基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法与流程

本发明涉及一种隧道结构，尤其涉及一种基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法。

背景技术：

目前，隧道照明设施的规模及数量越来越大，不可避免地带来隧道照明电量的大幅度增加。如何在确保隧道安全、舒适的照明运营环境的前提下，在降低照明系统负荷后通过一定的技术手段仍能达到原有的照明设计标准或满足行车安全所必须的照明量，从而成为实现节能减排和降低隧道运营费用的研究对象。与其它室外照明相比，公路隧道具有特殊的半封闭空间结构，由于隧道出入口段内外亮度差大，当车辆快速通过公路隧道时易产生“黑洞”“白洞”“适应滞后”“视觉震荡”等现象，从而造成行车安全隐患。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的隧道结构优化方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法，在降低照明系统负荷后利用太阳能进行补充照明，仍能达到原有的照明设计标准或满足行车安全所必须的照明量，从而实现节能减排和降低隧道运营费用之目的。

本发明提供的一种基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法，包括隧道本体，所述隧道本体的进口端和出口端的侧壁以曲率p向隧道外延伸形成延伸段；

所述隧道的出口段和进口段的顶部均设置有采光竖井，位于出口段的采光竖井设置于出口段距出口最近的照明灯与出口之间距离的1/2处，位于进口段的采光竖井设置于进口段距进口最近的照明灯与进口之间距离的1/2处，且位于出口段和进口段的采光竖井位于隧道顶部的纵向中心线上。

进一步，根据如下方法确定曲率p：

p＝a+ln(w+b)；其中，w为隧道所处的纬度，a为与隧道海拔相关的计算系数，b为与隧道洞门朝向相关的计算系数；

其中：a＝6.882443+0.0272％×h，h为隧道所处的海拔高度；

b＝993.265+1.653×m，m为隧道洞口的朝向系数，朝东取值为1，朝西取值为2，朝南取值为3，朝北取值为4。

进一步，所述位于出口段和位于进口段的采光竖井的结构相同；

所述采光竖井设置有采光系统，所述采光系统包括采光板、导光条、均光板、凹透镜以及透光毛玻璃；

所述采光板设置于采光竖井的上井口处，所述均光板设置于采光板的下方，所述导光条设置于采光板和均光板之间且导光条的上下两端分别与采光板和均光板接触，所述凹透镜固定设置于采光竖井的下井口处且位于均光板的下方，所述透光毛玻璃固定设置于凹透镜的下方且透光毛玻璃为弧面结构，所述透光毛玻璃的凹弧面迎向凹透镜。

进一步，所述隧道内设置有紧急停车段，紧急停车端与非紧急停车端具有斜率为c的倾斜过渡段。

进一步，所述倾斜过渡段的斜率c通过如下方法确定：

c＝s+t·q；其中，q为隧道的设计车速，q为隧道的设计车流量；s为车速反应值，t为驾驶员反应时间的反应值；其中，s＝44.836-0.083×v，v为隧道的设计车速。

本发明的有益效果：通过本发明，在降低照明系统负荷后利用太阳能进行补充照明，仍能达到原有的照明设计标准或满足行车安全所必须的照明量，从而实现节能减排和降低隧道运营费用之目的，而且能够有效地消除隧道的进口段的黑洞效应以及出口段的白洞效应而引起的视觉差，从而有效保证行车安全。

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为本发明的结构示意图。

图2为本发明的采光竖井的结构示意图。

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，如图所示：

本发明提供的一种基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法，包括隧道本体，所述隧道本体的进口端和出口端的侧壁以曲率p向隧道外延伸形成延伸段1，延伸段的投影长度均相同；

所述隧道的出口段和进口段的顶部均设置有采光竖井2，位于出口段的采光竖井2设置于出口段距出口最近的照明灯3与出口之间距离的1/2处，位于进口段的采光竖井2设置于进口段距进口最近的照明灯与进口之间距离的1/2处，且位于出口段和进口段的采光竖井2位于隧道顶部的纵向中心线上；通过上述结构，能够利用太阳能进行补充照明，达到过度照明的效果，能够有效降低照明能源，而且能够有效地消除隧道的进口段的黑洞效应以及出口段的白洞效应而引起的视觉差，从而有效保证行车安全。

本实施例中，根据如下方法确定曲率p：

p＝a+ln(w+b)；其中，w为隧道所处的纬度，a为与隧道海拔相关的计算系数，b为与隧道洞门朝向相关的计算系数；

其中：a＝6.882443+0.0272％×h，h为隧道所处的海拔高度；

b＝993.265+1.653×m，m为隧道洞口的朝向系数，朝东取值为1，朝西取值为2，朝南取值为3，朝北取值为4，通过上述方法，充分考虑了隧道的所处的环境因素，从而能够准确得出隧道延伸段的结构。

本实施例中，所述位于出口段和位于进口段的采光竖井的结构相同；

所述采光竖井2设置有采光系统，所述采光系统包括采光板201、导光条202、均光板203、凹透镜204以及透光毛玻璃205；

所述采光板设置于采光竖井的上井口处，所述均光板设置于采光板的下方，所述导光条设置于采光板和均光板之间且导光条的上下两端分别与采光板和均光板接触，所述凹透镜固定设置于采光竖井的下井口处且位于均光板的下方，所述透光毛玻璃固定设置于凹透镜的下方且透光毛玻璃为弧面结构，所述透光毛玻璃的凹弧面迎向凹透镜，通过上述结构，能够有效采集太阳光为隧道的进口段和出口段进行补充照明，从而降低能耗，消除黑洞以及白洞效应，而且，在上述结构下，能够使得采集的太阳光能够均匀照射到隧道的进口段以及出口段，防止出现光斑而引起视觉差带来的安全隐患。

本实施例中，所述隧道内设置有紧急停车段5，紧急停车端5与非紧急停车端具有斜率为c的倾斜过渡段4。

所述倾斜过渡段4的斜率c通过如下方法确定：

c＝s+t·q；其中，q为隧道的设计车速，q为隧道的设计车流量；s为车速反应值，t为驾驶员反应时间的反应值，即驾驶员发现紧急停车带到踩刹车的反应时间的反应值，取值范围为[-0.01,-0.03]，在此范围内根据实际测试进行取值；其中，s＝44.836-0.083×v，v为隧道的设计车速。

图1中，箭头方向表示行车方向。

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。

技术特征：

技术总结
本发明提供的一种基于等效照明理念的隧道线性结构优化方法，包括隧道本体，所述隧道本体的进口端和出口端的侧壁以曲率P向隧道外延伸形成延伸段；所述隧道的出口段和进口段的顶部均设置有采光竖井，位于出口段的采光竖井设置于出口段距出口最近的照明灯与出口之间距离的1/2处，位于进口段的采光竖井设置于进口段距进口最近的照明灯与进口之间距离的1/2处，且位于出口段和进口段的采光竖井位于隧道顶部的纵向中心线上；能够在确保隧道安全、舒适的照明运营环境的前提下，在降低照明系统负荷后利用太阳能进行补充照明，仍能达到原有的照明设计标准或满足行车安全所必须的照明量，从而实现节能减排和降低隧道运营费用之目的。

技术研发人员：梁波;张逸;梁思农;何世永;蒲俊勇;梁加林;陈弘杨
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：2018.09.29
技术公布日：2019.01.25