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关于高速公路隧道智慧照明调光系统的研究摘要：本文将围绕高速公路隧道智慧照明调光系统设计内容开展分析，阐述完善监测设计、强化检修维护、合理选用灯具、测试控制方案等优化方法，提出高速公路隧道智慧照明调光系统的控制路径，以此降低照明灯具能源消耗，保障高速公路行车安全，实现照明调光系统智慧化管理的目标。
关键词：LED灯具；智慧化管理；照明调光系统引言：智能调光系统是指用于改变光通量、照度，采用新型灯具，达到优质照明效果的调节系统，将其运用在高速公路隧道，不仅可以减少不必要的碳排放，实现按需服务目标，还能通过智能控制，节约人力资源，保障车辆安全，减少资金成本。
为此，笔者将对高速公路隧道智慧照明调光系统的设计内容开展深入分析。
一、高速公路隧道智慧照明调光系统的设计内容与优化方法（一）设计内容高速公路隧道智慧照明调光系统设计需要充分遵循保证驾驶人员视觉体验良好的原则，确保灯光覆盖范围能够满足驾驶员通行要求，充分发挥灯光的视觉诱导作用，提高灯光的舒适度与柔和度，协助驾驶员准确识别路况信息。
且灯控系统能够结合环境变化，进行灯光亮度的调节。
比如：洞外引道，停车视野范围100m，照度均匀度在0.4以上，平均照度达到1cd/m2；入口段，平均照度为80cd/m2，照度均匀度在0.4以上，采用等照度配光的LED灯；出口段，停车视野范围为100m，平均照度为7.5cd/m2，灯具为LED隧道灯。
系统结构主要分为：感知层，其作用在于车辆检测、亮度收集以及现场调光；网络传输层，主要负责通信信号的接收、传输，支持多种形式的通信协议以及通信方式；远程应用层，能够实现内部调光、数据统计，进行传感器的信号判定，形成灯光控制指令，并将收集后的信息进行本地化处理。
而监管平台，则具有数据管理、目标锁定等功能，可以根据区域、分段实施智慧管理，结合互联网技术实现遥控操作，并结合本地环境进行时间调节，以此推动灯具管理的人性化发展。
具体的高速公路隧道智慧照明调光系统设计内容主要分为以下几点：1.主控模块从设计逻辑角度来看，主控模块是指以照明设施为基础，所打造的控制中心，其作用在于：控制照明灯具在不同环境、触发条件、电压等级下的照明亮度，在设计过程中，需要利用系统程序进行数据检测，对各类灯具下达操作指令，判断主控模块的运行是否能够保证照明设施的安全使用，最大程度减少不平衡控制，延长灯具的使用寿命，避免维护成本过高。
2021年第1期信懇与电胭China Computer & Communication获件开成与雇用公路隧道照明控制器的设计与实现王青苗(陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000)摘要：隧道中设置照明装置是保障车辆在隧道内部行驶时的重要措施，不同区域需要根据实际的隧道情况设计对 应的照明控制系统，把最舒适以及良好的视觉信息传递给驾驶员。
本文在研究隧道照明的基础上设计隧道照明控制器，该系统以P LC为现场控制设备，用触摸屏作为控制终端，能在隨道照明实现的同时实现对隨道系统的实时调光控制。
关键词：陵道照明；PLC;光照调节中图分类号：U453. 7 文献标识码：A文章编号：1003-9767 (2021) 01-089-03Design and Implementation of Highway Tunnel Lighting ControllerWANG Qingmiao(Department o f E le ctrica l and Inform ation Engineering,Shaanxi Railway Institu te,W einan Shaanxi714000, China)A b s tra c t:Setting lig h tin g device in the tunnel is an im portant measure to ensure the vehicle driving inside the tunnel.Different areas need to design the corresponding lig h tin g con tro l system according to the actual tun nel conditions to transm it the most comfortable and good visual inform ation to the d rive r.This paper designs a tunnel lig h tin g controller based on the research o f tunnel lig h tin g.The system uses PLC as the fie ld control equipment and touch screen as the control term inal.It can realize the re a l-tim e dim m ing control o f the tunnel system w h ile realizing the tunnel lig h tin g.K e y w o rd s:tunnel lig h tin g;PLC;lig h t adjustment〇引言公路隧道是公路车辆行驶中的一个比较特殊的路段，其 内部的光线与外部光线存在差异，另外由于汽车在隧道内部 行驶时排放尾气等缘故，也会影响司机的视线，使得隧道照 明设置与否以及设置的方式直接关系到内部的行车安全。
高速公路隧道照明节能与智能控制系统摘要：高速公路隧道照明设备运维管控的实际需求，经过一系列技术探索，优化并形成了信息化解决方案。
方案可有效提高高速公路隧道照明智能控制的稳定性与可靠性，减少高速公路隧道照明日常养护的运维管理成本，减少运维出车次数，降低碳排放，保障高速公路车辆行驶的便利性和安全性，减少因隧道照度不合理带来的车户投诉，提高公众出行服务的满意度，具有良好的经济价值和社会效益。
关键词：高速公路隧道；照明节能；智能控制引言隧道照明系统是高速公路运行过程中的重要环节。
照明系统作为隧道机电系统的主要构成部分，其在正常运行状态下通常会消耗大量的能源。
照明系统的功能是向经过隧道内部的车辆提供安全、亮度适中的行车环境，隧道照明系统在确保高速公路车辆安全行驶方面发挥着重要作用。
但是，为响应国家节能政策的号召，应增强对高速公路照明节能与智能控制系统的研究，减少能源消耗。
1 高速公路隧道照明节能控制的主要内容1.1按需分配最初，高速公路隧道照明节能控制主要采用人工控制的手段，通过远程或者本地的方式手动操作高速公路隧道照明系统，使其能够根据高速公路隧道照明需求的动态变化，实现照明的智能化分配，从而达到“按需分配”的照明效果。
但这种控制方式的运行成本较高，同时人工控制的时延对高速公路隧道照明系统充分发挥作用带来一定的影响。
因此在现代通信、网络技术发展的过程中，需要使用远程控制计算机，按照预定的程序、时间段分配照明，提升照明控制的智能化水平，保障控制效果完全满足“按需分配”的要求。
需要在原有系统的基础上，提升控制策略的智能化水平，以满足更多场景下高速公路隧道照明的需求。
1.2精准照明在不同情况下隧道对照明的要求有较大的区别，如雨雾天气需要确保最大的照明效果，避免司机视野不佳对行驶安全和舒适度带来的不良影响；夏季内外光照差距较大，需要确保内外光源的变化不会引起短暂眩光的情况；在阴天，需要适当降低照度，确保隧道照度在合理的范围内，并提升照明的舒适度。
照明节能论文：隧道照明节能技术研究摘要:随着社会的的发展进步,人类对能源的需求在不断加大,地球不可再生能源在日益枯竭,在这一背景下,世界各国越来越重视节能技术和相关产品的研究。
国家“十一五”规划《纲要》把同时期单位GDP能耗降低20%左右作为发展的约束性指标。
在我国的电力消耗中,照明用电占总用电的13%左右,而实现照明节电必须依靠技术创新。
本文主要从使用照明光源和照明控制系统两个方面来探讨隧道照明的节能。
关键词:隧道照明;LED光源;节能;控制系统一、LED光源现有的LED产品主要应用于显示领域,其中较为成功的案例是作为交通信号灯、大屏幕等显示设备的背光源。
但LED接近于点光源的特点决定了其特别适合做定向照明,即:通过合理的光学设计达到很高的灯具效率与光线利用效率。
隧道照明属于定向照明的范畴,即期望光线照射在道路及周边一定的范围内。
现有的隧道照明主要采用高压钠灯或直管型荧光灯,前者光效较高但光源的显色性不好;后者显色性良好但光效略低。
另外,理论推导得出的LED潜在光效可达370lm/W甚至更高,因而在光效指标方面LED的发展尚具潜力且前景广阔。
从LED市场发展的轨迹和生产技术的不断进步来看,目前制约LED作为照明光源推广的价格过高问题将逐步得到解决,随着LED价格的快速下降,与传统光源相比,LED的优点所造就的灯具效率高、使用方便、环保、寿命长等特点将更加突出,特别是在定向照明包括隧道照明等领域将迅速得到推广。
以全长310米的隧道为例,根据国家隧道工程照明标准来设计灯具布设、功率及光学。
LED隧道灯的分布规格及数量如表1所示。
经过近6个月的运行,根据计算出来的数据,隧道使用LED照明节能效果明显。
相对钠灯总功率下降了42.3%,LED照明节能效果分析见表2。
通过上面的节能效果分析表可以看出,在使用成本上,LED光源具有很大的优势。
同时LED灯还具有以下特点: 1、绿色环保:LED不含汞,无频闪,是一种环保光源;2、耐低温,环境使用温度在-40~70℃,环境适应性非常强;3、LED隧道照明灯在均匀性方面具有高压钠灯不可比拟的优势,纵向光束角能满足要求。
公路隧道光导照明系统研究隧道是现代交通基础设施中不可或缺的一部分，而隧道照明系统的设计是安全和舒适性的重要因素之一。
因此，隧道照明系统的研究已经引起越来越多的关注。
本文将从光导照明系统的角度出发，对当前隧道照明系统的研究进展进行综述，并探讨隧道光导照明系统的发展前景。
一、隧道照明系统的研究进展目前，隧道照明系统的研究重点是提高照明效果和节能。
传统的隧道照明系统采用钠灯和荧光灯作为光源，但这些光源的亮度不均匀、色彩渲染性能较差、寿命短等缺点影响了照明效果。
因此，研究者开始尝试采用LED光源代替传统光源。
LED灯具有寿命长、能耗低等优点，在隧道照明领域具有巨大的发展前景。
此外，隧道照明系统还需要设计合适的灯具布置方式和采用智能控制系统提高照明效果和节能。
二、隧道光导照明系统的设计原理光导照明系统是一种通过光导管把远离光源的光线传输到需要照明区域的一种照明方式。
与传统照明系统相比，光导照明系统具有广阔的照明面积、高效的能量转化和均匀的照明效果等优点。
在隧道照明系统中，光导管可安装在隧道内壁或天花板上，并通过导入光源的方式将光线传输到隧道内。
由于光导管可以经过弯曲处理，因此可以适应更加复杂的隧道形态。
三、隧道光导照明系统的优缺点隧道光导照明系统具有许多优点。
首先，它可以有效地解决隧道使用传统灯具时存在的照明效果不均匀的问题。
其次，对于具有复杂形态的隧道，光导管可以根据需要弯曲处理而不影响照明效果。
此外，光导照明系统还具有节能、环保、安全可靠等优点。
当然，隧道光导照明系统也存在一些缺点。
首先，安装光导管的成本较高。
其次，光导管易受污染，会影响照明效果。
因此，如何解决光导管的清洗问题是其优化的重点。
四、结论与展望综上所述，隧道光导照明系统是一种具有巨大潜力的照明方案，可以有效地提高隧道照明效果。
但同时也需要在实践中解决其存在的问题。
未来，必须在优化设计的基础上大力发展基于光纤技术的光导照明系统，以提高其经济性和降低维护成本，使之更加适合在市场上推广应用。
高速公路隧道照明系统设计与控制隧道是现代交通系统中不可或缺的一部分，随着交通的发展和道路的建设，越来越多的隧道被修建。
隧道内部环境特殊，对照明系统的质量要求很高。
照明系统的设计和控制不仅关系到交通安全，还与能源的节约和环境保护密切相关。
本文将探讨高速公路隧道照明系统的设计和控制。
一、隧道照明系统的设计原则1. 安全性原则：隧道照明系统的最基本原则是保证道路通行安全。
照度应达到充分的视觉需求，避免视线失明、眩光和影像轮廓模糊。
2. 经济性原则：照明系统的设计不仅要满足安全性要求，还要考虑节能和降低成本。
合理的照明强度和灯具布置方式，降低照明功率和维护成本。
3. 环保原则：照明系统的设计和控制要符合环保要求，尽可能减少环境污染。
应采用节能环保的灯具和设备，不使用有害物质的产品。
二、隧道照明系统的设计方案1.灯具类型选择：隧道照明系统主要采用高压钠灯、LED灯和T5荧光灯。
高压钠灯是传统的照明方式，它的照度高，但能耗和光污染较大。
芯片光效在100lm/W左右，使用寿命一般在20000小时左右。
LED灯是新型的照明方式，它的照度高，能耗低、光污染小，使用寿命长，维护费用低。
T5荧光灯是一种环保能效的灯具，其光效可达到80-100lm/W以上，使用寿命可达到30000-50000小时。
2.灯具布置方案：多数隧道照明系统采用对称式照明，灯具布置在两侧，避免单侧照明造成的影像错综复杂。
同时可以采用分段式照明，按照标准照明等级对照明区域进行分段，节约能源，降低成本。
3.照明强度设计：照明强度受隧道内环境光和隧道长度等因素影响。
一般按照路面坡度、道路曲率、雨雾等级、车速、视距等要素综合研究，确定隧道照明强度设计标准。
三、隧道照明系统的控制方案1. 手动控制系统：手动控制一般是采用人工巡视，定期检查灯具状态和照明强度，进行调节。
这种控制方式生产效率低，需要高强度的人力投入，现在不太使用。
2. 光控制系统：光控制是目前隧道照明控制的主流。
PLC在高速公路隧道监控系统中的实践分析随着交通运输的发展，高速公路成为了人们出行的主要方式之一。
而作为高速公路的重要组成部分，隧道的安全问题一直备受关注。
为了确保隧道内交通流畅和安全，监控系统的使用变得越来越重要。
而在隧道监控系统中，PLC（可编程控制器）的应用也越来越广泛，本文将对PLC在高速公路隧道监控系统中的实践进行分析。
1. 照明控制：隧道内的照明系统需要根据光线亮度自动调节。
PLC可以根据外界光照传感器的反馈信号来控制照明系统的开关和亮度，实现隧道内照明的智能控制。
通过PLC的应用，可以实现隧道内照明的节能和环保。
2. 风机控制：隧道内通常配备有风机用来排除废气和降低温度。
PLC可以根据温度和气体浓度传感器的反馈信号来控制风机的运行状态和转速。
通过PLC的应用，可以实现对风机的智能控制，提高能耗效益和保证隧道内空气的质量。
3. 火灾报警：隧道火灾是隧道安全的主要威胁之一。
PLC可以与火灾传感器和烟雾传感器配合使用，及时发现火灾和烟雾，并触发警报系统。
通过PLC的应用，可以提高隧道火灾的及时性和有效性，减少火灾对交通和人员的影响。
4. 监控摄像头控制：隧道内设置有监控摄像头以便监控交通和安全情况。
PLC可以控制监控摄像头的旋转和变焦，使其能够全方位地监控隧道内的情况。
通过PLC的应用，可以提高监控摄像头的效率和灵活性，增强对隧道内情况的监控和应对能力。
5. 紧急事件应对：隧道中可能发生的紧急事件包括车祸、堵车等。
PLC可以与交通信号控制器和监控系统配合使用，及时探测和预警交通情况，并根据实时情况进行交通信号的控制。
通过PLC的应用，可以提高应急事件处理的效率和准确性，减少因紧急事件导致的交通拥堵和事故风险。
PLC在高速公路隧道监控系统中的实践具有重要意义。
通过PLC的应用，可以提高隧道监控系统的智能化和自动化程度，提升交通安全性能，减少事故风险和人力资源的浪费。
在未来的隧道监控系统中，PLC的应用前景将会更加广阔。
公路隧道照明控制系统研究与实现郭兰英,梁波（长安大学 信息工程学院，陕西 西安 710064）摘要：隧道照明控制系统在达到基本的照明指标后，安全、舒适又节能的照明技术永远是系统追求的目标。
将西汉高速公路铁炉沟隧道照明系统分为基于照明回路控制的手动模式，可以提高系统的安全性；基于五个照明等级控制的分段时序控制模式能够满足不同季节、不同时段的照明要求；基于电路回路控制的自动控制模式不仅能使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应，而且节约电能；建议后期采用的基于动态调光的自动控制模式，不仅更好的节约电能，而且提供了舒适的照明，通过一年多的运行证明了其技术方案的可行性。
关键字：隧道照明；控制模式；动态调光中图分类号：U459.2 文献标识符：AStudy on Lighting Control System of the Tunnel on ExpresswayGUO Lan-ying ,Liang Bo(School of Information Engineering , Chang’an University , Xi’an 710064 , Shaanxi , China) Abstract: When the tunnel illuminating control system has achieved its basic illumination indexes, the illuminating technology with safety, comfort, and economy of energy becomes the always aim of the system. The illuminating control system of Tie Lugou tunnel on Xi’an-Hanzhong expressway be divided into manual control pattern based on circuit control can improve the safety of the system. The illuminating control strategy based on five level time sequence can adapt different season and time. The automatic strategy based on circuit control not only can accommodate the lightness in the tunnel to the nature light outside but also can save power. We advises to adopt the automatic control strategy based on dynamic dimming technique, this scheme can saving power and achieving more comfortable effect. The feasibility of the proposed technique scheme has been demonstrated after running for one year.Key words: tunnel lighting；control strategy；Dynamic dimming0 引言隧道是一种特殊的管状构造物，车辆进入隧道的过程是一个明亮--黑洞--明亮的过程。
人眼在明暗交替变化的过程中，往往会产生“黑洞效应”和 “白洞效应”，极易发生交通事故。
因此，如何在隧道内各段采用不同强度的照明来改善隧道内的照度，创造洞内良好的工作视觉，确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道，就是隧道照明控制系统要解决的问题。
国内目前对隧道照明设备的控制方式有三种：手动控制模式，分时段进行的时序控制模式和有级控制模式[2]。
目前大部分都采用手动控制模式 [3]。
深圳的迭福山隧道与陕西的铁炉沟隧道长度相当，照明控制系统以自动控制为主，采用四个照明等级的手动遥控为辅[4]。
目前隧道照明系统主要存在以下两个问题：(1)采用手动控制模式及分段时序模式的系统，不能随时根据洞外的亮度变化进行洞内亮度调节，在隧道照明方面造成了很大的浪费。
(2)以自动控制模式为主，手动控制模式为辅的系统，洞内调光采用控制灯具的不同开关组合有级模式，不能实现无级调光[5]。
针对以上不足，结合国内外高速公路隧道照明控制技术的应用研究，本文提出了满足铁炉沟隧道照明要求的手动控制、分段时序控制、自动控制模式，即弥补了手动控制模式及分段时序模式的不足，提高了系统的安全性，节约了电能，同时通过缩小每级的亮度变化，在视觉上实现系统照明的连续调光。
1铁炉沟隧道的照明模式铁炉沟隧道内照明分为基本照明、加强照明、隧道路灯照明、应急照明、应急停车带照明、避灾引导照明以及横洞照明，其中基本照明、加强照明、隧道路灯照明与照明控制有关。
设定A、B、C、D、E、L分别表示不同类别的照明器，每类照明器由多个电路回路完成控制。
其中，A类照明器为基本照明，布满隧道的整个线路，安装在洞内内侧(隧道内靠近超车道的一侧)的墙壁上；B类照明器也为基本照明，布满隧道的整个线路，安装在洞内外侧(隧道内靠近行车道的一侧)墙壁上；C、D、E三类照明器为加强照明，覆盖隧道的引入段、过渡段Ⅰ、过渡段Ⅱ和出口段，为双侧对称安装；L类照明器为隧道路灯照明器，布置在接近段和出口段以外的高速公路上，公路两侧各安装六个灯柱。
以上行线为例，各类灯具布设示意如图1所示。
图 1 照明器布设示意图每个灯具的亮度计算比较复杂，除涉及照度计算有关内容外，它还与观察点的位置、路面材料等有关。
查对国内外有关资料，驾驶员注意力集中的区域大致是前方60m ~160m，因此，视点纵向距离取距计算区域60m ~160m，侧向距离取1/4路面宽，视点高为1.5m；计算区域内纵向计算点间距不宜大于1.0m，横向计算点应不少于5点[6]。
某灯具在路面计算点产生的亮度可按下式计算：()γβγ,2H I L crPi =n个灯具在计算点产生的亮度可按下式计算：∑==ni Pi P L L 1式中：P L ——P点的亮度(cd/m 2)； 计算区域内路面的平均亮度：m L L mP Pav ∑==1通过以上公式求得每个灯具开启时其照明区段的平均亮度，将铁炉沟隧道照明按亮度分为五个等级，即可满足隧道照明亮度的基本需求，每级照明模式及其对应的回路如表1所示。
表1 五级照明模式与照明回路的对应关系 亮度等级 １(白天) ２(白天) ３(白天) ４(夜间) ５(夜间) 回路 A+B+C+D+E A+B+C+D A+B+C A+B+L (A或B)+L 注：模式(A或B)+L中，设定每个月的上半月和下半月由A类照明回路和B类照明回路交替使用铁炉沟隧道手动控制方式主要由人工根据不同的时段及天气情况而开关不同类别的照明器；分段时序控制方式是根据一天中不同的时段而开启相应的照明器；隧道照明的自动控制方式则是利用光强检测器分别采集隧道内外的亮度参数，经过对比处理后，由计算机系统自动控制各个照明回路的开关，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。
1.1手动照明控制模式手动控制分为单回路控制和多回路控制，其中，单回路控制是指监控人员可根据不同的情况开启或关闭一类照明回路。
多回路控制是按照表1五级模式的对应关系，每一次开启或关闭一组照明回路。
在突发事件发生时，该控制方式具有较强的灵活。
手动控制方式开启或关闭照明回路主要是由监控人员对隧道的具体状况进行大体的分析和判断后做出的应急措施，只有当自动控制失效时才会采用手动控制的方式进行隧道的照明控制。
1.2 分段时序照明控制模式分段时序控制方式主要根据季节的不同和一天中不同的时段来开启不同类别的照明器。
通过对铁炉沟隧道地理位置和气候状况的调查。
分段时序照明控制方式算法简单，易于实施，并且在实际应用中稳定可靠。
但该控制方式不能考虑到不同天气状况带来的影响，不能对隧道内外的光强值进行准确的判断和分析，因此在使用中缺乏准确性和精确性，增加了运营费用。
1.3自动照明控制模式按照文献[6]中照明系统设计的规定，隧道照明按区段可分为引入段、过渡段、基本段、出口段。
在隧道照明中，引入段是进入洞口的第一段，司机在接近、进入隧道的过程中，由于亮度的差别和人眼的视觉变化，此区段的事故发生概率是最大的，其次则是隧道的出口处，因此引入段和出口段的照明控制对整个隧道的运营起到了举足轻重的作用, 隧道引入段的照明控制又是整个隧道照明控制的重中之重[7]。
铁炉沟隧道监控系统中分别在上行线和下行线的入口处设置了两组亮度检测器，各包含一个洞内检测器和洞外检测器。
令L I 和L O 分别为隧道入口洞内光强检测器和洞外光强检测器的检测值，引入段的亮度th L 为可按下式计算：o th L k L ×=式中：th L ——引入段亮度(cd/m 2)；k ——引入段亮度折减系数，按文献[6]查表取值，铁炉沟隧道设计行车速度为80km/h，双车道单向交通量N=2400辆/h时，K取0.035；o L ——洞外亮度(cd/m 2)。
过渡段由1TR 、2TR 个照明段组成，其中： I tr L L 3.01= I tr L L 1.02= I L ——洞内亮度(cd/m 2)。
基本段亮度标准Lin 按文献[6]查表为40cd/m 2≥Lin≥20cd/m 2，其亮度只和车速、车流量有关，和洞内外亮度无关。
在单向交通的隧道中，需要对出口段作适当的处理，以便缓和“白洞现象”带来的不利影响。
令出口段的亮度标准为Lout，根据文献[6]，出口段亮度宜取基本段亮度的5倍，参照即200cd/m 2≥(Lout=5• Lin)≥100cd/m 2。
设定照明器的优先级由高到低为：A 、B 、C 、D 、E ，则隧道内覆盖引入段的所有照明回路按优先级从高到低的顺序可以定义为：H 1、H 2、…、Hn ，当这些回路单独开启时其照明区段平均亮度值分别为：L 1、L 2、…、Ln ，并设定Hj 是当前开启的照明回路中优先级最低的回路。
控制算法中过渡段照明回路的开启初始状况即为引入段的照明控制状况，基本段初始状况即为过渡段Ⅱ的照明控制状况，出口段初始状况即为基本段的照明控制状况。
因此系统根据前面计算所得的平均亮度理论值，将之与其亮度标准进行比较判断，当相应区段的亮度小于亮度标准时，逐一开启下一个电路回路，直至相应区段平均亮度满足其标准亮度要求。
