[发明专利]基于等效光幕亮度的隧道洞口减光方法

说明书

本发明公开了一种基于等效光幕亮度的隧道洞口减光方法，包括以下步骤：采用相机获取洞口接近段的景观环境；根据等效光幕亮度极坐标图进行景物占比分析，确定需要减光设计的景物；对确定的减光设计景物，通过降低景物表面亮度的方式进行减光优化；计算减光优化后洞外眩光源引起的等效光幕亮度；计算减光优化后的入口段亮度值。本发明中，结合植被减光和控制洞外景物亮度这两种减光方法进行减光优化，并通过等效光幕理论进行数据分析，控制所占比例较大的景物的表面亮度，以降低洞外环境亮度，优化入口段所需亮度，从而大大提高了减光措施的效率，减少了花费，使得隧道入口段的亮度设计更加安全，更加绿色节能。

技术领域

本发明涉及隧道洞口减光领域，特别涉及一种基于等效光幕亮度的隧道洞口减光方法。

背景技术

随着隧道项目越修越多，在其项目运行中的行车安全性与驾驶人的视觉舒适性也成了当前隧道工程建设的关注重点和难点。根据亮度变化适应曲线，可以将车辆沿道路轴线由洞外入口前停车视距为起点至隧道中驾驶员视距适应隧道亮度变化所需长度依次划分为5个照明区：接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段。其中，在洞口前，从驾驶员的精力被完全吸引到隧道的那一点到适应点之间的一段道路，在照明上称为接近段，一般是按停车视距计算；进入洞口后的第一段即为入口段。

而在隧道入口段区域，由于其处在明暗交替区，洞内外亮度差会降低驾驶员的视觉功能和延长反应时间，即所谓的“黑洞效应”，所以洞外亮度(指在接近段起点处，距地面1.5m高正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度)是隧道照明设计的关键指标，也关系到照明能耗的大小。因此，为了保证行车安全和降低能耗常在隧道接近段采取减光措施，大大降低了接近段的适应亮度和入口段的设计亮度。目前所采用的减光措施主要有设置减光构造物、利用植被减光和控制洞外表面亮度三大类。其中设置减光构造物是在洞口修建减光棚、遮阳棚、减光格栅等建筑物来降低亮度，其效果较好但是存在眩光问题，而且造价较高。而后两种减光措施虽然经济性好但其效果较差，而国内研究大多以减光构造物为主，利用植被减光和控制洞外亮度的研究很少，这导致工程成本增加，短隧道以及特殊地形限制的隧道减光措施不合理。

因此，为了解决上述问题亟需提出一种新的减光优化方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种造价低且减光效果好的基于等效光幕亮度的隧道洞口减光方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于等效光幕亮度的隧道洞口减光方法，包括以下步骤：

步骤S1、采用相机获取洞口接近段的景观环境；

步骤S2、根据等效光幕亮度极坐标图进行景物占比分析，确定需要减光设计的景物；

步骤S3、对确定的减光设计景物，通过降低景物表面亮度的方式进行减光优化；

步骤S4、计算减光优化后洞外眩光源引起的等效光幕亮度；

步骤S5、计算减光优化后的入口段亮度值。

进一步的，在所述步骤S1中，获取洞口接近段的景观环境时，在距离隧道洞口一个停车视距且离地面1.5m高度位置处利用数码相机对接近段进行拍摄。

进一步的，在所述步骤S2中，先以隧道洞口的中心位置处为原点，以数码相机拍摄处的2°视角为内圆，56.8°视角为外圆，在内圆和外圆之间划分m个球带环，并在极坐标图上平均划分出n个等角度的扇形，从而将每一球带环平均划分为n个等大的扇形块，得到等效光幕亮度极坐标图；把等效光幕亮度极坐标图重叠在拍摄的接近段照片上，使等效光幕亮度极坐标图的原点位于隧道洞口的中心位置处，在极坐标图覆盖的范围内，根据面积占比确定减光设计的景物。

进一步的，在所述步骤S3中，减光优化的方法为对景物的表面反射特征和反射系数进行改善，降低洞口亮度，包括以下方法：

洞门选用反射系数小，定向度低的材料；