在隧道洞口段,由于白天洞内外亮度差异巨大,形成了“黑洞效应”,该视觉现象易使驾驶员做出错误的判断,酿成交通事故。这使得洞口段成为事故的高发段。为了缓解洞口段的“黑洞效应”通常采用加强照明。全国每年公路隧道运营电费高达60亿,用于洞口加强段照明负荷约占总负荷80%。高额的照明成本迫使地方运营单位采取关闭部分灯具等运营管理方式来降低运营成本。不合理的管理方式导致隧道环境照明质量下降,提高发生交通事故概率。本文就“公路隧道洞口段配光环境”展开优化分析研究,主要研究内容和创新成果如下:①对洞口段灯具配光设计参数进行优化分析研究1)针对设计参数的计算方法,本文对比分析了目前国内照明细则推荐采用K值法和国际照明委员会推荐的察觉对比度法的计算模型及相关参数,发现了上述两种方法比较分析时视野范围不对等的问题。本文选择20°作为比较视野,并通推导了 20°对等视野范围内等效光幕亮度的计算公式,以及眩光源亮度与洞外亮度的转换关系,简化了上述两种方法比较分析的流程,并得出察觉对比度法的计算结果偏安全的。2)针对设置设计参数的基准参数统计2017年重庆地区不同天气不同季节的累计频率,先以国际照明委员会推荐的天空模型中的阴天、云天、晴天作为气象因素,结合实测数据,分析洞外亮度的影响规律。再以太阳位置季节性变化,分析在时间特性因素对洞外亮度的影响。综合以上两点,采用察觉对比度法计算了全年不同季节不同天气的入口段亮度值,并以一定亮度差值与天气出现的累计频率作为指标对洞口段照明环境分级。②对洞口段灯具选型进行优化分析研究以光源的显色性和光源色温两方面研究隧道灯具的合理选型,通过对光源的显色性分析得出高显色指数的LED灯源与高压钠灯相比更具优势,通过LED光源色温的小目标可见度室内模型实验,得出隧道洞口段环境,光源的色温越高,对小目标可见度STV值的增益效果越好,对行车安全越有利。综合以上两点,得出隧道洞口段宜采用高色温的LED光源。③对大断面公路隧道洞口段灯具布置方式进行优化分析研究针对三车道大断面公路隧道,采用“大功率、大间距”和“小功率、小间距”两种相对应的LED灯布置方式,对不同级别的入口段环境的配光方案进行设计,并采用三维仿真软件Dialux进行模拟分析,以照明细则推荐的路面照明质量指标以及能耗等指标进行方案的比选,得出采用目前规格的LED灯可以通过调整布设方式满足三车道断面的需求,“小功率、小间距”LED灯布设方式更为高效、更为节能。创新成果1,论文综合考虑了时间、环境特性、气象条件等物理因素以及驾驶员察觉度等生物因素的影响,对隧道照明设计基准值进行优化,对保证隧道洞口段安全具有重要的理论意义;创新成果2,总结洞口段事故发生的原因,并以小目标可见度等生物指标,结合洞口段的环境特点,有针对性的进行灯具选型;创新成果3,对于针对三车道隧道,设计了新型的小功率灯具的布灯方式,有利于保证安全照明环境和减少隧道能耗。