公路隧道加强照明的阳光输送系统技术方案

本发明专利技术公开了公路隧道加强照明的阳光输送系统，能够高效利用太阳光对隧道进、出口内规定距离进行加强照明，并且可以避免阳光刺激驾驶员眼睛影响行车安全的不良因素，包括在隧道口外侧固定设置的支架，支架设置有多个角度可调的镜面反射镜，镜面反射镜朝向太阳光入射方向定向反射至隧道内，隧道口的顶部由外向内依次间隔且安装高度依次递减的多个漫反射镜，漫反射镜的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，且当漫反射镜安装于隧道入口时，准平面与竖直线的夹角β1＞设定角度；当漫反射镜安装于隧道出口时，准平面与竖直线的夹角β2＜设定角度，漫反射镜将镜面反射镜定向反射的太阳光漫反射至隧道内的路面进行加强照明，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
公路隧道加强照明的阳光输送系统
本专利技术涉及太阳能利用
，具体涉及公路隧道加强照明的阳光输送系统。
技术介绍
高速公路为标志的交通运输业的发展迅猛成为国家经济发展的特征之一，但是公路隧道运营管理费用特别是隧道照明电费已成为一笔巨额开支，安全与节能的矛盾也变得日益突出。对驾驶员来说，汽车速度一定情况下在隧道的进、出口段光亮度梯度太大将导致视觉不能尽快调节过来而产生“黑洞”和“白洞”效应，进而使得交通事故的几率上升。为了保证安全前提下实现节能，国家规定隧道照明由基本照明和增强(加强)照明两个系统组成，其中分布于整个隧道的基本照明系统一直处于日夜不停的照明状态，而安装于隧道进出口区段的加强照明则通过自动控制的方法，使其根据隧道外太阳光强弱程度而自动控制打开照明灯的个数，只要使其亮度梯度满足技术要求即可；例如夏天中午太阳光最强时所有的加强照明灯组全部打开工作；冬天或者阴雨天只打开部分；而在晚间全部关闭。从而达到满足技术要求条件下有效节能的目标。目前，隧道加强照明中大多利用常规电力，以高压钠灯、LED灯等作为照明光源，但实际工程中由于闭环式自动控制中的太阳光传感器所处工作环境恶劣，例如：过多灰尘附在表面时则等效于阴雨天甚至晚上时分等和位置偏僻维修不便等因素导致系统故障率高的实际问题，迫使人们放弃自动控制功能以保证系统工作可靠性，通常加强照明系统都是按照夏天最强太阳光设计配备的恒定照明系统，并且与基本照明系统工作状态一样，从而在高可靠性保障满足要求的同时却造成电能源的巨大浪费。相关技术中基于光纤传输的阳光输送机将太阳光用于隧道进、出口50米长度范围的加强照明工程中后发现，该系统仍然存在着系统成本高，其中光纤占总系统成本70％，且远距离传输时光能损耗高达80％的技术瓶颈，直接影响到新技术的推广应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了免光纤式的公路隧道加强照明的阳光输送系统，能够通过空气介质直接反射方式高效传输太阳光对隧道进、出口内规定距离进行加强照明，降低隧道进出口的亮度梯度，并且可以避免阳光刺激驾驶员眼睛影响行车安全的不良因素；同时隧道外镜面反射镜面的安装朝向太阳光入射方向，提高太阳光利用效率。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案为：包括在隧道口外侧固定设置的支架，所述支架的高度与隧道的高度相适配，所述支架的顶部设置有多个角度可调的镜面反射镜，所述镜面反射镜朝向太阳光入射方向，能够将太阳光通过隧道的顶部空间沿平行于隧道中心线的方向定向反射至隧道内，隧道口的顶部由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜，且多个所述漫反射镜的安装高度由外向内依次递减，所述漫反射镜的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，且当所述漫反射镜安装于隧道入口时，准平面与竖直线的夹角β1＞设定角度；当所述漫反射镜安装于隧道出口时，准平面与竖直线的夹角β2＜设定角度，所述漫反射镜能够接收所述镜面反射镜定向反射的太阳光并漫反射至隧道内的路面进行加强照明。进一步地，当所述漫反射镜安装于隧道入口顶部时，所述漫反射镜的准平面与竖直线的安装夹角β1＞45°；当所述漫反射镜安装于隧道出口顶部时，所述漫反射镜的准平面与竖直线的安装夹角β2＜45°。进一步地，所述漫反射镜呈多列布置于隧道口的顶部，每列包括安装高度由外向内依次递减的多个所述漫反射镜，且多列所述漫反射镜沿隧道的顶部拱形间隔设置，且所有所述漫反射镜接受平行太阳光线的有效面积布满平行太阳光线通过的隧道的顶部拱形空间的截面积。进一步地，还包括控制器和在隧道口内侧顶部设置的光线方向传感器，所述光线方向传感器通信连接至所述控制器，所述光线方向传感器位于所述镜面反射镜反射太阳光线的路径上，且所述光线方向传感器的光轴平行于隧道中心线。进一步地，所述支架上还设置有驱动装置，多个所述镜面反射镜均传动连接至所述驱动装置，所述驱动装置被配置为能够同时驱动多个所述镜面反射镜沿水平轴和竖直轴转动，以同时调整多个所述镜面反射镜的角度，所述驱动装置通信连接至所述控制器。进一步地，所述控制器还设置有GPS时间器，所述GPS时间器能够实时获取GPS位置对应的GPS时间并发送给所述控制器，所述控制器根据GPS时间对应的太阳方位控制所述驱动装置启动实时调整镜面反射镜的角度。进一步地，所述支撑架还设置有风速传感器，所述风速传感器通信连接至所述控制器。进一步地，所述漫反射镜和/或所述镜面反射镜包括钢化玻璃，所述漫反射镜的钢化玻璃的外表面还设置有压花处理的漫反射图形构成的准平面。进一步地，所述钢化玻璃的外表面设置有防尘膜，所述钢化玻璃的背面粘有TPT板，所述钢化玻璃的四周固定设置铝合金框架。进一步地，所述支架的顶部两侧均固定设置有多个所述漫反射镜，所述支架两侧的所述漫反射镜的准平面法线倾斜于内下方，能够将太阳光在部分时间内漫反射至隧道内部对面的隧道墙壁上。进一步地，所述镜面反射镜在北半球时优选设置在隧道北进、出口外；所述镜面反射镜在南半球时优选设置在隧道南进、出口外。与现有技术相比，本专利技术在隧道口外侧固定设置支架，在支架上设置多个镜面反射镜，且多个镜面反射镜的角度可随太阳方位进行调节，在隧道口的顶部拱形空间由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜，且多个漫反射镜的安装高度由外向内依次递减，从而利用镜面反射镜定向反射太阳光至漫反射镜，各个漫反射镜均可以接收到镜面反射镜定向反射的平行太阳光，再漫反射至隧道内及路面，达到加强照明效果，能够高效利用太阳光对隧道进、出口内规定距离进行加强照明，降低隧道进出口的亮度梯度。另外，漫反射镜的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，且当漫反射镜安装于隧道入口时，准平面与竖直线的夹角β1＞设定角度；当漫反射镜安装于隧道出口时，准平面与竖直线的夹角β2＜设定角度，可以避免阳光直射驾驶人眼镜，避免阳光刺激驾驶员眼睛影响行车安全的不良因素，提高驾驶安全性，节能环保，降低成本。而且镜面反射镜的安装方向朝向太阳光入射方向，提高太阳光的利用效率，如在北半球时，根据工程现场优选镜面反射镜安装在隧道朝北的进出口外或者相近处；在南半球时，镜面反射镜优选设置在隧道南进出口外，将有着更高的太阳光利用效率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2a是本专利技术的漫反射镜在隧道入口的安装示意图；图2b是本专利技术的漫反射镜在隧道出口的安装示意图；图3a是本专利技术的镜面反射镜设置在隧道北进、出口时的定向反射光路图；图3b是本专利技术的镜面反射镜设置在隧道南进、出口时的定向反射光路图；其中，1是支架、2是镜面反射镜、3是漫反射镜、4是光线方向传感器。具体实施方式下面结合说明书附图和具体的实施例对本专利技术作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本专利技术实施例提供了公路隧道加强照明的阳光输送系统，参见图1至图3b，包括在隧道口外侧固定设置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.公路隧道加强照明的阳光输送系统，其特征在于，包括在隧道口外侧固定设置的支架(1)，所述支架(1)的高度与隧道的高度相适配，所述支架(1)的顶部设置有多个角度可调的镜面反射镜(2)，所述镜面反射镜(2)朝向太阳光入射方向，能够将太阳光通过隧道的顶部空间沿平行于隧道中心线的方向定向反射至隧道内，隧道口的顶部由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜(3)，且多个所述漫反射镜(3)的安装高度由外向内依次递减，所述漫反射镜(3)的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，且当所述漫反射镜(3)安装于隧道入口时，准平面与竖直线的夹角β1＞设定角度；当所述漫反射镜(3)安装于隧道出口时，准平面与竖直线的夹角β2＜设定角度，所述漫反射镜(3)能够接收所述镜面反射镜(2)定向反射的太阳光并漫反射至隧道内的路面进行加强照明。/n

【技术特征摘要】
1.公路隧道加强照明的阳光输送系统，其特征在于，包括在隧道口外侧固定设置的支架(1)，所述支架(1)的高度与隧道的高度相适配，所述支架(1)的顶部设置有多个角度可调的镜面反射镜(2)，所述镜面反射镜(2)朝向太阳光入射方向，能够将太阳光通过隧道的顶部空间沿平行于隧道中心线的方向定向反射至隧道内，隧道口的顶部由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜(3)，且多个所述漫反射镜(3)的安装高度由外向内依次递减，所述漫反射镜(3)的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，且当所述漫反射镜(3)安装于隧道入口时，准平面与竖直线的夹角β1＞设定角度；当所述漫反射镜(3)安装于隧道出口时，准平面与竖直线的夹角β2＜设定角度，所述漫反射镜(3)能够接收所述镜面反射镜(2)定向反射的太阳光并漫反射至隧道内的路面进行加强照明。


2.根据权利要求1所述的公路隧道加强照明的阳光输送系统，其特征在于，当所述漫反射镜(3)安装于隧道入口顶部时，所述漫反射镜(3)的准平面与竖直线的安装夹角β1＞45°；当所述漫反射镜(3)安装于隧道出口顶部时，所述漫反射镜(3)的准平面与竖直线的安装夹角β2＜45°。


3.根据权利要求1所述的公路隧道加强照明的阳光输送系统，其特征在于，所述漫反射镜(3)呈多列布置于隧道口的顶部，每列包括安装高度由外向内依次递减的多个所述漫反射镜(3)，且多列所述漫反射镜(3)沿隧道的顶部拱形间隔设置，且所有所述漫反射镜(3)接受平行太阳光线的有效面积布满平行太阳光线通过的隧道的顶部拱形空间的截面积。


4.根据权利要求1所述的公路隧道加强照明的阳光输送系统，其特征在于，还包括控制器和在隧道口内侧顶部设置的光线方向传感器(4)，所述光线方向传感器(4)通信连接至所述控制器，所述光线方向传感器(4)位于所述镜面反射镜(2)反射太阳光线的路径上，且所述光线方向传...

【专利技术属性】
技术研发人员：仵涛，赵超志，毛金沙，郝连超，宁铎，
申请(专利权)人：陕西交通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61