高速公路夜間照明淺析

陳志明 徐全鵬 張虹

摘 要：近年來高速公路安全生產形勢日趨嚴峻，但高速公路夜間照明燈具的選取及更新換代仍相對落后，本文以長深高速公路青臨段為例，對高速公路夜間照明常用的高壓鈉燈、金鹵燈、LED燈及新型陶瓷氙氣燈進行對比論述，為高速公路運行管理提供參考。

關鍵詞：高速公路;夜間;照明

中圖分類號：TU113.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0124-02

1 現狀調查

隨著近年來國家經濟快速發展，通行高速公路車流量激增，高速公路安全生產形勢日趨嚴峻，但高速公路夜間照明燈具的選取及更新換代仍相對落后，主流夜間照明設備仍以高壓鈉燈、金鹵燈為主，僅個別路段實驗性采用LED燈具進行夜間照明，但燈具質量參差不齊，照明效果不良，普遍存在能耗大、不節能、顯色性不高等問題，且現有燈具非露天場所專用燈具，經實地調研，長期使用下，部分燈具內部蚊蟲積塵較多，嚴重影響照明效果，甚至造成線路漏電或短路。本文以長深高速公路青臨段為例，對高速公路夜間照明常用的高壓鈉燈、金鹵燈、LED燈及新型陶瓷氙氣燈進行對比論述，供高速公路運行管理單位在日常運行管理中參考。

2 具體試用及對比情況

在照明的各項參數中，顯色指數、光譜、照度、照度均勻度是幾個比較重要且常用的參數。為確保數據采集環境、條件一致，體現數據對比的公平性和公正性，本文以長深高速公路青臨段青州南收費站為例，在收費車道及收費廣場分別安裝同功率的金鹵燈、高壓鈉燈、陶瓷氙氣燈、LED燈，進行各種參數采集、對比。具體對比情況如下：

（1）顯色指數對比。顯色指數：指物體用該照明光源和用標準光源（一般為太陽光）照明時，其顏色符合程度的量度，也就是顏色逼真的程度，也叫顯色性，以Ra表示。太陽光為作標準光源，其顯色指數為100，其它人造光源的顯色指數越接近100，其顯色性越好，顯色指數（Color Rendering Index）為目前定義光源顯色性評價的普遍方法（如表1）。

小結，從顯色指數對比可見（表2），相比于其他光源，陶瓷氙氣燈在顯色指數方面優勢明顯。

（2）光譜對比。光譜：是復色光經過色散系統（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開的單色光按波長（或頻率）大小而依次排列的圖案，全稱為光學頻譜。光譜中最大的一部分可見光譜是電磁波譜中人眼可見的一部分，在這個波長范圍內的電磁輻射被稱作可見光。其他人造光源的光譜與太陽光的光譜越接近，其顯色指數就會越高，對物體顏色還原度也越高。

小結，從光譜對比可見（圖1），相比于其他光源，陶瓷氙氣燈在光譜方面最為全面且連續。

（3）照度對比。照度：是光照強度的簡稱，指單位面積上所接受可見光的光通量。單位勒克斯（Lux或Lx）。用于指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量，通常，物體照度越高越容易看清楚。

小結，從照度對比可見（表3），陶瓷氙氣燈照度與LED燈持平，高于高壓鈉燈和金鹵燈。

（4）照度均勻度對比。照度均勻度：照度均勻度指規定表面上的最小照度與平均照度之比。光線分布越均勻說明照度越好，視覺感受越舒服，照度均勻度越接近1，說明光源照明均勻，效果舒適，反之越小越增加視覺疲勞。平均照度：在照明范圍內，分成一定尺寸的網格，測試每個網格線交點的照度，將這些照度值求出的平均值。

照度均勻度=最小照度值/平均照度值。

根據《中華人民共和國城市道路設計標準》（CJJ45—2006）中表3.3.1“機動車交通道路照明標準值”規定：城市快速路、主干路路面平均照度要求不低于20LUX。所以圖中將照度值大于或等于20LUX的區域用紅色線圈起來，便于直觀比較（圖2、圖3、圖4、圖5）。

小結，從平均照度對比可見（表4），相比于其他光源，陶瓷氙氣燈平均照度最高;從照度均勻度對比可見，陶瓷氙氣燈稍高于LED燈，遠高于高壓鈉燈和金鹵燈。

3 結語

從以上對比可以得出，金鹵燈、高壓鈉燈、陶瓷氙氣燈及LED燈4種常用光源各項檢測參數對比如下：

（1）顯色指數：陶瓷氙氣燈>LED燈>金鹵燈>高壓鈉燈;

（2）光譜：陶瓷氙氣燈>LED燈>金鹵燈>高壓鈉燈;

（3）照度：LED燈≈陶瓷氙氣燈>高壓鈉燈>金鹵燈;

（4）平均照度：陶瓷氙氣燈>高壓鈉燈>金鹵燈>LED燈;

（5）照度均勻度：陶瓷氙氣燈>LED燈>高壓鈉燈>金鹵燈;

綜合各方面數據，陶瓷氙氣燈作為一種新型光源，因其本身高光效、高顯色指數、照射區域廣且照度均勻、節能等特點，可作為高速公路收費廣場照明新型光源，研發高速公路收費廣場專用燈具，進一步提升高速公路夜間照明效果。