用数码相机法测试隧道洞外亮度L20(S).pdfVIP

用数码相机法测试隧道洞外亮度乏o(S) 李 科 (招商局重庆交通科研设计院有限公司 隧道建设与养护技术交通行业重点实验室重庆400067) 摘要 洞外亮度是隧道照明的计算基础，直接决定隧道照明和供配电设置规模。研究 隧道洞外亮度值的合理取得方法，目的就是为了使整个隧道照明系统安全可靠。根据隧道洞 外亮度k(|s)的定义和数码相机感光特性原理研究，通过测试和数据分析，验证数码相机测 试隧道洞外亮度的可行性，为工程设计提供了具体的指导方法。 关键词 公路隧道 洞外亮度 数码相机测试 隧道照明与道路照明的显著区别是不仅夜间需要照明，白天更需要照明，而且从照明需要 设置的规模来看白天提供的照明规模远大于夜间照明的要求。随着我国公路建设的发展，公 路隧道尤其是高速公路隧道被广泛采用，隧道照明设施的规模及数量越来越大，隧道运营电费 和维护费用越来越高，隧道照明节能与安全之间的矛盾也越来越突出，处理不好必将影响高速 公路的可持续发展。因此，隧道照明节能的需求变得非常急迫。 隧道节能可从洞外亮度、照明设计参数、照明灯具、照明光源、灯具布灯方式、控制设备和 控制算法等7个方面着手。洞外亮度是隧道照明的计算基础，直接决定隧道照明和供配电规 模。研究隧道洞外亮度值的合理取得方法，目的就是为了使整个隧道照明系统安全可靠，使驾 驶员能更快、更容易适应进入隧道的亮度变化，清楚地发现前方道路上的障碍物，减少事故的 发生，提高交通运输效率，促进经济发展。 1 隧道洞外亮度 m高 隧道洞外亮度k(s)是指在距隧道洞口一个停车视距的接近段起5处，距地面1．5 正对洞口方20。圆锥视场内对景物实测得到的平均亮度值。该圆锥视场以向隧道行驶的驾驶 m高处)为圆锥体的视点，圆锥角为20。，圆锥体的中心轴线为位 员的眼睛(定义为距地面1．5 ～ 于隧道洞口l“高度处与驾驶员眼睛的连线，如图1所示。 髓 恒 徊 毪 图l洞外亮度k(5)视场范围示意图 、二，，，、论文集 。。oju．2c109年全国公路隧道学术会议娜黼删嘲嘲_糊删娜嘲喃糊嘲—蝴蝴嘲嘲麟№黼嘲麟蝴荆黼蝴㈣黼戳嘲黼黼删黼聃醐嘲黼№蜮m目啊一 000 隧道洞外亮度关系到隧道运营安全与节能的重大问题。对于长度L≤3 m的中、长隧 道，加强照明用电量占全隧道照明用电量的50％左右。 洞外亮度取值方法一般通过理论计算和实际测量两种手段确定，目前计算和测量的方法 主要有查表法(理论值)、环境简图法(理论计算或者现场实测)、等效光幕法、数码相机测试法 (现场实测)和黑度测试法(现场实测)。 其中查表法，环境简图法、等效光幕法和黑度法的测量原理及测量方法都有过大量的文献 纪录。现就数码相机测试洞外亮度的方法做简要描述，此方法已在福建省和重庆市成功运用。 2数码相机测试法 2．1 数码相机感光特性研究 根据摄影理论和照相光度学，照相机能通过镜头将目标物成像在感光材料上，图像上每一 点的密度与目标物相应点的曝光量存在一定关系，见图2感光材料的特性曲线。图中纵坐标 D为摄影图像的密度，横坐标lg日为曝光量日的对数值。图中曲线分3段，AB段是曝光不足 段或叫趾部，∞段为曝光过亮段或称肩部。直线段Bc是摄像主要的利用段，也是相机测