公路隧道内环境照明优化方法与流程

本发明涉及交通领域，尤其涉及一种公路隧道内环境照明优化方法。

背景技术：

随着国家交通建设的发展，公路建设尤其是高速公路建设日益加快。在地形复杂的多山地区，公路隧道具有缩短公路里程、提高交通运输效率、节能用地和保持生态环境等优点。进入21世纪以来，公路隧道总里程的增长率为46.7％，远高于公路本身的增长率29％，表明公路隧道尤其是公路特长隧道、长隧道的修建和运营在交通运输事业的重要性日趋突出。但随着隧道工程的规模越来越大，隧道的运营电费和维护费用也越来越高。如何降低隧道照明费用，使公路隧道照明实现节能运营具有重要的意义。

目前公路隧道照明设置的规模和数量越来越大，除前期建设投资外，公路隧道照明养护也是隧道造价中重要的一部分。随着隧道的长期运营，隧道侧壁受汽车尾气、颗粒物的影响，常常出现隧道内环境污染严重的情况，由此引来原有的照明质量下降。而部分隧道运营为了降低运营费用，更是不顾行车安全，采用关掉部分灯具甚至不开灯等不规范操作来降低隧道照明运营成本。诸多原因都使隧道照明质量下降，给隧道行车带来极大的安全隐患；另一方面，现有的公路隧道内环境缺乏视觉参考系，视觉环境比较单一，从而使得驾驶员容易产生视觉疲劳，不利于行车安全。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种公路隧道内环境照明优化方法，能够在不增加照明功率以及照明灯具的前提下能够有效补充隧道内的照明亮度，从而能够有效降低整个隧道照明系统的能耗，而且能够设立良好的视觉参考系，丰富隧道内的视觉环境，能够有效缓解驾驶疲劳，提升驾驶员在隧道内的视觉舒适感，避免行车安全隐患。

本发明提供的一种公路隧道内环境照明优化方法，包括：

在隧道出入口之间的内侧墙壁涂设蓄能反光层；

所述蓄能反光层的高度曲线为正弦曲线。

进一步，所述高漫反射层和蓄能反光层的高度曲线通过如下公式确定：

其中，yi为入口段和过渡段的蓄能反光层的高度曲线，y3为隧道的中间段的蓄能反光层的高度曲线，y4为隧道的出口端的蓄能反光层高度曲线，l为隧道长度，w为隧道的路面宽度，ei中i＝1,2，当i＝1时，e1为隧道的入口段的亮度，当i＝2时，e2为隧道的过渡段的亮度，e3为隧道的中间段的亮度，e4为隧道的出口段的亮度，为亮度对比系数，θi为隧道的入口段和过渡段的蓄能反光层的漫反射率，i＝1,2；θ3为隧道的中间段的蓄能反光层的漫反射率，θ4为隧道侧壁的蓄能反光层的漫反射率，h为隧道的高度。

进一步，根据如下方法确定蓄能反光材料的漫反射率：

其中，h为隧道高度，b为隧道的宽度，v为隧道设计车速，θi为隧道的入口段和过渡段的蓄能反光层的漫反射率，i＝1,2；θ3为隧道的中间段的蓄能反光层的漫反射率，θ4为隧道侧壁的蓄能反光层的漫反射率；s为暗视觉光通量，p为明视觉光通量；lθi为入口段和过渡段隧道侧壁的蓄能反光层的入射亮度，i＝1,2；lθ3为中间段隧道侧壁的蓄能反光层的反射亮度，lθ4为出口段段隧道侧壁的蓄能反光层的反射亮度；

中间变量通过如下公式计算：

其中，sλ(λ)为灯具的光谱能量分布函数，v1(λ)为暗视觉光谱光视效率函数，v(λ)为明视觉光谱光视效率函数，λ为灯具的可见光的光波波长。

进一步，还包括：在隧道顶壁设置照明灯，布置方法如下：

在隧道顶壁沿隧道长度延伸方向设置三排照明灯，其中一排照明灯设置于隧道顶壁的长度方向的中心线上，另外两排照明灯对称分列于位于中心线的照明灯的两侧，且两侧的照明灯交错设置。

进一步，位于隧道长度方向中心线的两侧的照明灯倾斜设置，且倾斜角度βj按照如下方法确定：

其中，w为隧道的路面宽度；θj为隧道内各段的蓄能反光材料的漫反射率，yj为隧道内各段的蓄能反光层的高度曲线；j＝1,2，3,4，分别表示入口段、过渡段、中间段和出口段。

进一步，还包括在隧道内的电缆沟的外侧壁涂设红白相间的蓄能反光指引线，且蓄能反光指引线的间距为30-40m。

本发明的有益效果：通过本发明，能够在不增加照明功率以及照明灯具的前提下能够有效补充隧道内的照明亮度，从而能够有效降低整个隧道照明系统的能耗，而且能够设立良好的视觉参考系，丰富隧道内的视觉环境，能够有效缓解驾驶疲劳，提升驾驶员在隧道内的视觉舒适感，避免行车安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的隧道侧壁反光层结构示意图。

图2为本发明的隧道顶壁灯具布置结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：

本发明提供的一种公路隧道内环境照明优化方法，包括：

在隧道出入口之间的内侧墙壁涂设蓄能反光层；

所述蓄能反光层的高度曲线为正弦曲线，通过上述方法，能够在不增加照明功率以及照明灯具的前提下能够有效补充隧道内的照明亮度，从而能够有效降低整个隧道照明系统的能耗，而且能够设立良好的视觉参考系，丰富隧道内的视觉环境，能够有效缓解驾驶疲劳，提升驾驶员在隧道内的视觉舒适感，避免行车安全隐患。

本实施例中，所述高漫反射层和蓄能反光层的高度曲线通过如下公式确定：

其中，yi为入口段和过渡段的蓄能反光层的高度曲线，y3为隧道的中间段的蓄能反光层的高度曲线，y4为隧道的出口端的蓄能反光层高度曲线，l为隧道长度，w为隧道的路面宽度，ei中i＝1,2，当i＝1时，e1为隧道的入口段的亮度，当i＝2时，e2为隧道的过渡段的亮度，e3为隧道的中间段的亮度，e4为隧道的出口段的亮度，为亮度对比系数，θi为隧道的入口段和过渡段的蓄能反光层的漫反射率，i＝1,2；θ3为隧道的中间段的蓄能反光层的漫反射率，θ4为隧道侧壁的蓄能反光层的漫反射率，h为隧道的高度，通过上述方法，能够准确确定出隧道内不同段的蓄能反光层的高度，从而能够为隧道照明提供二次光源，并且，能够为驾驶员提供舒适的视觉参考系，确保行车安全。

本实施例中，根据如下方法确定蓄能反光材料的漫反射率：

其中，h为隧道高度，b为隧道的宽度，v为隧道设计车速，θi为隧道的入口段和过渡段的蓄能反光层的漫反射率，i＝1,2；θ3为隧道的中间段的蓄能反光层的漫反射率，θ4为隧道侧壁的蓄能反光层的漫反射率；s为暗视觉光通量，p为明视觉光通量；lθi为入口段和过渡段隧道侧壁的蓄能反光层的入射亮度，i＝1,2；lθ3为中间段隧道侧壁的蓄能反光层的反射亮度，lθ4为出口段段隧道侧壁的蓄能反光层的反射亮度；

中间变量通过如下公式计算：

其中，sλ(λ)为灯具的光谱能量分布函数，v1(λ)为暗视觉光谱光视效率函数，v(λ)为明视觉光谱光视效率函数，λ为灯具的可见光的光波波长；通过上述方法，能够准确确定出隧道内不同区段的蓄能反光涂层的漫反射率，从而能够保证隧道内能够得到充足的二次反射光，在节能的条件下确保隧道内的亮度，进一步保证行驶安全。

本实施例中，还包括：在隧道顶壁设置照明灯，布置方法如下：

在隧道顶壁沿隧道长度延伸方向设置三排照明灯，其中一排照明灯设置于隧道顶壁的长度方向的中心线上，另外两排照明灯对称分列于位于中心线的照明灯的两侧，且两侧的照明灯交错设置，如图2所示，交错设置指的是两侧的照明灯相互交错，即一排的照明灯对应于另一排的照明灯之间，在保证照明亮度的前提下，能够有效降低照明能耗，起到良好的节能目的。

本实施例中，位于隧道长度方向中心线的两侧的照明灯倾斜设置，且倾斜角度β按照如下方法确定：

其中，w为隧道的路面宽度；θj为隧道内各段的蓄能反光材料的漫反射率，yj为隧道内各段的蓄能反光层的高度曲线；j＝1,2，3,4，分别表示入口段、过渡段、中间段和出口段，也就是说，在不同区段的中，隧道的照明灯的倾斜角度是不同的，能够对位于隧道长度方向中心线的两侧的照明灯的倾斜角度进行准确布置，在确保隧道路面的照度同时，又能够保证隧道侧壁能够得到充足的光源进行二次补充，进一步确保隧道内亮度的均衡性，上述中的倾斜设置，是指灯具的光线出射方向相对于竖直方向的倾斜角度。

本实施例中，还包括在隧道内的电缆沟的外侧壁涂设红白相间的蓄能反光指引线，且蓄能反光指引线的间距为30-40m；通过这种结构，能够丰富隧道内的视觉的参考，而且，为了保证行车安全，在隧道的侧壁还可以设置车距保持提醒标线，如图所示1所示，其中，1为蓄能反光涂层，2为车距保持提醒标线，3为蓄能反光指引线。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。