CN103175036B - 一种公路隧道照明系统及照明方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路隧道照明系统及照明方法，该照明系统包括有设置于隧道内中部的隧道照明灯，设置于隧道内两端口部位置的隧道口照明灯，以及设置于隧道两端口外的遮光棚，遮光棚内侧设有液晶光阀板和遮光棚照明灯，遮光棚及隧道内的照明灯具配合控制系统进行控制，可使遮光棚外端至隧道端口内这一光过渡段的照度变化更为缓和，且遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯的照度也能够通过控制系统进行调整，在保证照明均匀、安全的前提下节约电能。
Description
技术领域
本发明属于路桥工程技术领域，具体涉及一种公路隧道照明系统。
背景技术
目前，隧道内部一般采用全天人造光照明，照明要求与普通道路的照明要求有所不同。从自然光条件下的普通道路进入人造光条件下的隧道内部时，亮度的突变会使驾驶员的眼睛辨识能力难以很快地适应隧道内部的照明环境，当汽车从隧道内部驶出至普通道路时，亮度的突变同样会使驾驶员的眼睛辨识能力难以很快地适应普通道路的光线环境。一般的隧道照明主要由隧道口照明、隧道内部照明构成。其中隧道口的隧道照明中最重要的部分。因此，在隧道交通的照明设计中，设计人员会在隧道口与普通道路的连接处增设一定长度的光过渡段，并在该光过渡段设置加强照明装置。该加强照明装置用于在隧道内部的照明环境和普通道路的照明环境之间提供一个衔接两端的逐步变化的照明阶段，以使驾驶员慢慢地适应隧道内外的照明环境。如中国专利CN101749629B公开了一种隧道光过渡段的加强照明方法及装置，其采用的照明方法主要是改善对隧道口照明灯具的控制，使光过渡段更加均匀，确保了隧道的行车安全。但其存在的缺陷是隧道口的照明灯具需要调整至非常接近自然光的照度，在晴天白天自然光照度比较高的时间段，隧道口及隧道内的人造光照度就需要调整至较高水平，这无疑需要耗费较多的电能，即使使用太阳能电池辅助供电，实际上也难以满足用电需求，且太阳能电池成本也较高，使用效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构合理，控制容易且相对节能的公路隧道照明系统，以及使用该系统进行照明的方法。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种公路隧道照明系统，包括有设置于隧道内中部的隧道照明灯，设置于隧道内两端口部位置的隧道口照明灯，以及设置于隧道两端口外的遮光棚，所述遮光棚包括有支撑架以及固定在支撑架上的外罩板，外罩板内侧设有液晶光阀板，液晶光阀板沿遮光棚长度方向分布，遮光棚内还设有遮光棚照明灯；两个遮光棚外分别设有自然光传感器，隧道端口与两个遮光棚交界处分别设有隧道口光传感器；所述的液晶光阀板、遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯，自然光传感器、隧道口光传感器分别与控制系统电联接；所述遮光棚照明灯、隧道口照明灯、隧道照明灯的照度依次连续均匀变化。
作为优选：所述遮光棚的外罩板内侧上布满液晶光阀板，且外罩板为透明罩板。采用该结构，遮光棚内照度的可调节幅度较大。
作为优选：所述遮光棚顶部的外罩板上设置液晶光阀板，且设置有液晶光阀板的外罩板为透明罩板，其余部分的外罩板为非透光罩板。采用该结构，可减少液晶光阀板的数量，更为节能。
作为优选：所述的液晶光阀板包括分别设置在两遮光棚上的液晶光阀板A和液晶光阀板B；所述的遮光棚照明灯包括分别设置在两个遮光棚内的遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯；所述隧道口照明灯包括分别设置在隧道两端口部的隧道口A照明灯和隧道口B照明灯；所述的自然光传感器包括分别设置在两个遮光棚外的自然光传感器A和自然光传感器B；所述的隧道口光传感器包括分别设置在隧道端口与两个遮光棚交界处的隧道口A光传感器和隧道口B光传感器；
所述的控制系统包括有总控制器以及与总控制器电联接的遮光棚A控制器、遮光棚B控制器、隧道口A照明控制器、隧道口B照明控制器和隧道内段照明控制器；
所述的液晶光阀板A、遮光棚A照明灯与遮光棚A控制器电联接，所述的液晶光阀板B、遮光棚B照明灯与遮光棚B控制器电联接；所述的隧道口A照明灯与隧道口A照明控制器电联接，所述的隧道口B照明灯与隧道口B照明控制器电联接；所述的隧道照明灯与隧道内段照明控制器电联接；所述的自然光传感器A、自然光传感器B、隧道口A光传感器、隧道口B光传感器分别与总控制器电联接。
作为优选：所述的控制系统还包括有与总控制器连接的网络传输模块、服务器以及监控计算机，总控制器、服务器以及监控计算机之间通过因特网进行数据通信。
作为优选：根据权利要求4所述的一种公路隧道照明系统，其特征在于：所述的两遮光棚外端部位置还分别设有限速显示器A和限速显示器B，限速显示器A与遮光棚A控制器电联接，限速显示器B与遮光棚B控制器电联接。
一种公路隧道照明方法，依次包括有以下步骤：
①总控制器根据自然光传感器A、自然光传感器B提供的两遮光棚外照度信息后，通过隧道口A照明控制器和隧道口B照明控制器分别设定隧道口A照明灯和隧道口B照明灯的照度在可调范围内最接近自然光照度；同时总控制器通过隧道内段照明控制器控制隧道照明灯的照度与隧道两端口照度匹配；
②总控制器根据隧道口A光传感器、隧道口B光传感器获取隧道端口与两个遮光棚交界处的照度信息，确定隧道端口与两个遮光棚外的照度差值；总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别控制限速显示器A与限速显示器B显示通过隧道的安全行驶速度信息；
③当自然光照度大于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率自遮光棚外端朝隧道端口方向递减，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致，关闭两端遮光棚内的遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯；当自然光照度小于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率为最大值，同时分别设定遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯自遮光棚外端朝隧道端口方向递增，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致；
④总控制器将从自然光传感器A、自然光传感器B、隧道口A光传感器、隧道口B光传感器获取的照度信息以及发出的控制数据信息通过因特网传送至服务器数据库中，监控计算机从服务器中读取数据，或通过监控计算机修改总控制器的控制参数。
作为优选：步骤①所述的隧道照明灯的照度以隧道两端口照度为基准渐变。
作为优选：隧道照明灯设有多组，且分别设有对应的隧道内段照明控制器。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过在隧道端口设置遮光棚，配合控制系统进行控制，可使遮光棚外端至隧道端口内这一光过渡段的照度变化更为缓和，且遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯的照度也能够通过控制系统进行调整，在保证照明均匀、安全的前提下节约电能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是遮光棚的结构示意图。
图3实施例1的结构示意图。
图4是实施例1的系统连接框图。
1、监控计算机；2、因特网；3、服务器；4、网络传输模块；5、总控制器；6、自然光传感器A；7、自然光传感器B；8、隧道口A光传感器；9、隧道口B光传感器；10、限速显示器A；11、遮光棚A控制器；12、隧道口A照明控制器；13、隧道内段照明控制器；14、隧道口B照明控制器；15、遮光棚B控制器；16、限速显示器B；17、液晶光阀板A；18、遮光棚A照明灯；19、隧道口A照明灯；20、隧道照明灯；21、隧道口B照明灯；22、遮光棚B照明灯；23、液晶光阀板B；P、遮光棚；30、外罩板；31、支撑架；Q、隧道。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1
根据图1和图4所示，本实施例所述的一种公路隧道照明系统，包括有设置于隧道Q内中部的隧道照明灯20，设置于隧道Q内两端口部位置的隧道口照明灯，以及设置于隧道Q两端口外的遮光棚P，所述遮光棚P包括有支撑架31以及固定在支撑架31上的外罩板30，外罩板30内侧设有液晶光阀板17，液晶光阀板17沿遮光棚P长度方向分布，遮光棚P内还设有遮光棚照明灯；两个遮光棚P外分别设有自然光传感器，隧道Q端口与两个遮光棚P交界处分别设有隧道口光传感器；所述的液晶光阀板、遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯，自然光传感器、隧道口光传感器分别与控制系统电联接；所述遮光棚照明灯、隧道口照明灯、隧道照明灯的照度依次连续均匀变化。
所述遮光棚P的外罩板30内侧上布满液晶光阀板，且外罩板30为透明罩板。采用该结构，遮光棚P内照度的可调节幅度较大。
所述的液晶光阀板包括分别设置在两遮光棚上的液晶光阀板A17和液晶光阀板B23；所述的遮光棚照明灯包括分别设置在两个遮光棚内的遮光棚A照明灯18和遮光棚B照明灯22；所述隧道口照明灯包括分别设置在隧道两端口部的隧道口A照明灯19和隧道口B照明灯21；所述的自然光传感器包括分别设置在两个遮光棚外的自然光传感器A6和自然光传感器B7；所述的隧道口光传感器包括分别设置在隧道端口与两个遮光棚交界处的隧道口A光传感器8和隧道口B光传感器9.
所述的控制系统包括有总控制器5以及与总控制器5电联接的遮光棚A控制器11、遮光棚B控制器15、隧道口A照明控制器12、隧道口B照明控制器14和一个或多个隧道内段照明控制器13.
所述的液晶光阀板A17、遮光棚A照明灯18与遮光棚A控制器11电联接，所述的液晶光阀板B23、遮光棚B照明灯22与遮光棚B控制器15电联接；所述的隧道口A照明灯19与隧道口A照明控制器12电联接，所述的隧道口B照明灯21与隧道口B照明控制器14电联接；所述的隧道照明灯20与隧道内段照明控制器13电联接；所述的自然光传感器A6、自然光传感器B7、隧道口A光传感器8、隧道口B光传感器9分别与总控制器5电联接。
所述的控制系统还包括有与总控制器5连接的网络传输模块4、服务器3以及监控计算机1，总控制器5、服务器3以及监控计算机1之间通过因特网2进行数据通信。
所述的两遮光棚P外端部位置还分别设有限速显示器A10和限速显示器B16，限速显示器A10与遮光棚A控制器11电联接，限速显示器B16与遮光棚B控制器15电联接。
本实施例的公路隧道照明方法，依次包括有以下步骤：
①总控制器5根据自然光传感器A6、自然光传感器B7提供的两遮光棚P外照度信息后，通过隧道口A照明控制器12和隧道口B照明控制器14分别设定隧道口A照明灯19和隧道口B照明灯21的照度在可调范围内最接近自然光照度；同时总控制器5通过隧道内段照明控制器13控制隧道照明灯20的照度与隧道Q两端口照度匹配。
假设自然光传感器A6检测到的照度大于自然光传感器B7检测到的照度数值，则相应的隧道内段照明控制器13控制隧道照明灯20的照度从自然光传感器A6至自然光传感器B7依次逐渐递减。
②总控制器5根据隧道口A光传感器8、隧道口B光传感器9获取隧道端口与两个遮光棚P交界处的照度信息，确定隧道端口与两个遮光棚外的照度差值；总控制器5通过遮光棚A控制器11和遮光棚B控制器15分别控制限速显示器A10与限速显示器B16显示通过隧道的安全行驶速度信息。即当自然光照度过大时，各个遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯已调整至最大功率，则应降低行车速度，并在限速显示器A10与限速显示器B16上显示。通过降低车速确保驾驶员有足够时间适应光线照度变化。
③当自然光照度大于隧道额定照度(比如有太阳的晴天)时，总控制器5通过遮光棚A控制器11和遮光棚B控制器15分别调整液晶光阀板A17和液晶光阀板B23的透光率自遮光棚外端朝隧道端口方向递减，使遮光棚P与隧道Q连接的内端部照度与隧道端口照度一致，关闭两端遮光棚P内的遮光棚A照明灯18和遮光棚B照明灯22；当自然光照度小于隧道额定照度时，总控制器5通过遮光棚A控制器11和遮光棚B控制器15分别调整液晶光阀板A17和液晶光阀板B23的透光率为最大值，同时分别设定遮光棚A照明灯18和遮光棚B照明灯22自遮光棚P外端朝隧道端口方向递增，使遮光棚P与隧道Q连接的内端部照度与隧道端口照度一致。
④总控制器5将从自然光传感器A6、自然光传感器B7、隧道口A光传感器8、隧道口B光传感器9获取的照度信息以及发出的控制数据信息通过因特网2传送至服务器3数据库中，监控计算机1从服务器3中读取数据，或通过监控计算机1修改总控制器5的控制参数。
隧道照明灯20设有多组，且分别设有对应的隧道内段照明控制器13。
文中所述的遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯均为均匀连续布置的照明灯组，具体照明灯的数量根据隧道的长度具体确定。
实施例2
本实施例与实施例1的区别特征在于：所述遮光棚P顶部的外罩板30上设置液晶光阀板，且设置有液晶光阀板的外罩板30为透明罩板，其余部分的外罩板30为非透光罩板。采用该结构，可减少液晶光阀板的数量，更为节能，适合隧道内外照度差值较小的隧道采用。
另外，可在隧道两侧遮光棚外加设车辆测速装置，两侧的车辆测速装置配合可以判断隧道内是否有车辆通行，若有车辆通行则执行预定照明计划，若无车辆通行则可关闭照明灯降低照明灯照度。
上述实施例为本发明的较优选实施例，凡本技术领域技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过简单推理、替换部件可以得到的技术方案，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种公路隧道照明系统，其特征在于：包括有设置于隧道内中部的隧道照明灯，设置于隧道内两端口部位置的隧道口照明灯，以及设置于隧道两端口外的遮光棚，所述遮光棚包括有支撑架以及固定在支撑架上的外罩板，外罩板内侧设有液晶光阀板，液晶光阀板沿遮光棚长度方向分布，遮光棚内还设有遮光棚照明灯；两个遮光棚外分别设有自然光传感器，隧道端口与两个遮光棚交界处分别设有隧道口光传感器；所述的液晶光阀板、遮光棚照明灯、隧道照明灯、隧道口照明灯，自然光传感器、隧道口光传感器分别与控制系统电联接；所述遮光棚照明灯、隧道口照明灯、隧道照明灯的照度依次连续均匀变化；
所述的液晶光阀板包括分别设置在两遮光棚上的液晶光阀板A和液晶光阀板B；所述的遮光棚照明灯包括分别设置在两个遮光棚内的遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯；所述隧道口照明灯包括分别设置在隧道两端口部的隧道口A照明灯和隧道口B照明灯；所述的自然光传感器包括分别设置在两个遮光棚外的自然光传感器A和自然光传感器B；所述的隧道口光传感器包括分别设置在隧道端口与两个遮光棚交界处的隧道口A光传感器和隧道口B光传感器；
所述的控制系统包括有总控制器以及与总控制器电联接的遮光棚A控制器、遮光棚B控制器、隧道口A照明控制器、隧道口B照明控制器和隧道内段照明控制器；
所述的液晶光阀板A、遮光棚A照明灯与遮光棚A控制器电联接，所述的液晶光阀板B、遮光棚B照明灯与遮光棚B控制器电联接；所述的隧道口A照明灯与隧道口A照明控制器电联接，所述的隧道口B照明灯与隧道口B照明控制器电联接；所述的隧道照明灯与隧道内段照明控制器电联接；所述的自然光传感器A、自然光传感器B、隧道口A光传感器、隧道口B光传感器分别与总控制器电联接；
当自然光照度大于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率自遮光棚外端朝隧道端口方向递减，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致，关闭两端遮光棚内的遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯；当自然光照度小于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率为最大值，同时分别设定遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯自遮光棚外端朝隧道端口方向递增，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致。
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明系统，其特征在于：所述遮光棚的外罩板内侧上布满液晶光阀板，且外罩板为透明罩板。
3.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明系统，其特征在于：所述遮光棚顶部的外罩板上设置液晶光阀板，且设置有液晶光阀板的外罩板为透明罩板，其余部分的外罩板为非透光罩板。
4.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明系统，其特征在于：所述的控制系统还包括有与总控制器连接的网络传输模块、服务器以及监控计算机，总控制器、服务器以及监控计算机之间通过因特网进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明系统，其特征在于：所述的两遮光棚外端部位置还分别设有限速显示器A和限速显示器B，限速显示器A与遮光棚A控制器电联接，限速显示器B与遮光棚B控制器电联接。
6.一种如权利要求1所述的公路隧道照明系统的照明方法，其特征在于依次包括有以下步骤：
①总控制器根据自然光传感器A、自然光传感器B提供的两遮光棚外照度信息后，通过隧道口A照明控制器和隧道口B照明控制器分别设定隧道口A照明灯和隧道口B照明灯的照度在可调范围内最接近自然光照度；同时总控制器通过隧道内段照明控制器控制隧道照明灯的照度与隧道两端口照度匹配；
②总控制器根据隧道口A光传感器、隧道口B光传感器获取隧道端口与两个遮光棚交界处的照度信息，确定隧道端口与两个遮光棚外的照度差值；总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别控制限速显示器A与限速显示器B显示通过隧道的安全行驶速度信息；
③当自然光照度大于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率自遮光棚外端朝隧道端口方向递减，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致，关闭两端遮光棚内的遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯；当自然光照度小于隧道额定照度时，总控制器通过遮光棚A控制器和遮光棚B控制器分别调整液晶光阀板A和液晶光阀板B的透光率为最大值，同时分别设定遮光棚A照明灯和遮光棚B照明灯自遮光棚外端朝隧道端口方向递增，使遮光棚与隧道连接的内端部照度与隧道端口照度一致；
④总控制器将从自然光传感器A、自然光传感器B、隧道口A光传感器、隧道口B光传感器获取的照度信息以及发出的控制数据信息通过因特网传送至服务器数据库中，监控计算机从服务器中读取数据，或通过监控计算机修改总控制器的控制参数。
7.根据权利要求6所述的一种公路隧道照明系统的照明方法，其特征在于：步骤①所述的隧道照明灯的照度以隧道两端口照度为基准渐变。
8.根据权利要求6或7所述一种公路隧道照明系统的照明方法，其特征在于：隧道照明灯设有多组，且分别设有对应的隧道内段照明控制器。
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