CN102769977A - 基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法，用于确定汽车交通地下通道在同向车道上的照明需求，本发明克服了国内外关于汽车地下通道内照明需求的分析偏见，充分考虑了车辆类型、地下通道内的交通流状态以及不同交通行为相互之间的影响因素，根据实际情况，本发明将将交通流状态分为自由行驶、受干扰行驶、跟踪行驶和阻塞行驶四种状态，同时根据不同的交通流状态，确定其最适合的照明需求，从而在交通量很大的时候，在保障了驾乘安全的同时，能够少开地下通道相应的照明光源，为地下通道的照明设置提供了依据，同时兼顾安全和节能要求，符合国家提倡的节能环保理念。

Description

基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定汽车交通地下通道在同向车道上的照明需求，基于交通流原理的地下通道照明方法。
背景技术
用于汽车通行的地下通道的照明设计对于汽车的安全通行至关重要，如果过暗则会影响到驾乘人员的视野，容易酿成事故，如果过亮则会无谓地增大能量损耗和造成光污染，同时会造成司机眩晕，同样不够安全，因此，对地下通道内的照明需求进行前期分析显得尤为重要。
国内外对于地下通道中间段的照明设置，均存在相同或类似观点，即交通值在大于某一数值后，亮度需求将处于最大状态且一直处于最大状态，也就是说，在交通值到达某一数值之前，亮度需求一直处于线性上升状态，而在达到该数值后，亮度需求将达到峰值且一直保持峰值状态。
而事实上，通过实践证明，上述观点并未考虑到车辆类型、地下通道内的交通流状态以及不同交通行为相互之间的影响因素，因此不能够保证地下通道内的照明需求处于一个适当状态。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法。充分考虑了车辆类型、地下通道内的交通流状态以及不同交通行为相互之间的影响因素，保证了地下通道内中间段上的照明需求处于一个适当状态，既考虑了节能因素又兼顾了驾乘安全。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法，用于确定汽车交通地下通道在同向车道上的照明需求，包括以下步骤：
步骤1：获取地下通道设计速度V设（km/h）、地下通道长度Ｌ（m）、行车道宽度W(m)、车道数n、高峰小时地下通道交通量Q（pcu/h）、交通密度kq（pcu/km）、交通组成(小客车、中型车、大型车、拖挂车占总交通量的比例分别为p小、p中、p大、p拖，其之和为1)、各类车型的长度(小客车、中型车、大型车、拖挂车的长度分别为l小、l中、l大、l拖)、侧向净空L左和L右；
步骤2：获取停车视距S’T,根据各级公路的服务水平确定通行能力C(pcu/h/ln）；由C和V设根据交通量和交通密度的关系确定通行能力对应的密度Km（pcu/km）和车速vm；
步骤3：根据交通组成对S’T进行修订,修订后的值为ST,修订公式为：
ST=（p小+p中*l中/l小+p大*l大/l小+p拖*l拖/l小）*S’T；
步骤4：根据现行适用的地下通道照明标准规范，获取地下通道最低亮度Lmin(cd/m2)和最大亮度Lmax(cd/m2)；
步骤5：确定交通流状态，包括以下子步骤：
步骤51：将交通流状态分为自由行驶、受干扰行驶、跟踪行驶和阻塞行驶四种状态，设定自由行驶的最大交通量为a（pcu/h），跟踪行驶的最小交通量为b（pcu/h）；以△t（秒）代表时间间隔，△t按下式计算：
△t=3.6*ST/V设；
步骤52：根据交通流理论，自由行驶时车辆到达规律服从泊松分布，设定显著水平为α，在△t时间内到达的车辆数不大于n辆对应的最大交通量即为a；干扰行驶时车辆到达规律服从二项式分布，在△t时间内到达的车辆数大于n辆对应的交通量即为b；
步骤53：根据以下条件确定交通流状态：
当kq≤Km时，当0＜Q≤a时，为自由行驶状态；当a＜Q≤b时，为干扰行驶状态；当b＜Q≤c时，为跟踪行驶状态；当kq＞Km时，为阻塞行驶状态；
步骤6：确定不同交通流状态下的地下通道照明中间段照明亮度需求：
a.自由行驶时需要的亮度为Lmin；
b.干扰行驶时需要的亮度L干与交通量成正比，可按下式计算，
Figure BDA00001903386600021
c.对于地下通道中间段照明，跟踪行驶时需要的亮度L跟与交通量成反比，达到通行能力时，需要的亮度为Lmin，L跟可按下式计算，
Figure BDA00001903386600022
d.对于地下通道中间段照明，阻塞状态行驶时需要的亮度为Lmin。
进一步，显著水平α的取值范围为（0.05~0.1）。
本发明的有益效果是：
本发明克服了国内外关于汽车地下通道内照明需求的分析偏见，充分考虑了车辆类型、地下通道内的交通流状态以及不同交通行为相互之间的影响因素，证明了地下通道内并非是在交通值达到某个数值后，照明需求一直处于峰值状态并一直保持的情形，而是有所减少，即传统理念认为照明亮度和交通量的关系是,小于某点是直线,然后是斜线,再然后是直线,以此设计亮度需求，而本发明和传统方法差异在于，本发明所秉承的理念认为拐点的大小和意义不同，同时后段非一直保持直线，而是斜线。根据这一实际情况，本发明将将交通流状态分为自由行驶、受干扰行驶、跟踪行驶和阻塞行驶四种状态，同时根据不同的交通流状态，确定其最适合的照明需求，以此作为布灯依据。从而在交通量很大的时候，在保障了驾乘安全的同时，能够少开或不开地下通道相应的照明光源，为地下通道的照明设置提供了依据，既安全又节能，符合国家提倡的节能环保理念。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
附图为本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图所示，本发明的基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法，用于确定汽车交通地下通道在同向车道上的照明需求，包括以下步骤：
步骤1：获取地下通道设计速度V设（km/h）、地下通道长度L（m）、行车道宽度W(m)、车道数n、高峰小时地下通道交通量Q（pcu/h）、交通密度kq（pcu/km）、交通组成(小客车、中型车、大型车、拖挂车占总交通量的比例分别为p小、p中、p大、p拖，其之和为1)、各类车型的长度(小客车、中型车、大型车、拖挂车的长度分别为l小、l中、l大、l拖)、侧向净空L左和L右；
步骤2：获取停车视距S’T（依据来源于《公路工程技术标准》（JTJ B01-2003）P.13之3.0.12的规定）,根据各级公路的服务水平确定通行能力C，单位为pcu/h/ln（依据来源于《公路工程技术标准》（JTJ B01－2003）P.44之“2各级公路的服务水平”）；由C和V设根据交通量和交通密度的关系确定通行能力对应的密度Km（pcu/km）和车速vm（依据来源于《交通工程手册》（人民交通出版社，1998年5月）P.386之“三、交通量和交通密度的关系”）；
步骤3：根据交通组成对S’T进行修订,修订后的值为ST,修订公式为：
ST=（p小+p中*l中/l小+p大*l大/l小+p拖*l拖/l小）*S’T；
步骤4：根据现行适用的地下通道照明标准规范(公路隧道通风照明设计规范，JTJ026.1-1999，P.42,表4.2.1)，获取地下通道最低亮度Lmin(cd/m2)和最大亮度Lmax(cd/m2)，该表如下：
表4.2.1中间段亮度Lin
Figure BDA00001903386600041
步骤5：确定交通流状态，包括以下子步骤：
步骤51：将交通流状态分为自由行驶、受干扰行驶、跟踪行驶和阻塞行驶四种状态；设定自由行驶的最大交通量为a（pcu/h），跟踪行驶的最小交通量为b（pcu/h）；以△t（秒）代表时间间隔，△t按下式计算，
△t=3.6*ST/V设；
步骤52：根据交通流理论（《交通工程手册》，p.417”交通流的统计分布”），自由行驶时车辆到达规律服从泊松分布，设定显著水平为α，在△t时间内到达的车辆数不大于n辆对应的最大交通量即为a；干扰行驶时车辆到达规律服从二项式分布，在△t时间内到达的车辆数大于n辆对应的交通量即为b，本实施例中，显著水平α的取值范围为（0.05~0.1）；
步骤53：根据下列条件确定交通流状态：
1.当kq≤Km时，当0＜Q≤a时，为自由行驶状态(车辆行驶不受其他车辆的影响)；当a＜Q≤b时，为干扰行驶状态(车辆行驶受其他车辆的影响,但有一定的机会改变交通行为)；当b＜Q≤c时，为跟踪行驶状态(车辆行驶受其他车辆的影响,在保证安全的条件下,车辆没有机会改变交通行为,只能跟踪行驶)；当kq＞Km时，为阻塞行驶状态；
步骤6：确定不同交通流状态下的地下通道照明中间段照明亮度需求：
a.自由行驶时需要的亮度为Lmin；
b.干扰行驶时需要的亮度L干与交通量成正比，可按下式计算，
c.对于地下通道中间段照明，跟踪行驶时需要的亮度L跟与交通量成反比，达到通行能力时，需要的亮度为Lmin，L跟可按下式计算，
Figure BDA00001903386600052
d.对于地下通道中间段照明，阻塞状态行驶时需要的亮度为Lmin。
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。

Claims (2)

1.基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法，用于确定汽车交通地下通道在同向车道上的照明需求，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：获取地下通道设计速度V设（km/h）、地下通道长度L（m）、行车道宽度W(m)、车道数n、高峰小时地下通道交通量Q（pcu/h）、交通密度kq（pcu/km）、交通组成(小客车、中型车、大型车、拖挂车占总交通量的比例分别为p小、p中、p大、p拖，其之和为1)、各类车型的长度(小客车、中型车、大型车、拖挂车的长度分别为l小、l中、l大、l拖，单位为m)，侧向净空L左和L右（m）；
步骤2：获取停车视距S’T,根据各级公路的服务水平确定通行能力C(pcu/h/ln）；由C和V设根据交通量和交通密度的关系确定通行能力对应的密度Km（pcu/km）和车速vm；
步骤3：根据交通组成对S’T进行修订,修订后的值为ST,修订公式为：
ST=（p小+p中*l中/l小+p大*l大/l小+p拖*l拖/l小）*S’T；
步骤4：根据现行适用的地下通道照明标准规范，获取地下通道最低亮度Lmin(cd/m2)和最大亮度Lmax(cd/m2)；
步骤5：确定交通流状态，包括以下子步骤：
步骤51：将交通流状态分为自由行驶、受干扰行驶、跟踪行驶和阻塞行驶四种状态；
设定自由行驶的最大交通量为a（pcu/h），跟踪行驶的最小交通量为b（pcu/h）；以△t（秒）代表时间间隔，△t按下式计算：
△t=3.6*ST/V设；
步骤52：根据交通流理论，自由行驶时车辆到达规律服从泊松分布，设定显著水平为α，在△t时间内到达的车辆数不大于n辆对应的最大交通量即为a；干扰行驶时车辆到达规律服从二项式分布，在△t时间内到达的车辆数大于n辆对应的交通量即为b；
步骤53：根据以下条件确定交通流状态：
当kq≤Km时，当0＜Q≤a时，为自由行驶状态；当a＜Q≤b时，为干扰行驶状态；当b＜Q≤c时，为跟踪行驶状态；当kq＞Km时，为阻塞行驶状态；
步骤6：确定不同交通流状态下的地下通道照明中间段照明亮度需求：
a.自由行驶时需要的亮度为Lmin；
b.干扰行驶时需要的亮度L干与交通量成正比，可按下式计算，
Figure FDA00001903386500021
c.对于地下通道中间段照明，跟踪行驶时需要的亮度L跟与交通量成反比，达到通行能力时，需要的亮度为Lmin，L跟可按下式计算，
Figure FDA00001903386500022
d.对于地下通道中间段照明，阻塞状态行驶时需要的亮度为Lmin。
2.根据权利要求1所述的基于交通流原理的地下通道中间段亮度需求确定方法，其特征在于：显著水平α的取值范围为（0.05~0.1）。
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