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高速公路隧道照明测控技术的研究

孙远程 丁敬旭 张俊豪

（沈阳理工大学）

摘要：随着我国经济的快速发展，高速公路随着也快速发展着，高速公路隧道问题尤为重要。本文研究高速公路隧道照明检测技术，开发于隧道照明检测的照度仪、亮度仪以及照明自动控制系统。详细分析了照度、亮度检测原理以及照度仪、亮度仪的结构组成，系统分析了隧道照明的控制需求，进行了照明自动控制系统的软件设计，实验验证了控制效果。

关键词：高速公路；隧道照明；测控技术

引言

隧道照明问题既影响交通安全，又影响电能消耗和建设成本。为解决我国隧道照明中存在的诸多错误，通过驾驶人视觉和心理需求研究，寻求有效的照明设置方案。在分析我国隧道照明现状基础上，以驾驶人在昼间、夜间隧道行车时必然遭遇问题为对象，分析驾驶人对隧道照明的实际需求和变化规律，并提出隧道照明参数计算方法和方案。研究表明：我国隧道照明中存在诸多空白，有些与驾驶人需求背道而驰。在不同条件下，驾驶人对照明需求差异较大，应依据驾驶人视觉特性和心理反应制订针对性照明方案。

正文

一、我国隧道照明现状

在我国隧道通风照明标准中。其中包括人口渐变段、加强照明段以及隧道中间段照明参数的确定和计算方法。但在上述问题中，均未涉及夜间照明，将昼夜照明差异未作考虑，导致昼夜照明方案相同；对于驾驶人在隧道内行车过程中，视觉信息认知的影响因素和变化规律未进行深入分析，仅仅依据相关曲线确定相关参数，而未能考虑明暗适应时间和行车速度的影响。

二、测控技术的应用

1.新型传感技术作为一种新兴的科学技术，与现有的计算机技术及电子技术等技术相比，使用功能更加全面，设计结构也更加符合人们工作生活的需求。新型传感器因其特有的实用性逐渐被人们所关注，并广泛应用到各个行业当中，新型传感器的种类因适用领域的不同而不同，新型传感器的种类主要包括对火车行驶状态进行检测的智能化传感器、大部分被应用到医学及交通等方面的微型化气体传感器、对环境的温度进行测量与控制数字化传感器、主要对视觉进行测量的集成化传感器、应用到城市管理和农业等方面的新型网络化传感器。每个种类的传感器都在其特定的领域中发挥着不可替代的作用。

2.在考虑能耗和保证安全的基础上，隧道中间段性考虑，照度往往没有按照规范所提出的人口段阶梯下降和出口段阶梯增加模式设置，而是照度变化较小或者不变，且存在着过渡段和中间段的突变点；长短不一的隧道，在照明设施设置上存在很大的随意性，脱离了人视觉认知的实际需求；在有些事故发生率较高的隧道，运营部门未考虑环境条件的改变。

3.夜间隧道外环境照度当采用照明设施时，隧道内照度较高，造成驾驶人不可避免地明适应问题。在该条件下行车时，该问题是一种低照度环境下的明适应，对于驾驶人识认前方道路环境影响较小，但破坏了道路环境的一致性。要实现平顺过渡，则应逐渐增加环境照度至合适值。但在现有的照明实践中，昼夜相同的照明方案，仍然是入口段加强照明，则加剧了环境的突变，使明适应问题更加严重，与驾驶人实际需求相去甚远。同时，大大增加电照明也使得驾驶人在进入下一段时，将会产生暗适应问题，加重的驾驶员负担。频繁的明暗适应过程，也容易引起驾驶疲劳。在隧道群环境中行车时，上述问题更加明显。

三、发展趋势

远程测控技术是测控领域发展的主要方向。各种新技术、新器件、新理论的出现和计算机网络的飞速发展，必将给远程测控技术的发展和应用提供广阔的天地。(1)数据传输方式朝复合式、多样性发展。随着今后测控距离的不断扩大以及测控系统复杂度的不断增加，单一的数据传输方式往往不能胜任要求；在一个远程测试系统中采取多种数据传输方式相互配合使用，可以降低系统的实现难度，有利于整个系统的模块化处理。(2)进一步融合嵌入系统技术，使现场数据采集和控制子系统的智能化程度得到提高，且能够更方便的与远程测控中心建立起通信渠道。随着微处理器和嵌入式技术的发展，测控系统的系统的智能化程度将进一步提高，这样就可以大大减低主控机的负担，使整个系统的实时性和测控性能提高。(3)基于虚拟仪器的测控网络将是远程测试技术发展的大趋势。随着虚拟仪器技术的快速推广和发展，实现远程测控系统基于网络的通信能力大大提高，基于虚拟仪器和网络技术的测量网络将成为科学研究和生产自动化控制系统的重要组成部分。

结束语

交通行为的决定者和交通系统安全的关键因素是驾驶人，而驾驶又是以视觉信息为引导的行为过程，隧道照明的目的是改善驾驶人的视场环境。上述特点决定了，照明方案必须以驾驶人需求为引导，确定相关参数。(1)在照明测控制定中，必须以不同条件下行车时，驾驶人将遭遇的问题为基础，考虑工程方便性和可操作性制定有针对性的照明方案。(2)在满足视频监控照度要求条件下，分别确定中间段昼夜环境照度值。

参考文献：

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[2]张驰，王洵，徐沛娟．公路隧道LED节能照明及控制系统试验研究[J]．新技术新工艺，2009(9)：67～69．

[3]刘浩学，赵炜华．高速公路隧道环境中驾驶行为特征及安全保障技术研究[R]．2010．

[4]姜轶峰，陈敏，钱照明．一种新型可调光无声谐振超高频电子镇流器[j]．电力电子技术，2005，39(6)：75—77．

[5]刘浩学，刘唏柏．交通心理学[M]．西安：陕西省科学技术出版社，1992

中图分类号：U45

文献标识码：B

文章编号：1007-6344（2017）03-0046-01

作者简介：孙远程 性别：男 出生年月：1996年4月2日 籍贯：辽宁省大连市学历：沈阳理工大学自动化与电气工程学院本科在读 毕业院校：沈阳理工大学 研究方向：测控技术与仪器

丁敬旭 性别：男 出生年月：1997年10月5日 籍贯：黑龙江省哈尔滨市 学历：沈阳理工大学自动化与电气工程学院本科在读 毕业院校：沈阳理工大学 研究方向：测控技术与仪器

张俊豪 性别：男 出生年月：1998年7月13日 籍贯：贵州省毕节市学历：沈阳理工大学自动化与电气工程学院本科在读 毕业院校：沈阳理工大学 研究方向：测控技术与仪器