隧道入口段反射式阳光照明系统研究

发布时间：2020-03-25 08:18

【摘要】：随着经济的快速发展,我国公路隧道里程数逐年上涨。隧道为半封闭式结构,需设置全天候照明保证行车安全。在隧道洞口处,由于洞内外亮度差极大,极易形成“黑洞”与“白洞”效应,影响交通安全,因此除了隧道的基本照明外,还需要分别在入口段与出口段额外设置加强照明。据估算,入口段的加强照明能耗占了隧道照明总能耗的40%,在隧道照明节能中占有举足轻重的位置。但入口段也是离洞外亮环境最近的区段,若能利用洞外太阳光实现入口段照明,可有效降低照明耗能,同时方便实现洞内亮度自适应变化。要实现隧道入口段阳光照明,就必须解决光能利用率、系统成本、阳光跟踪等几大关键问题,因此课题组提出了一种基于阳光定向器的直接反射式阳光照明方案,论文研究主要围绕方案的系统设计、结构设计、配光设计以及阳光定向器样机实验进行,具体完成了如下工作:(1)通过对现有阳光照明系统的优缺点进行分析,结合隧道照明的特点,全面分析对比了几种阳光照明系统,提出了基于向上反射式阳光定向器的直接反射式阳光照明方案;(2)根据阳光定向器的基本原理,对其系统结构进行初步设计、确定了关键的结构参数,并对其旋转结构进行了应力分析,进行了实验样机的制作加工;(3)针对某实际工程隧道开展了配光设计,通过软件进行了基于阳光定向器的直接反射式阳光照明系统建模,对隧道入口段路面照度进行了仿真计算,并根据入口段路面平均照度的国家规范标准,确定了照明所需阳光定向器的数量;(4)利用重庆交通科研设计研究院的实验隧道,对阳光定向器样机进行了定性实验,初步证实了系统总体方案的可行性,并发现了需要进一步改进的不足之处。
【图文】：

隧道,环境,亮度,基本照明

截止 2017 年年底，，我国公路隧道总共 16229 处、总里程2016 年增加 1048 处、124.54 万米，其中特长隧道总共 902 处总共 3841 处、659.93 万米[1]。一般公路照明仅需在夜间开闭式建筑，其结构的特殊性导致隧道照明与一般道路照明不，需要 24 小时不间断照明，以保证行车安全。，特别是夏季正午，隧道入口及出口处洞内外亮度差极大，容“白洞效应”，导致驾驶员短暂失明，无法看清前方路况，极2]。因此国家出台相关细则，规定将一般的长隧道划分为入口段出口段四段进行照明[3]：中间段为基本照明，环境亮度满足可；其他路段在基本照明的基础上设置加强照明，各加强段的坡度和净空高度等因素有关；入口段与过渡段的路面亮度减小，且洞外亮度越高，洞内所需的路面亮度也越高，以减；出口段的洞内亮度逐渐增大，使人眼能够适应洞外的亮环”的影响。

菲涅尔透镜,凸透镜,光纤,尾灯

重庆大学硕士学位论文透镜，根据道路配光需求进行选择，实现势在于：光纤及光缆较细，便于隧道内走造，不影响原有的隧道结构布局；光纤尾活，尾灯部分还可以与 LED 灯合为一体开启 LED 灯实现电光照明。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U453.7

【参考文献】