【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了公路隧道装置设计领域，具体涉及了一种公路隧道入口减光装置的设计方法。
技术介绍
1、目前我国公路隧道建设具有以下特点：一是隧道数量多、规模大、海拔高和隧道长。二是建设难度大。主要体现为地形地质复杂、气候恶劣、生态脆弱，建设条件艰巨。三是运营管理和养护难度大。高原隧道多位于偏远高山区，人烟稀少，条件艰苦，专业技人员缺，隧道管养难度极大。四是二级及以下公路隧道，交通量较低，而运营成本很高。
2、公路隧道是公路上的特殊路段，属于半封闭环境。为保证隧道内的行车安全，为驾乘人员提供一个相对理想的行车环境，达到一定规模的公路隧道，都需要设置通风、照明等机电设施。隧道是公路运营的耗能大户，其中，照明设施运营耗电非常惊人。据统计，国内部分高速公路电费支出占总支出的80％，而电费支出中80％被用于高速公路隧道照明。
3、洞外亮度大，相对来讲洞内亮度就越小，为此，在隧道入口做减光装置，可以减小洞外亮度，减少黑洞效应，使得洞内减少额外照明甚至不采用额外的照明。
4、《公路隧道照明设计细则jtg/td70/2-01-2014》公开，交通隧道照明可划分为入口段照明、过渡段照明、中间段照明、洞外引道照明以及洞口接近段减光装置。
5、接近段可采用下列减光措施：
6、1、可采用削竹式洞门形式，并进行坡面绿化。
7、2、洞口采用端墙形式时，墙面可采用暗色调，其装饰材料的反射率应小于0.17。
8、3、经硬化处理的隧道洞口边仰坡可进行暗化处理。
9、4、
10、但是这些减光装置只是一些减光手段，整体减光效果较差，且无法针对性进行减光效果的设计技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术存在减光装置减光效果较差，减光效果无法提前控制的问题，提供一种公路隧道入口减光装置的设计方法，设置本申请提供的减光装置后，通过设计计算，可计算出隧道入口减光装置内的亮度，即可进行针对性的调节减光装置规格参数，便于控制。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种公路隧道入口减光装置的设计方法，减光装置包括设置在隧道入口公路正上方的水平棚顶以及用于支撑水平棚顶的支撑杆结构，减光装置的侧面为敞开式结构；所述水平棚顶包括减光材质构件铺设而成；所述水平棚顶的一端与隧道入口顶部连接，水平棚顶覆盖于公路的正上方，并相对于公路的两侧向外延伸；
4、所述水平棚顶沿公路延伸方向的长度为l′；
5、其中，l为一个停车视距，单位，m；
6、hd为减光装置的安装高度，单位，m；
7、包括以下步骤：
8、步骤1、选择节能系数s。0.3≦s≦0.15；
9、步骤2、根据节能系数s，获取安装减光装置后，公路隧道入口一段的照明设计亮度值lth1′；lth1′按以下公式一计算；
10、公式一：lth1′＝slth1；
11、其中lth1为未安装减光装置时，公路隧道入口一段的照明设计亮度值。lth1具体根据公式二和公式三计算得到：
12、公式二：l20＝γ·lc+ε·le+ρ·lr+τ·lth1；
13、公式三：γ+ε+ρ+τ＝1；
14、其中，
15、l20——观察者在距洞口一个停车视距处，距地面1.5m高正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度值；
16、γ——20°锥形视野中天空的面积百分比；
17、lc——20°锥形视野中天空的亮度值，单位为kcd/m2；
18、ε——20°锥形视野中周围环境的面积百分比；
19、le——20°锥形视野中周围环境的亮度值，单位为kcd/m2；
20、ρ——20°锥形视野中道路的面积百分比；
21、lr——20°锥形视野中道路的亮度值，单位为kcd/m2；
22、τ——20°锥形视野中隧道入口的面积百分比；
23、lth1——隧道入口的亮度值，单位为kcd/m2；
24、以上数值均为未安装减光装置时的值。
25、步骤3、按照以下公式四计算隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度：
26、公式四：
27、其中，
28、k是隧道入口段亮度折减系数；
29、η′是20°锥形视野中减光装置所占的面积百分比；
30、τ′是安装减光装置后20°锥形视野中隧道入口所占的面积百分比；
31、ls1是隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度。
32、步骤4、根据步骤3确定出的安装减光装置后隧道入口处平均亮度值，调整出水平棚顶结构参数、水平棚顶结构的减光材料参数以及减光材料的分布。
33、本专利技术提供一种公路隧道入口减光装置的设计方法，减光装置包括设置在隧道入口公路正上方的水平棚顶以及用于支撑水平棚顶的支撑杆结构，减光装置的侧面为敞开式结构；所述水平棚顶包括减光材质构件铺设而成；所述水平棚顶的一端与隧道入口顶部连接，水平棚顶覆盖于公路的正上方，并相对于公路的两侧向外延伸；通过设计计算，可直接计算出隧道入口减光装置内的亮度，根据获得的减光装置内的亮度值即可去针对性调整减光装置具体结构的规格数据，快速准确的设计出针对性的减光装置，精准度高，控制性好，便于推广。
34、进一步的，减光装置的具体结构规格数据指的是减光材料的透光率设置，不同透光率材料的布置，减光装置的高度和宽度等参数。
35、进一步的，所述步骤2中，节能系数s的选择范围为0.15≦s≦0.3；所述步骤2中，隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度是由以下方法计算得到的：
36、首先，计算公路隧道入口一段的亮度值lth1，具体根据公式二和公式三计算得到的；
37、公式二：l20＝γ·lc+ε·le+ρ·lr+τ·lth1；
38、公式三：γ+ε+ρ+τ＝1；
39、其中，
40、l20——观察者在距洞口一个停车视距处，距地面1.5m高正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度值；
41、γ——20°锥形视野中天空的面积百分比；
42、lc——20°锥形视野中天空的亮度值，单位为kcd/m2；
43、ε——20°锥形视野中周围环境的面积百分比；
44、le——20°锥形视野中周围环境的亮度值，单位为kcd/m2；
45、ρ——20°锥形视野中道路的面积百分比；
46、lr——20°锥形视野中道路的亮度值，单位为kcd/m2；
47、τ——20°锥形视野中隧道入口的面积百分比；
48、lth1——隧道入口的亮度值，单位为kcd/m2；
49、进一步的，γ为20°锥形视野中天空的面积与2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，首先按如下方法确定隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度：
2.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，减光装置包括设置在隧道入口公路正上方的水平棚顶以及用于支撑水平棚顶的支撑杆结构，减光装置的侧面在靠近隧道一端必须为敞开式结构，在远离隧道一端，可以根据需要选择敞开式或者封闭式结构；所述水平棚顶包括减光材质构件铺设而成；所述水平棚顶的一端与隧道入口顶部连接，水平棚顶覆盖于公路的正上方，并相对于公路的两侧向外延伸。
3.根据权利要求2所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，所述减光装置的初始设计参数为：
4.根据权利要求1所述的隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，根据上述步骤3确定出的隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度，相应确定隧道入口减光装置的各项设计参数；具体方法为：
5.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，γ为20°锥形视野中天空的面积与20°锥形视野的视野圆面积的比值；ε为20°锥形视野中周围环境的面积与20°
6.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，τ’为安装减光装置后20°锥形视野中隧道入口所占的面积与20°锥形视野的视野圆面积；η’的值为1-τ’。
7.根据权利要求4所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，调整出水平棚顶结构参数时，减光装置远离隧道一端的封闭式结构的长度不超过减光装置长度的一半。
8.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，减光装置的安装高度hD不低于隧道入口的高度hT。
9.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，调整出水平棚顶结构参数时，减光材质构件的透光率为5％～15％。
...【技术特征摘要】
1.一种公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，首先按如下方法确定隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度：
2.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，减光装置包括设置在隧道入口公路正上方的水平棚顶以及用于支撑水平棚顶的支撑杆结构，减光装置的侧面在靠近隧道一端必须为敞开式结构，在远离隧道一端，可以根据需要选择敞开式或者封闭式结构；所述水平棚顶包括减光材质构件铺设而成；所述水平棚顶的一端与隧道入口顶部连接，水平棚顶覆盖于公路的正上方，并相对于公路的两侧向外延伸。
3.根据权利要求2所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，所述减光装置的初始设计参数为：
4.根据权利要求1所述的隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，根据上述步骤3确定出的隧道入口减光装置内所需的设计平均亮度，相应确定隧道入口减光装置的各项设计参数；具体方法为：
5.根据权利要求1所述的公路隧道入口减光装置的设计方法，其特征在于，γ为20°锥形视野中天空的面积...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贵川，魏昱，刘梁鸿，曾艳华，易雷，冯光宇，吴宏伊，刘勇健，李海燕，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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