

摘 要：本文根据现有公路隧道点光源照明存在的问题，设计了一种整体式LED线型光带照明灯具。灯具将电缆敷设和照明功能进行有机的整体设计，由电缆敷设腔、光源腔、透光罩等组成。采用曲面透光罩配光设计，合理分配灯具光通量和各方向的发光光强，采用防眩光设计，有效控制灯具的照明眩光。与传统点光源灯具相比，隧道内采用低位安装方式，提高了灯具的利用系数，降低灯具的安装功率，避免了眩光，改善了隧道通行环境，具有良好的线形诱导效果。

关键词：整体式；线型光带灯具；公路隧道照明；曲面配光

中图分类号：U453.7 文献标志码：A

0 前言

目前，国内外隧道照明大都采用点光源高位照明方式，灯具布置于隧道顶部5.2m及以上高度。在布置方式上采用双侧对称布置、双侧交错布置、中间布置、中间侧偏布置。铺设电缆桥架或预埋管道来敷设照明供电电缆。点光源照明灯具存在以下几个问题。一是灯具安装过高，照射到路面的光路过长，灯具光通量利用系数低，增加照明灯具的功率。二是由于灯具安装高度与间距的问题以及灯具配光不均的问题，对路面造成明暗光斑，车辆快速通行时，产生固定闪烁频率，对驾乘人员视觉造成不舒适、视觉易疲劳。三是，需要专门铺设电缆桥架或预埋管道，造成工程投资增多。四是点光源照明燈具存在明暗间距，行车诱导效果不佳。

针对传统公路隧道点光源照明灯具的问题，研究设计了一种适应公路隧道低位照明的整体式公路隧道线形LED光带照明灯具。

1 灯具结构设计

整体式线型光带照明灯具将电缆敷设与照明灯具整体式设计。将供电电缆敷设和照明G功能做一个有机的统一设计，将两种功能整体设计。使线型光带照明灯具更美观，减少了电缆敷设备的投资。整体式线型LED光带灯具主要包括灯具光源腔、电缆敷设腔、防眩透光罩以及智能控制装置等。

线型灯具光源腔为线型光源，灯具表面亮度均匀性好，可以根据隧道照明需要生产出不同长度的光源。光源由散热装置和LED光源及线路板等组成。

电缆敷设腔，分两层设计，将照明电源电缆和照明控制电缆有效分隔开来，控制信号不会被干扰，保证照明控制的准确性。

灯具壳体为铝合金整体式拉制成型，具有良好的结构稳定性和整体性。

灯具透光、配光罩，它由高透光率PE材料整体拉制成型，具有良好的透光性能，透光率达95%。采用曲面设计，可以将灯具光通量进行上照与下照光合理分配。

2 灯具配光设计

整体式线型LED光带灯具的配光设计，在充分考虑灯具的出光效率、照明方式、利用系数、眩光防护、防护等级等方面进行研究设计。整体式线型LED光带灯具设计为半直接照明型灯具，下照光通量为灯具光通量的80%，上照光通量为灯具光通量的20%。出光面采用180°透光罩曲面高透光材料整体拉制成型设计，透光率为95%及以上。根据隧道照明特点及低位（2.5m～3.0m高）安装方式设计合理的光强分布，C=0°平面光强对称分布设计，发光角度为90°；C=90°平面发光角度在60°。透光罩采用弧线曲面设计，由于灯具是向下角度安装，正常安装会造成隧道内上端光照度不够，采用弧线曲面透光可使光线反射一部分到上面，形成整体柔和的光照度。合理设计透光罩的反射角度，控制上照光强和下照光强分布，使灯具表面亮度均匀。透光罩采用浅格栅设计，具有良好的防止眩光效果。

3 智能控制设计

智能调光控制装置研究，由于隧道洞内亮度控制需要根据洞外亮度、通行车流量来调节隧道内亮度，做到按需照明，因此在设计灯具智能控制时，采用脉宽调制技术来对灯具的光通量和功率进行调节控制。根据隧道洞外亮度变化信号，智能调光模块把信号处理成对应的脉宽信号发送给灯具调光控制电源。智能调光控制电源原理如图1所示。

结语

整体式线型LED光带灯具将电缆敷设与照明功能做到有机的整体设计，具有良好的光强分布，曲面眩光防护设计，控制实现了智能调光。在隧道照明中，整体式线型LED光带灯具采用低位安装，大大减少了灯具的光路长度，提高了灯具的利用系数，降低了灯具功率。线型光带灯具配光均匀，连续发光，路面照度、亮度均匀度好，避免了道路上的明暗光斑。电缆敷设与灯具整体设计，工程中减少了专门敷设电缆的装置，大大减少了工程投资。线型光带灯具，线性诱导效果良好。整体式线型LED光带灯具克服了传统点光源灯具照明的缺陷，是公路隧道照明灯具的又一选择。

参考文献

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[2] DB33/T 987—2015，公路隧道照明节能控制系统应用技术规程[S].

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