有关隧道灯的那些事

 目前道路隧道照明的质量主要取决于以下几个重要参数：整体和纵向道路光照的均匀性（无频闪的理想状态）、隧道墙面的光照、眩光的抑制以及色温和显色指数。但是最近几年，随着半导体技术的发展，LED照明开始取代传统的隧道照明钠灯。许多国家标准也随着技术的更新修订了相关的技术指标。

图2  适当分布的隧道灯实景图

不只是只有照度的技术规范
由于LED本身的发光原因，尤其是早期的LED灯具，其眩光的程度远远高于传统灯具，防止眩光就成为了一项重要的技术指标。
一些规范已经要求了阈值增量（threshold increment）最多只能增加8%甚至只有6%，更低的阈值增量意味着更低的眩光。阈值增量一般是指光幕亮度与地面亮度的相对关系，更低的光幕亮度与更高的地面亮度都可以有效地降低眩光。光幕亮度取决于灯具的光通量与光线分布。所以就有可能在最大化地面亮度的同时减小光幕亮度。
但是目前灯具制造商无法有效控制路面亮度系数q0，但是这个亮度系数决定了光照度（lx）与亮度（cd/ m2） 之间的关系。根据路面的表面材料不同，系数通常在0.05到0.07之间浮动。因此，亮度系数q0能够对亮度有30%的影响范围。而光照度也会相应地增加30%，这回导致更高的光幕亮度和阈值增量。 
高光效的需求
光效（lm/W）作为一种能够表现LED灯具发光效率的参数，更高的光效代表着更高的发光效率。


对于中间段而言，对称式的布局会需要相同参数的隧道灯。同时，对于市场上大部分灯具而言，发光透射率都接近90%以及光线分布都可以提供相似的路面亮度。因此，这种条件下，光效就成为了最简单最直接能够决定整个灯具能效的方法。但是对于入口段和过渡段呢？
一般来讲，这些区域的灯具一般会安装有反射光线的灯具，其能够将光线以一种水平的角度反射到驾驶员。
由于特殊的光线反射的机制，这种反射光线的灯具能够远高于对称式分布灯具的亮度。因此，在过去这种灯具就一直作为入口段高效经济的选择。但是这种结构的灯具只能在入口段和过渡段使用，在中间段时反射光线会在8-15m的短距离之间产生过多的眩光，同时会造成光线 均匀性的问题。
如图4所示，反射光线的峰值在超过60度的区域之间，并且光线几乎只是固定在了一个方面。这种“光线弯曲”会导致反射损失以及透射率降低，灯具整体的光效也会降低。对于入口段和过渡段的灯具，这些反射光线的光效值并未计算在内。由于超过60度的反射光线会在照射路面时具有更多的亮度，而55的光线则要小很多，尽管后者具有更高的发光率

图4  反射光线分布图

除此之外，在垂直方向具有较高角度的峰值强度的光线并不一定会产生眩光。
因此，对于入口段，比表面功率密度（specific surface power density）可以作为一个描述隧道照明灯具发光效率的参数，其包括了已知的亮度、入口段和过渡段的长度、以及所有已安装灯具的能量消耗。
结论
几乎所有考虑LED灯具的新标准都会瞄准一个正确的方向，并会对于照明质量有一个稳定的技术提升。同时，这些技术要求也会促进LED照明系统朝着更加精确、安全、高效、可持续性的方向发展。当前最先进的灯具能够在8-12米的范围内提供超过0.95的纵向均匀性。这意味着在整个隧道之中，道路亮度将几乎没有变化，从而也消除了地面上的光线频闪。
目前，最新一代的隧道系统具有125lm/W的高光效照明，同时还将控制电路与灯具分离使得维护更加容易。但是仍然还有许多技术挑战需要人们在标准与规范上的共同努力。