CN113235476B - 一种公路隧道安全行驶照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种公路隧道安全行驶照明系统，包括沿公路隧道内车道的两边缘及中间设置的自发光逆反射标线钉组、沿沿公路隧道内检修道侧壁设置的面光源侧壁灯组、沿隧道壁设置的逆反射警示带以及沿拱顶设置的色彩诱导段。本发明通过在公路隧道检修道、车道及拱顶配合设置各种照明或诱导装置，可产生多维光环境视觉，有效提高驾驶中的人眼在隧道光源环境中视认性，而且具有节能、检修维护方便的优势。

Description

一种公路隧道安全行驶照明系统
技术领域
本发明属于公路隧道交通安全技术领域，具体涉及一种公路隧道安全行驶照明系统。
背景技术
隧道，作为半开放空间的道路特殊构造物，其洞内外光亮差距较大，为了保障隧道内的运营安全，隧道内应有足够的照明亮度，但是统计资料表明，公路隧道的交通安全事故仍是普通道路交通安全事故的5.17倍。
在现行的隧道照明设计规范中，对隧道照明只规定了路面照明亮度和路面照明均匀度、路面亮度总均匀度。但在实际运营时发现，如何能够有效防止眩光，加强视觉诱导，提升运动中的人眼在隧道光源环境中视认性，对安全行驶来说也至关重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够有效防止眩光，加强视觉诱导，提升驾驶中的人眼在隧道光源环境中视认性的公路隧道安全行驶照明系统。
一种公路隧道安全行驶照明系统，设置在公路隧道内，公路隧道包括车道、位于车道两侧的检修道、位于检修道上方的隧道壁以及位于隧道壁上方之间的拱顶；所述公路隧道安全行驶照明系统包括沿车道的两边缘及中间设置的自发光逆反射标线钉组、沿检修道侧壁设置的面光源侧壁灯组、沿隧道壁设置的逆反射警示带以及沿拱顶设置的色彩诱导段；其中自发光逆反射标线钉组由若干个下半部嵌入地面，且沿车道的长度方向间隔均布的自发光逆反射标线钉构成，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离，与公路隧道内的行车速度呈正比，逆反射警示带沿宽度断面上设有至少两个自发光逆反射标线钉，色彩诱导段沿隧道的长度方向布置，相邻的色彩诱导段颜色不同，公路隧道内沿长度方向上还间隔设有经拱顶并延伸于隧道壁，用以显示公路隧道内边线轮廓线的反光环，公路隧道内的进出口处还设有位于拱顶处的进出口诱导标。
本发明通过在公路隧道检修道、车道及拱顶配合设置各种诱导或照明装置，可产生多维光环境视觉，有效提高驾驶中的人眼在隧道光源环境中视认性，而且具有节能、检修维护方便的优势。
具体如下：
(1)因照明灯具(面光源侧壁灯组)安装在检修道，充分发挥光源对路面的照明利用，在保证路面亮度、均匀度相同时，节约原设计的耗电量70％，而且由于设置在检修道的侧壁，所以可避免司驾者在行车中刺眼和炫光的不舒适感觉，同时由于其安装位置低，所以具有安全性高、易于检修的优势；
(2)面光源灯具，固定在检修道侧壁的不间断连续布设，保证了路面光线的柔和性和均匀性，司驾者在行车中不会有刺眼和炫光的不舒适感觉。
(3)用人眼具有视觉暂留的原理及避开人眼视觉闪频需要低于2.5HZ或高于15HZ的现象，利用自发光逆反射标线钉组取代原路面标线，确定合适的间距，保证其针对司驾者既有标线的功能，又能达到震荡标线的效果，并且提高了整体的诱导功能，也具有使用寿命长的优势。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为实施例中公路隧道安全行驶照明系统的结构示意图；
图2为实施例中自发光逆反射标线钉的爆炸结构示意图；
图3为实施例中面光源侧壁灯的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
参见图1，本实施例中提供一种公路隧道安全行驶照明系统，设置在公路隧道1内，公路隧道1包括车道11、位于车道11两侧的检修道12、位于检修道12上方的隧道壁13以及位于隧道壁13上方之间的拱顶14，所述公路隧道安全行驶照明系统包括沿车道11的两边缘及中间设置的自发光逆反射标线钉组2、沿检修道12侧壁设置的面光源侧壁灯组3、沿隧道壁13设置的逆反射警示带4 以及沿拱顶14设置的色彩诱导段5；其中自发光逆反射标线钉组2由若干个下半部嵌入地面，且沿车道11的长度方向间隔均布的自发光逆反射标线钉21构成，相邻自发光逆反射标线钉21之间的距离，与公路隧道1内的行车速度呈正比，逆反射警示带4沿宽度断面上设有至少两个自发光逆反射标线钉21，色彩诱导段5沿隧道的长度方向布置，相邻的色彩诱导段5颜色不同，公路隧道1内沿长度方向上还间隔设有经拱顶14并延伸于隧道壁13，用以显示公路隧道内边线轮廓线的反光环6，公路隧道1内的进出口处还设有位于拱顶14处的进出口诱导标7。
自发光逆反射标线钉组2可以起到替代标线的作用，原因在于，均布的自发光逆反射标线钉21利用人眼睛具有的视觉暂留现象(即物体在快速运动时，当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像)，设置合理的间距，使司驾人员在行车过程中，均布的自发光逆反射标线钉21在视觉上形成一条线，从而起到标线的效果，自发光逆反射标线钉21在无灯环境中可自发光，车灯照射时又可逆反射诱导驾驶，而且利用其突出路面的特性，使车辆在碾压到时会产生震荡，提醒司驾人员驾驶路面超出车道范围，及时正确驾驶，提高行车安全性，相较于标线有明显的优势；
面光源侧壁灯组3由于是设置在检修道12侧壁，所以是通过折射面光源照射路面，其光线柔和，可保障路面照明亮度，同时又不会对司驾人员产生刺眼和眩光现象；
逆反射警示带4沿行车方向设置，在逆反射警示带4的上下边缘间隔设置自发光逆反射标线钉21，设置间距利用人眼睛具有的视觉暂留现象，使其在车辆行驶时在视觉上形成一条线，使车辆在隧道行驶的过程中有不间断的诱导参照物，提升隧道行驶全程的驾驶安全性。同时，在发生隧道事故无照明的环境中，自发光逆反射标线钉21可自发光引导指示逃生，大大提高司驾人员的应急自救效率。
色彩诱导段5可减轻长隧道中狭窄对司驾者的心理压抑现象，采用不同的诱导色彩，能够对司驾者产生心理兴奋感，确保安全；
反光环6可以显示隧道内的边线轮廓线，保证司驾者充分感知位置；
进出口诱导标7，其具有逆反射和长余辉自发光的功能，自发光光谱主波长为480～580nm。当车辆进入或驶出隧道，车灯照射在进出口诱导标7上时其发生逆反射光线现象，可使司驾人员看清隧道拱顶轮廓，同时，进出口诱导标7 在前方车辆行经后后方车辆未打开车灯时长余辉自发光，可使司驾人员看清隧道拱顶轮廓，可以保障隧道的进出口不会对司驾者的视觉产生“黑洞”、“白光”现象；
上述各个方案中，面光源侧壁灯组3可保障路面亮度及均匀度等满足国家现行隧道照明规范中规定的指标；色彩诱导段5在隧道拱顶分布，与进出口诱导标 7搭配使用，可使行车视距内的诱导物产生变化，避免司驾人员对于单一设置的诱导装置位置进行预判，产生视觉疲劳进而削减诱导物的诱导功能，提高行车安全；逆反射警示带4、其上的自发光逆反射标线钉21，以及自发光逆反射标线钉组2三者的组合使用，可使司驾人员精确认知路面中线、路边缘及隧道侧壁位置，清楚驾驶隧道空间环境的形状轮廓，更能精准定位自身所在位置，有效规避行车偏离特定路线的情况，有效提升行车安全。
本实施例中，参见图2，自发光逆反射标线钉21包括底座211，底座211 上设有基座212，基座212表面依次套设有发光膜213及反光膜214，基座212 罩设在高分子塑料壳215内。自发光逆反射标线钉21在无灯环境中可自发光，车灯照射时又可逆反射诱导驾驶。
安装时，自发光逆反射标线钉21的底座211直径30～50mm，露出地面10～15mm；在规定位置路面上打孔安装，打好孔后注入少许聚氨酯胶以填粘诱导钉底部；在道路断面方向，自发光逆反射标线钉21可单排或双排排列，双排排列时两者间距150mm，但沿隧道长度方向布设的间距，根据设计车速规定如下：
设计车速(km/h) 40 60 80 100
沿隧道长度方向间距(cm) 50-75 80-100 100-150 160-185
自发光逆反射标线钉21内的反光膜主要结构为在底层保护背纸上设置反光玻珠、微棱镜等结构实现其反光功能，背纸通常有白色、黄色、红色、绿色、蓝色、棕色、橙色、荧光黄色、荧光橙色、荧光黄绿色，在光线照射时，通过背纸不同颜色的渲染及一系列光学现象，可实现反射结构层的反射光线颜色同背纸颜色相同。本发明中靠近车道11两边缘的自发光逆反射标线钉21逆反射黄光、在车道11中间的自发反射结构层标线钉21逆反射光黄光或者白光。
进一步的，自发光逆反射标线钉21的高分子塑料壳215选用添加增强纤维的复合高分子材料制备而成，具体为玻璃钢、透明陶瓷、ABS、GPPS等一种或几种混合透明材料，耐老化、抗紫外线性能优异。此外，其复合高分子材料耐沾污，在隧道封闭环境中，相较于传统标线，其表面自清洁能力较强，诱导作用不易因受到灰尘覆盖或汽车尾气等的污染而降低；同时，其反射效果和自发光效果在水下不会受到影响，不易受环境影响而失去或降低功能。
本实施例中，面光源侧壁灯组3由若干个如图3所示的面光源侧壁灯31间隔布置构成，面光源侧壁灯31包括条形背板311，条形背板311上依次覆设有反光膜312、导光板313、灯片314、匀光板315及透明亚克力板316。面光源侧壁灯31的长度500mm～1500mm、宽度50～350mm，灯具电压24V，功率3～10W/m，色温3500k～4500k。面光源侧壁灯31可平面式或嵌槽式安装在检修道12侧壁上，其灯片314光源不直射路面，而是通过折射面光源照射路面，其光线柔和，可保障路面照明亮度，同时又不会对司驾人员产生刺眼和眩光现象；低电源、低安装位置的面光源侧壁灯31提高了安全性且易于检修。
本实施例中，参见图1，逆反射警示带4设置在隧道壁1.5m～2.5m高度范围，宽度200～350mm，逆反射警示带4采用逆反射钉组装构成，突出墙面10～ 15mm，其上所布置的自发光逆反射标线钉21沿隧道长度方向的布设间距设置也利用人眼睛具有的视觉暂留现象，与车道11上自发光逆反射标线钉21采用相同的布设间距，诱导颜色为红、黄、绿、蓝、橙或白中的任意一种。
本实施例中在行车速度为80km/h时，色彩诱导段5每隔10～60秒设置，每色彩诱导段5的长度为2～10秒。目的在于，色彩诱导段5可有效减轻长隧道中狭窄对司驾者的心理压抑现象，相邻的色彩诱导段5颜色不同，能对司驾者产生心理兴奋感。
本实施例中，相邻反光环6之间的间隔距离为200～300m。目的在于，可有效保证司驾者充分感知位置。
本实施例将上述技术方案与隧道的普通照明系统进行的实验对比，其中，隧道长度均为1000m，隧道的普通照明系统包括设置在隧道壁上距离路面垂直高度 5米位置的LED照明灯，LED照明灯之间的距离为9米，其隧道中车道的中线及两边缘设有标线。
其对比数据为：
项目 本实施例 普通照明系统
耗电量 10KW 50KW
亮度 5.3cd/m<sup>2</sup> 2.7cd/m<sup>2</sup>
眩光现象 无 有
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种公路隧道安全行驶照明系统，设置在公路隧道内，公路隧道包括车道、位于车道两侧的检修道、位于检修道上方的隧道壁以及位于隧道壁上方之间的拱顶，其特征在于：所述公路隧道安全行驶照明系统包括沿车道的两边缘及中间设置的自发光逆反射标线钉组、沿检修道侧壁设置的面光源侧壁灯组、沿隧道壁设置的逆反射警示带以及沿拱顶设置的色彩诱导段；其中自发光逆反射标线钉组由若干个下半部嵌入地面，且沿车道的长度方向间隔均布的自发光逆反射标线钉构成，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离与公路隧道内的行车速度呈正比，逆反射警示带沿宽度断面上设有至少两个自发光逆反射标线钉，色彩诱导段沿隧道的长度方向布置，相邻的色彩诱导段颜色不同，公路隧道内沿长度方向上还间隔设有经拱顶并延伸于隧道壁，用以显示公路隧道内边线轮廓线的反光环，公路隧道内的进出口处还设有位于拱顶处的进出口诱导标；
所述自发光逆反射标线钉包括底座，底座上设有基座，基座表面依次套设有发光膜及反光膜，基座罩设在高分子塑料壳内；
所述反光膜包括背纸，背纸上设有反光玻珠与微棱镜，背纸的颜色为白色、黄色、红色、绿色、蓝色、棕色、橙色、荧光黄色、荧光橙色或荧光黄绿色；
所述公路隧道内的行车速度为40km/h时，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离为50-75cm；公路隧道内的行车速度为60km/h时，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离为80-100cm；公路隧道内的行车速度为80km/h时，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离为100-150cm；公路隧道内的行车速度为100km/h时，相邻自发光逆反射标线钉之间的距离为160-185cm。
2.根据权利要求1所述的公路隧道安全行驶照明系统，其特征在于：所述面光源侧壁灯组由若干个面光源侧壁灯间隔布置构成，面光源侧壁灯的电压24V，功率3～10W/m，色温3500k～4500k。
3.根据权利要求1所述的公路隧道安全行驶照明系统，其特征在于：所述逆反射警示带设置在隧道壁1.5m～2.5m高度范围，逆反射警示带采用逆反射钉组装构成，突出墙面10～15mm。
4.根据权利要求1所述的公路隧道安全行驶照明系统，其特征在于：行车速度为80km/h时，所述色彩诱导段每隔10～60秒设置。
5.根据权利要求1所述的公路隧道安全行驶照明系统，其特征在于：相邻反光环之间的间隔距离为200～300m。
6.根据权利要求1所述的公路隧道安全行驶照明系统，其特征在于：所述进出口诱导标为长余辉自发光逆反射诱导标，其自发光光谱主波长为480～580nm。
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