其次，我们还需要了解两个隧道照明中出现的两大主要现象：
（1）黑洞效应。即隧道入口处或隧道内，照明亮度太低，又没有足够的适应时间，使驾驶员在室外高亮度下接近隧道时所看到的隧道犹如“黑洞”一样。
（2）闪烁效应。这是由于照明灯具的间距布置不当引起隧道内亮度分布不均造成周期性的明暗交替环境，在某种车速下产生闪光的感觉。
除此外，隧道中眩光控制与路面亮度均匀度等影响照明质量的参数也应足够重视。
尽管隧道照明中视觉现象特殊，但归根到底还是要解决人眼的暗适应或明适应问题，提供的照明系统能使驾驶员看清行驶前方的道路段细部，在规定的安全距离内避免事故。隧道中通常分为白天照明和夜间照明。由于白天照明所涉及的照明问题较为复杂，只有理解了白天照明情况才能进行合理的照明设计。
最后，我们还需要了解一下隧道的分区。在长隧道中采用同一的亮度或照度标准进行照明设计显然不合理，如果以隧道入口处的高标准或隧道中间的较低标准进行照明设计，势必造成不经济、不实用，或不能满足视觉适应要求，必将引起“黑洞效应”。
各国在隧道照明中对长隧道均分区处理，但分法不尽相同。国际照明委员会（CIE）对此作了统一划分，即分成入口区、临界区、过渡区、室内区（有时也称中央区）和出口区共五区，见下图介绍的分区情况，图中对各区的亮度变化作了定性描述。
通常，我们根据分区来确定其亮度或照明值。在确定各分区的亮度或照明时，要考虑到安全停车距离这个因素。所谓安全停车距离，即一辆车以设定的速度驾驶到完全安全停止所需的距离，该距离包括驾驶员作出反应和刹车的距离，由当地交通法规选定。
本期，我们先介绍第一个分区：入口区的亮度值或照明值的确定。
入口区位置在图1-1中有明确表示。该区的亮度随着季节、气候、隧道口的朝向及其周围环境差异等诸因素而变化。作为驾驶员感受到的亮度，包括隧道口周围环境亮度产生的等效光幕亮度，则更为复杂。为实用目的，CIE采用隧道口1/4高度处一点为中心，在隧道前安全停止距离处驾驶员眼睛张角20°圆锥视场内平均亮度作为入口区的亮度值。表1-1表明20°圆锥视场内天空所占的比例、隧道入口的朝向、设定的安全停止距离等各种因素。
上述是CIE推荐的第一种确定入口区平均亮度L20的简便实用方法，即考虑各种影响入口区亮度的因素，查表取得。推荐的第二种方法是用公式来计算L20，其计算式为
① 主要取决于隧道的朝向：
低表示在北半球，朝南入口，向北行驶：
高表示在北半球，朝北入口，向南行驶：
对于东、西入口，则在底和高之间取值。
② 主要取决于隧道入口周围的亮度：
低表示周围反射系数低：
高表示周围反射系数高。
③ 主要取决于隧道朝向：
低表示在北半球，朝北入口，向南行驶；
高表示在北半球，朝南入口，向北行驶；
对于东、西向入口，则在低和高之间取值。
④ 安全停止距离60m，天空所占比例为35%在实际中不会遇到。
如果设，其中k为一设定的比例系数，则有
，其中k为一设定的比例系数，则有由于在安全停止距离设定为100m和160m时τ值较低，小于10%，而k值不会超过0.1，τk项可以忽略不计，L20可写成
而此时γ+ρ+ε<1。
γ、ρ和ε很难精确测定。在要求不大精确前提下，Lc、LR、LE见表1-2，见图1-2.
在隧道照明设计中确定L20时，初步设计阶段在手头资料不多的情况下可用前一种方法。在最后照明设计时，此时隧道设计资料较多时，可用后一种方法。
（2）临界区的亮度或照度值的确定。临界区的位置如图1-1所示，在隧道内最接近入口的一段道路。它的长度取决于设定的车辆最大速度，应至少等于该区的安全停止距离。也就是说，当车辆进入隧道入口处，在隧道临界区另一端应有足够的背景亮度，使驾驶员能识别在该端的物体，这段目视距离恰好为安全停止距离。
临界区的亮度值通过与入口区亮度的比例关系求得的。表达式k=Lth/L20,Lth临界区的亮度，单位为cd/m2。
荷兰提出Lth至少为L20的1/10，通过图1-1可查得Lth。CIE认为有些条件下k=1/15也是可以接受的。表1-3为CIE推荐的临界亮度与入口区亮度的比例，k=Lth/L20。
（3）照明布置说明：
1）通常在隧道中采用对称的照明系统，逆光速照明系统的配光在纵向是非对称的，光束直接朝向驾驶员，即逆光速名称来历。其造成的照明效果是驾驶员在前方看到亮背景中的“黑”物体，而不是在一般照明系统中看到的暗背景中亮物体。
2）物体的亮度对比越大，则可见度越高。如果照明系统在道路表面产生的亮度很高，而垂直照度（在路面上空0.1m高的水平面上指向驾驶员）较低就能使路面上的物体有相当大的对比值。设路面宽度为L,产生的垂直照度为EV，一般照明系统（对称照明系统）的L/EV值不会大于0.2，而逆光束照明系统下的L/Ev值不小于0.6。L/EV值在0.2~0.6之值很少能遇见。
在临界区，不必使区内的亮度处处相同。临界区的长度为安全停止距离时，其前一半距离内的亮度为Lth，而后一半距离内亮度可按3:1的比例按线性逐步下降，到达该区的另一端时亮度为0.4Lth即可。图1-4表示临界区亮度的分布曲线，这位照明系统布置，灯具的间隔变化提供了依据。
另外临界区内2m以下的墙面亮度应不小于对应的路面平均亮度，因为墙面和路面同属驾驶员视场内被看物体的主要背景，对识别物体影响较大。
上述是照明设计时确定临界区亮度的基本做法，事实上确定过程还应考虑到隧道的长度，日光穿透程度，墙面反射比等各种因素。图1-5为不同隧道长度时的白天照明。
（4）过渡区的亮度或照明值的确定。顾名思义，过渡区的亮度应逐级下降，下降的程度，即前几与后级差别不应大于3:1。在使用图1-4时到达过渡区（靠近室内区的）一端的亮度应等于室内区亮度水平的3倍。由于图1-4中的曲线是建立在视觉没有不舒适感的基础上，也不十分精确，实际情况与曲线有些偏差可以接受，但照明水平最好不要低于曲线中推荐值。
过渡区内2m以下的墙面平均亮度也应小于该区的平均路面亮度，理由同上。
（5）室内区的亮度或照度值得确定。室内区的维持平均路面亮度与设定的安全停止距离和车流量有关。表1-4提供了不同车流量，各种安全停止距离时的室内路面平均亮度值。同样在该区的2m以下墙面的平均亮度也不应小于相应的路面平均亮度。
（6）出口区的亮度或照度值的确定。出口区是在隧道内与出口相接的一段路面，这与入口区的位置决然不同。驾驶员在出口区内处在视觉明适应阶段，适应速度较快，在隧道出口处不必设置特殊照明，但附加照明仍十分有用，主要可解决一下两个问题：
1）由于尺寸较大的车辆，如卡车、重型卡车可能挡住出口处日光透入隧道内，使此类卡车后紧随的小卡车在黑背景下不能被看清，由于有照明，紧随的小车可直接显露出来；
2）当驾驶员离开隧道时可通过后视镜看清后随的车辆。出口区的墙和顶棚不够亮，使出口处的日光不能经多次反射进入隧道的最后路段，增设人工照明在隧道的最后路段，增设人工照明在隧道的最后60m内的亮度水平应为室内区亮度水平的5倍。
（7）亮度与照度换算。上述五个区的照明水平均以亮度描述，事实上亮度与照度并存实用由来已久，能够使亮度与照度同样条件下进行换算给工程实践带来方便。表1-5由日本照明手册提供的亮度与照度换算表，供参考。
3、照明质量
（1）眩光控制。把眩光控制在最低程度，保证驾驶员行驶中有足够的可见度极为重要。在隧道照明中，一般不采用类似瓢型的道路照明灯具。这种因两侧配光较强，中间偏弱而造成的不舒适眩光在隧道中较明显，且安装困难。在隧道照明中主要生理眩光，既失能眩光予以重视。根据CEI，除隧道的出口区外其他各区中的阈值增量应少于15%（白天照明）。降低阈值增量意味着减少灯具的眩光造成视功能损失的影响，保证驾驶员的行驶有足够可见度。
计算阈值增量的公式
式中 LR—构成观察物体背景的路和墙表面平均亮度；
LV—水平线以上20°视场内所有灯具产生的光幕亮度，计算公式见照明隧道。
在实际LV计算中，一般用等效光幕亮度Lev来代替LV计算阈值增量，即
式中 ∑--表示该隧道路段中灯具在驾驶员眼中产生的照明总和；
Eθ—单个灯具人眼方向产生的照度；
Θ—单个灯具人眼方向的光强与人眼视看方向夹角。
（2）照明均匀度。隧道内2m以下的墙面和道路表面，作为车辆背景，应有良好的照明均匀度。路面和2m高度以下墙面的最小亮度与平均亮度之比，即为均匀度
在路面每车道中心上纵向均匀度
（3）消除“闪烁效应”。“闪烁效应”的主要原因是由于灯具间距布置不当，产生明暗亮度周期性交替变化，在驾驶员的视场内引起不舒适感觉，显然与车辆的速度有关。
为了描述“闪烁效应”一般用频率这个概念来说明有否会产生“闪烁效应”。
频率的计算是：假定车速v=16.6m/s,灯具的间距L=4m；闪烁频率f=16.6/4=4.2(Hz)。
通常闪烁效应在频率低于2.5Hz和高于15Hz的时候可以忽略。
另外，一个灯具发光的长度大于两个相邻灯具发光表面头尾之间的距离也可忽略闪烁效应，如荧光灯灯具布置合理即能达到这种效果。
4、光源与灯具
（1）光源。
目前在隧道照明中通常采用荧光灯、高压钠灯和低压钠灯。处于节能目的，建议采用低压钠灯，其优点是发光效率高、发光面积大、相对亮度较低、产生照度较高，但显色差性很差。如果在临界区，与其他显色差性较好的光源，如荧光灯混合使用既可产生所需要的路面亮度或照度，也能节能并兼顾到光源的显色性。
（2）灯具。
有电源使用可知隧道照明中的灯具有荧光灯灯具、高压钠灯灯具和低压钠灯灯具几种。一般情况下，荧光灯灯具安装于隧道顶部，高压钠灯灯具或低压钠灯灯具安装在隧道的测顶或侧墙上，因属于泛光灯具，投射角可调。无论何种灯具应满足一下几点：
1）灯具应有完整的光度资料。
2）灯具应满足CEI规定的防护等级IP65的要求，因在隧道内灯具均用喷水冲洗。
3）灯具的各部件，包括紧固件、连接件、光源固定件和灯具安装不见均有足够的机械强度，满足耐振的要求。
4）灯具的各部件和材料必须要满足耐绣蚀和耐腐蚀的要求。在隧道内不仅有车辆排放的废气，有的还释放出含有化学物质的气体，对灯具的材料及密封件有较大的危害。
5）维护方便。灯具不仅要做到装卸方便，而且换灯以及更换内部电气附件和清扫也十分方便。
5、照明布置
由于各区对亮度的要求不同，照明布置方式也各不相同。在临界区，因其设计亮度随人口区亮度，简单讲随隧道口外的亮度而变。除了室内区的亮度要求相对稳定外，余下的过渡区亮度分布也随距离改变。尽管亮度有所变化，灯具的布置方式则相对固定，一般有对称布置、中央布置，有时采用交错布置。图1-6是单一隧道的照明布置方式之一，基本上由对称布置和中央布置组合而成。在双向行驶的隧道中建议采用对称布置。无论在双向或单向行驶的隧道中灯具布置的间距均应考虑亮度分布的均匀性和是否产生“闪烁效应”。
6、夜间照明
隧道中的夜间照明问题要比白天照明简单，这是因为隧道内、外照明水平差别不十分显著，但仍存在人眼的明暗适应问题，因此对夜间照明的要求有如下几点：
隧道中的道路是露天道路的延伸，在照明情况下隧道内的照明水平和均匀度至少应等于隧道外照明水平和均匀度。
（1）如果隧道是不设照明的露天道路的一部分，隧道内也应设照明。隧道内的照明水平应有1cd/㎡的平均亮度，整体均匀度为0.4，车道的纵向均匀度为0.6.这种要求也适用于白天时的短隧道照明。
（2）在隧道口向前延伸的一段道路上应设置照明。这段距离按车速40~60km/h计算约为50~80m，其照明水平应不低于出口处照明水平的1/3，这在露天道路不设照明情况下保证驾驶员有足够的暗适应实践尤为重要。
（3）在隧道的出口或入口处为降低直射阳光或出口区的亮度水平设置的建筑物，如太阳屏，花格顶等均应安装隧道夜间照明系统。
7、照明控制与应急照明
（1）隧道中照明控制系统由传感器、控制线路和受控单元（灯具）等组成，目的是使隧道照明系统长期处于节能、安全和经济状态下运行。控制系统主要是根据隧道照明中各区不同的亮度水平，按亮度变化的级差对灯具进行编组实行灯具开、关控制。
照明控制的重点自然在临界区。临界区的照明水平由入口区平均亮度L20确定。尽管L20作为一项涉及照明时参考值给出，但实际情况是L20值在一天中不断变化，尤其在太阳升起或落山过程中变化很大，不是一项定向值。如果临界区的照明水平不随L20变化势必造成电能浪费，因此照明控制系统要使临界区的照明水平随入口区平均亮度而变，而Lth/L20的比例则保持不变。
另外隧道的白天与夜间照明要求不同，照明控制系统还应满足夜间照明的要求。
（2）应急照明。隧道中的应急照明必不可少。在突发停电事件中应急照明不仅要在极短事件内提供适量的照明使驾驶员避免因停电漆黑一片中急刹车而引起连续碰撞；或在交通事故后完成善后处理工作；或指示限速的车速，保证车辆安全通过隧道。应急照明的关键是根据实际情况和投资如何选择供电电源在正常的照明系统消失后，应急照明在不到0.5s内立即工作。对此有如下方案可供选择：
1）设立备用电源。从两套各自独立电源系统中可考虑其中一套为备用电源，应急情况下自动切换。为避免切换问题，也可把照明系统一分为二，由两套电源分别供电。要使两套电源做到真正独立，输电线路也应各走其道，只是造成了投资增加。
2）设立电池组和发电机组作为应急电源。当发电机组启动并接上负载前电池组要保证送电。
3）设立应急电源组处于长期待命状态，并能在零点几秒内接通部分应急照明负载。
在选择应急电源系统时应考虑所用光源的启动或再启动特性。另外，在隧道的室内区，应急电源系统产生的照明水平至少应等于隧道夜间照明时的水平。不设照明的短隧道没有必要设置应急照明。
