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原文传递基于行车安全舒适的公路隧道内饰材料节能照明研究

论文题名：	基于行车安全舒适的公路隧道内饰材料节能照明研究
关键词：	公路隧道;内饰材料;节能照明;行车安全舒适
摘要：	近年来，公路隧道段重大交通事故频发，危害了人们的行车安全。另外，人们对行车环境提出了更高的需求，不仅要求保证行车安全，还应提高行车舒适性。除此以外，隧道照明能耗严重，部分隧道出现了不开灯或少开灯的运营管理乱象，严重影响了行车安全。隧道侧壁内饰材料作为洞内照明环境构成的一部分，不仅能确保行车安全、提高行车舒适性，还能反光增亮实现照明节能。论文以内饰材料为对象，以照度为行车安全评价性指标，以亮度均匀度、瞳孔直径、心率为行车舒适评价性指标，通过室内模型试验和实体隧道现场试验，研究了内饰材料类型、铺装高度、光洁度等设置参数对行车安全、舒适的影响。基于等效照明理念，以野鸭塘隧道现场测试数据为基础，对内饰材料的节能效果进行了分析，建立了内饰材料工程经济性数学模型。研究成果有利于改善隧道照明环境，确保隧道内部行车安全，提高行车舒适性，不仅符合国家绿色照明和可持续发展战略，还具有显著的社会效益和经济效益。论文主要结论和创新性成果如下: 　　1.蓄能反光发光材料辅助隧道照明条件下隧道路面、墙面平均照度值最高，防火涂料居中，水泥砂浆最小。内饰材料铺装高度、光洁度与隧道路面、墙面平均照度值呈正相关关系，说明其值越大越有利于提升隧道内的行车安全性。　　2.通过室内模型和现场隧道试验，以亮度均匀度、瞳孔直径、心率为评价指标，均得出隧道侧壁采用蓄能反光发光材料时，驾驶员在隧道内的行车舒适性最佳;防火涂料次之;水泥砂浆最差。内饰材料铺装高度、光洁度与亮度均匀度呈正相关关系，与瞳孔直径、心率均呈反相关关系，说明内饰材料铺装高度高、光洁度大，则越有利于提高隧道内的行车舒适性。　　3.结合工程投资和运营成本，经分析得出隧道侧壁内饰材料的清洗周期阈值建议为光洁度0.6;隧道洞口段内饰材料铺装高度建议值为5米。　　4.行车安全（照度）与内饰材料反射系数满足指数函数，其函数关系为y=aebx;与内饰材料铺装高度满足线性函数，其函数关系为y=a+bx;与内饰材料光洁度满足一元二次方程，其函数关系为y=ax2 +bx+c。行车舒适（瞳孔直径、心率、亮度均匀度）与内饰材料反射系数和光洁度满足一元二次方程，其函数关系为y=ax2-bx+c;与内饰材料铺装高度满足幂数函数，其函数关系为y=aInx+b。　　论文主要创新点如下: 　　1.基于隧道行车安全、舒适，首次提出了隧道侧壁内饰材料的清洗阈值。　　2.揭示了内饰材料铺装高度对行车安全的影响规律及内在影响机理，提出了隧道洞口段内饰材料铺装高度的建议值。　　3.首次系统建立了内饰材料（反射系数、铺装高度、光洁度）与行车安全（照度）、舒适（瞳孔直径、心率、亮度均匀度）的数学模型。
作者：	魏清华
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	梁波
授予学位：	博士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2020