[发明专利]隧道洞外调光方法

说明书

本发明公开了一种隧道洞外调光方法，通过在隧道洞口外设置调光结构，能够根据实时环境参数，使调光结构分段达到不同的计算透光率，科学合理地利用自然光为路面各区段提供加强照明各段落所需光通量。相当于在隧道洞外通过利用、调节自然光使洞外调光结构的各段落分别达到常规隧道洞内各加强照明段的需要亮度，从而使调光结构等效替代加强照明段，将光电照明转换为了自然光照明，实现加强照明零碳化，促进运营节能。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，特别涉及一种隧道洞外调光方法。

背景技术

驾驶者从洞外亮度较高的日光环境驶入隧道内较暗的亮度环境时，隧道内外的亮度差别使驾车面临显著的“黑洞效应”。视觉暗适应的过程中，眼睛对隧道内道路、设施、路面上障碍物的识别过程会出现暂时的中断，需要在一段时间恢复，在此过程中驾驶者对周围环境的识认能力逐步提升，直至完全适应洞内较暗的环境。为保证在一定行车速度下驾驶者进入隧道前能够识别到路面上的障碍物，通常在隧道入口段、过渡段设置不同规模的加强照明灯具以提高洞内亮度，使驾驶者逐步适应由亮变暗的光环境。洞内人工照明的实际需要亮度与洞外环境亮度成正比。洞外的环境亮度越高，洞内人工照明的亮度也需要相应提高，消耗的电能也越高。同理，驾驶者从隧道内较暗的亮度环境驶入洞外亮度较高的日光环境时，隧道内外的亮度差别使驾车面临显著的“白洞效应”，因此在隧道出口段也设置了加强照明灯具以提高洞内亮度，使驾驶者逐步适应由暗变亮的光环境。

隧道运营耗电量巨大，隧道照明系统能耗通常占实际运营能耗的绝大部分。隧道照明系统又以入口段、过渡段的加强照明灯具设备为主要能耗项，目前中国已是世界上隧道和地下工程数量最多、里程最长、发展速度最快的国家。照明电费支出成为运营单位的主要经营支出之一，给运营单位带来较大的经济压力。

一些隧道通过采用洞外遮光棚等形式降低洞外亮度，减小洞内外亮度差，从而降低洞内需要亮度，控制灯具降低发光亮度以实现节能。我国的部分城市隧道和高速公路隧道设置了洞外减光结构物，常见的洞外减光结构如钢筋混凝土格栅、遮光棚通常能提升隧道洞口的景观效果，也在一定程度上减小了洞外亮度，但对隧道照明方面的考虑不足，洞外减光结构物形式、结构长度的设计缺乏相应的理论依据，设置机理不明确，减光结构物下的路面均匀度较差，往往存在眩光现象，对驾驶安全和舒适性造成威胁。

目前对隧道洞外减光与自然光利用的研究较少，尚无通过实时调控自然光代替洞内光电照明的研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道洞外调光方法，通过在隧道洞口外设置调光结构，能够根据实时环境参数，使调光结构分段达到不同的计算透光率，科学合理地利用自然光为路面各区段提供加强照明各段落所需光通量。相当于在隧道洞外通过利用、调节自然光使洞外调光结构的各段落分别达到常规隧道洞内各加强照明段的需要亮度，从而使调光结构等效替代加强照明段，将光电照明转换为了自然光照明，实现加强照明零碳化，促进运营节能。

本发明的隧道洞外调光方法，包括以下步骤：

S1、在隧道进口端和出口端洞外分别设置隧道进口端洞外调光结构和隧道出口端洞外调光结构，将隧道进口端洞外调光结构沿隧道长度方向划分为第一洞外调光段、第二洞外调光段、第三洞外调光段、第四洞外调光段、第五洞外调光段，并根据隧道设计速度v_t、照明停车视距D_s以及隧道内净空高度h计算第一至第五洞外调光段的长度D₁～D₅；将隧道出口端洞外调光结构沿隧道长度方向划分为第六洞外调光段和第七洞外调光段，第六洞外调光段的长度D₆和第七洞外调光段的长度D₇均设定为30米；

S2、通过采集模块实时采集车流量和亮度数据，并将采集到的数据上传至运算模块；