公路隧道照明节能技术及洞外亮度数码成像测试方法研究

【摘要】：本文通过资料调研、理论分析、数值模拟、现场试验等方法,研究LED灯具以及发光涂料在隧道中应用时的设计思路及方法,本文做了以下工作： (1)通过对数码成像技术与外界光能量的对应特性研究,得到了数码成像亮度测试计算方法,建立起基于数码成像技术的公路隧道洞外亮度分析方法。 (2)通过对对LED照明以及人眼视觉特性的研究,建立起人眼中间视觉模式下的LED照明计算模型,得到基于人眼视觉效果下的LED及高压钠灯对应照明视通量,给出了基于中间视觉特性的公路隧道LED照明设计方法。 (3)通过对发光涂料参数、特性的研究,得到隧道内发光涂料的最优铺设范围,建立起基于最优光能量利用率的公路隧道发光节能涂料照明设计技术,设置发光节能涂料可提高隧道洞内平均照度12.8%,最大可节能12.6%。 (4)通过对灯具布置形式、路面照度均匀度和隧道跨度关系的研究,建立了发光节能涂料组合LED灯具的公路隧道照明设计方法,并给出了相应设计流程。 【关键词】：公路隧道 LED灯 发光涂料 数码成像 感光曲线 数值仿真 路面亮度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U453.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外隧道LED照明研究现状12-13
• 1.2.2 国内隧道LED照明研究现状13
• 1.2.3 国外隧道发光节能涂料的研究现状13-14
• 1.2.4 国内隧道发光节能涂料的研究现状14
• 1.2.5 对研究现状的评价14
• 1.3 项目研究内容14-16
• 第2章 隧道洞外亮度自动测试方法研究16-33
• 2.1 公路隧道照明目的及特点16-17
• 2.1.1 公路隧道照明的目的16-17
• 2.1.2 公路隧道的照明特点17
• 2.2 隧道洞外亮度自动测试分析方法建立17-22
• 2.2.1 传统洞外亮度值确定方法18
• 2.2.2 数码相机测试方法建立18-19
• 2.2.3 数码相机法测试设备19-21
• 2.2.4 测试步骤及数据记录21-22
• 2.2.5 数据处理方法建立22
• 2.3 隧道洞外亮度测试方法验证22-31
• 2.3.1 室内预实验22-23
• 2.3.2 室内预实验结果分析23-24
• 2.3.3 高速公路隧道现场实验24-29
• 2.3.4 紫坪埔隧道现场实验结果分析29-30
• 2.3.5 龙洞子隧道现场实验结果分析30-31
• 2.4 小结31-33
• 第3章 基于中间视觉特性的公路隧道LED照明设计方法研究33-69
• 3.1 LED照明特性分析33-35
• 3.1.1 LED照明基本原理33
• 3.1.2 LED照明与高压钠灯的比较33-34
• 3.1.3 LED照明与高压钠灯的光谱能量分布34-35
• 3.2 人眼视觉特性分析35-37
• 3.2.1 人眼及视网膜组成35-36
• 3.2.2 人眼光感受器细胞分类36-37
• 3.3 基于中间视觉特性的LED照明计算方法研究37-40
• 3.3.1 人眼视觉照明特性分析37-38
• 3.3.2 中间视觉照明模型建立38-40
• 3.4 基于中间视觉特性的LED照明设计方法确定40-46
• 3.4.1 光谱光视效率曲线确定40-46
• 3.4.2 各种x取值下中间视觉的Km值46
• 3.5 基于中间视觉特性的LED照明设计参数确定46-64
• 3.5.1 中间视觉下高压钠灯和LED灯的视通量46-63
• 3.5.2 基于中间视觉特性的LED照明设计参数63-64
• 3.6 采用LED灯具照明设计方法研究64-67
• 3.6.1 高压钠灯照明设计参数64
• 3.6.2 LED照明设计方法建立64-65
• 3.6.3 采用LED照明设计平均亮度值确定65-67
• 3.7 小结67-69
• 第4章 发光节能涂料用于公路隧道的照明设计模拟69-80
• 4.1 发光节能涂料特性分析69
• 4.2 发光节能涂料在隧道内应用情况69-71
• 4.2.1 隧道使用发光节能涂料的技术指标69-70
• 4.2.2 发光节能涂料在公路隧道增光照明的应用70-71
• 4.3 隧道发光节能涂料仿真计算模型建立71-72
• 4.4 内装材料与高压钠灯组合照明优化研究72-74
• 4.4.1 内壁采用深色防火涂料73
• 4.4.2 内壁采用58%反射率瓷转73-74
• 4.4.3 内壁采用85%发光节能涂料74
• 4.5 发光涂料最优铺设范围研究74-79
• 4.5.1 铺设于两侧3米高度范围74-75
• 4.5.2 铺设于两侧4.54米高度范围75-76
• 4.5.3 铺设于两侧5.71米高度范围76
• 4.5.4 铺设于两侧6.5米高度范围76-77
• 4.5.5 铺设于两侧7米高度范围77-78
• 4.5.6 铺设于全截面范围78
• 4.5.7 数据汇总分析78-79
• 4.6 小结79-80
• 第5章 发光节能涂料组合LED灯具的照明设计方法80-89
• 5.1 内装材料与LED组合照明研究80-83
• 5.2 LED灯具布置方式与发光涂料组合的影响研究83-85
• 5.2.1 两侧双排布置83
• 5.2.2 中间并排布置83-84
• 5.2.3 中间单排布置84-85
• 5.3 隧道跨度对发光涂料组合LED照明的影响研究85-87
• 5.3.1 两军道隧道85-86
• 5.3.2 三车道隧道86-87
• 5.4 发光节能涂料组合LED灯具的照明设计思路87
• 5.5 小结87-89
• 结论与展望89-94
• 1 建立隧道洞外亮度自动测试方法89
• 2 建立中间视觉特性的公路隧道LED照明设计方法89-90
• 3 建立发光节能涂料用于公路隧道的照明设计技术90-91
• 4 建立发光节能涂料组合LED灯具的照明设计方法91-92
• 展望92-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-98
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目98

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