CN116956416B - 一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 - Google Patents
一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116956416B CN116956416B CN202310917439.XA CN202310917439A CN116956416B CN 116956416 B CN116956416 B CN 116956416B CN 202310917439 A CN202310917439 A CN 202310917439A CN 116956416 B CN116956416 B CN 116956416B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sunshade
- brightness
- tunnel
- light transmittance
- driver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000010405 clearance mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
- G16C60/00—Computational materials science, i.e. ICT specially adapted for investigating the physical or chemical properties of materials or phenomena associated with their design, synthesis, processing, characterisation or utilisation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/26—Composites
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
本方案属于公路隧道交通安全设施技术领域，具体涉及一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法。包括如下步骤：S10:判断光学隧道；S20:确定隧道洞内外环境亮度均值和行车速度；S30:基于驾驶员视觉安全舒适负荷设计透光材料透光率方案；S40:基于驾驶人的视觉安全舒适负荷设计遮阳棚长度方案；S50:透光率材料选择；S60:设计遮阳棚渐变段落数。本方案通过人眼视觉适应曲线，对遮阳棚长度范围内进行五段过渡设计，使驾驶人通过遮阳棚路段人眼适应情况符合适应曲线变化，降低了建设和运营成本，提高了实际使用效果。
Description
技术领域
本方案属于公路隧道交通安全设施技术领域，具体涉及一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法。
背景技术
随着我国山区高速公路通车里程逐渐增多，公路隧道的数量也随之上升。当驾驶人从光照充足的隧道外环境进入隧道洞口时，会产生强烈的“黑洞”效应，造成驾驶人难以适应隧道洞口内环境，危及驾驶人的行车安全。隧道通常采用在洞口处设置加强照明，来改善这一问题。但设置加强照明会造成巨大的能源损耗，提高隧道的运营成本。因此，采用合理的手段来改变自然光照环境，减轻“黑洞”效应，降低隧道的运营成本，逐渐成为隧道运营的主要问题和实际需求。
随着公路隧道的数量与规模不断增长，隧道照明节能减排问题已成为“绿色交通”背景下交通工程领域的重点研究对象。由于隧道的特殊结构，洞内与洞外的亮度差异较大，目前对于是否设置遮光棚没有准确的评估手段，导致有的隧道架设了遮光棚，却造价昂贵、运营维护成本居高不下，而有的隧道没有架设遮光棚，造成灯具所产生电量的大量浪费，甚至威胁到驾驶员的行车安全。
公开号为CN110110459A的专利公开了确定高速公路毗邻隧道设置遮光棚的方法，包括如下步骤：S1.确定隧道不设遮光棚时，隧道1所需的光通量S2.确定隧道不设遮光棚时，隧道2所需的光通量S3.确定隧道设遮光棚时所需的光通量S4.计算设遮光棚与不设遮光棚所需光通量的差值y：S5.根据设遮光棚与不设遮光棚所需光通量的差值，建立是否设遮光棚的判断条件：当a6y+m1≤0时；或者当a6y+m1+a8P+a7P+m2≤0时，在隧道1与隧道2的毗邻段处设置遮光棚；本发明的高速公路隧道遮光棚设计方法，能够更准确地估计是否设置遮光棚，避免了因决策不当，造成资源浪费，从而降低工程造价，节省运营维护成本。
公开号为CN110119575A的专利公开了确定高速公路隧道设置遮光棚的方法，包括如下步骤：S1.确定隧道不设遮光棚时所需的光通量S2.确定隧道设遮光棚时所需的光通量S3.计算设遮光棚与不设遮光棚所需光通量的差值y：S4.根据设遮光棚与不设遮光棚所需光通量的差值，建立是否设遮光棚的判断条件：当a6y+m1≤0时；或者当a6y+m1+a8P+a7P+m2≤0时，在隧道的入口段处设置遮光棚；本发明的确定高速公路隧道设置遮光棚的方法，能够更准确地估计是否设置遮光棚，避免了因决策不当，造成资源浪费，从而降低工程造价，节省运营维护成本。
但是，现有技术中缺少对遮阳棚长度变化、透光率变化、长度和透光率协同变化对驾驶人视觉特性的影响规律研究。导致在实际使用中，不同隧道入口遮阳棚的主要参数设置原则不一致，通常依靠照明相关规范以及停车视距等原则，缺乏统一的依据。同时，在遮阳棚设计过程中，如不能合理的设置长度、透光率等参数，会造成运营成本升高和实际使用效果达不到预期的情况。
因此，为解决以上问题，需要一种确定高速公路隧道入口设置遮光棚的方法，能够更合理的设置遮光棚，避免了因决策不当，造成资源浪费。
发明内容
本方案提供一种节约工程造价的基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法。
为了达到上述目的，本方案提供一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法，包括如下步骤：
S10:判断光学隧道；
S20:确定隧道洞内外环境亮度均值和行车速度；
S30:基于驾驶员视觉安全舒适负荷设计透光材料透光率方案；
S40:基于驾驶人的视觉安全舒适负荷设计遮阳棚长度方案；
S50:透光率材料选择；
S60:设计遮阳棚渐变段落数。
本方案的有益效果：本方案通过人眼视觉适应曲线，对遮阳棚长度范围内进行五段过渡设计，使驾驶人通过遮阳棚路段人眼适应情况符合适应曲线变化，降低了建设和运营成本，提高了实际使用效果。
进一步，所述S10中，当隧道满足驾驶员行驶过程中距离一个停车视距不能完全看见行车出洞口时，并且隧道几何长度不大于500m的短隧道为“光学隧道”，据此为隧道设计遮阳棚基础判定条件。
进一步，所述S20中，使用实测法或隧道相关设计原文件得到过渡段亮度数据。
进一步，所述S20中，实测法为使用照度计等光学检测设备，选择隧道天气环境处于夏季晴朗正午无云环境，检测隧道洞口外不设遮阳棚时的环境亮度、隧道洞口加强照明段的环境亮度和过渡段的环境亮度数据。
进一步，所述S20中，实测法包括照度实测法和亮度实测法：
照度实测法包括如下步骤：(a)利用照度计测量隧道内路面的照度，(b)根据路面材料特性换算成隧道内路面亮度；
首先根据测试区域的长度和宽度，将测试区域内的每条车道纵向间距M等分，横向间距N等分，使测试区域内每条车道形成M×N的网格，整个测试区域共形成k×M×N个网格，k为测试区域内包含的车道数，然后在每个网格中心测量照度；
根据路面照度计算路面亮度公式为：
式中：L：亮度，单位为cd/m2；
E：照度，单位为lux；
K：反射系数，取值范围为0到1，表示光线反射的程度；
θ：光线入射角度，以法线为0度，取值范围为0到90度；
d：观察点距离，单位为m。
进一步，M取10，当纵向测试距离大于50m时，M的取值应保证纵向等分间距不大于5m；横向间距N取3。
进一步，所述亮度实测法为利用亮度计实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；测量时间为交通量较大的时刻和晴朗天气下正午时段；以及其它天气下的环境亮度代表值。
根据环境照度计算亮度；亮度L的计算公式为：
式中：L为物体亮度，单位为cd/m2；
dΦ为指定点的光束在包含指定方向的立体角元内传播的光通量，单位为lm；
dA包括给定点的光束截面积，单位为m2；
θ为光束截面法线与光束方向的夹角，单位为°；
dΩ为指定方向的立体角元，单位为sr。
也可根据物体的反射系数R计算出相应亮度值，参照公式：
R＝L/E (3)
式中：R为物体反射系数；L为物体亮度，单位为cd/m2；E为环境照度，单位为lux。
进一步，所述S20中，还可以使用CCD测量法得到过渡段亮度数据；利用CCD成像技术，对测量区域进行一次性拍照，利用计算软件将照片上任一像素点的亮度值计算出来。
进一步，所述S30中，选取适用性更高的指数拟合曲线用于表征其驾驶人安全舒适性负荷变化，对不同透光率分段进行驾驶人视觉安全舒适性负荷判定，进一步根据驾驶人视觉变化规律，设计各段遮阳棚透光材料透光率。
进一步，所述S40中，选取适用性更高的对数拟合方式用于表征驾驶人安全舒适性负荷变化，计算长度变化下驾驶人的视觉安全舒适负荷曲线，设计单向双车道速度80km/h工况下三种不同长度遮阳棚，分别为：设计具有经济适用性的长度30m遮阳棚；设计具有介于舒适性与经济性中间长度60m遮阳棚；设计具有高安全与舒适性的90m遮光棚。设计三种不同长度，提高了遮阳棚安全性与经济效益。
进一步，所述S50中，完成遮阳棚长度以及透光率选择后，通过测算隧道洞外亮度以及遮阳棚亮度对透光率材料进行设计；晴朗天气下正午时段，进行实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；对于遮阳棚内亮度利用通过下式计算：
式中：
L2为遮阳棚内亮度值，单位为cd/m2；
L20为隧道洞外环境亮度，单位为cd/m2；
E2为遮阳棚透光率；
K为遮阳棚亮度干扰值，通过测量遮阳棚内亮度值进行计算，无实测值时，均匀无污染的遮阳棚，值取1。
进一步，所述S50中,结合透光材料以下性能：①材料的透光性能；②耐候性；③耐腐蚀性和抗老化性；④易于加工和安装；⑤结构稳定性；⑥结构简洁；⑦结构刚度；根据透光性能和安全性能，满足遮阳棚透光率要求和建筑要求，选择使用PC板作为透光率材料。而考虑建筑美观性可选用亚克力板。
进一步，所述S60中,根据遮阳棚设计原则，驾驶人行车时间在1.35s时使用六至七段渐变透光设计；驾驶人行车时间在2.7s以上时使用四段至七段透光率方案；当高亮度值和100km/h行车速度以上；当环境亮度范围为4000-5000cd/m2，将环境亮度分为三级，即4000cd/m2以下、4000-5000cd/m2、5000cd/m2以上。对不同隧道入口段洞外环境亮度，选取相应透光率设计并根据视觉适应时间计算出遮阳棚长度，以便于成本控制计算。
附图说明
图1为本发明实施例1的透光率视觉安全舒适负荷变化曲线。
图2为本发明实施例1的长度视觉安全舒适负荷变化曲线。
图3为本发明实施例1的4000cd/m2以下透光率渐变推荐方案。
图4为本发明实施例1的4000-5000cd/m2透光率渐变推荐方案。
图5为本发明实施例1的5000cd/m2以上透光率渐变推荐方案。
图6为本发明实施例1的分段渐变透光率取值表。
图7为本发明实施例1的五段渐变透光率布置图
图8为本发明实施例1的六段渐变透光率布置图。
图9为本发明实施例2的清理机构与遮阳棚的结构示意图。
图10为本发明实施例2的清理机构与遮阳棚的结构左视图。
图11为本发明实施例2的清理结构的结构俯视剖视图。
图12为本发明实施例2的清理结构与遮阳棚的结构前视剖视图。
图13为本发明实施例2的圆盘的结构俯视剖视图。
图14为本发明实施例2的圆盘的机构示意图。
图15为本发明实施例2的圆盘的结构左视剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：1、遮阳棚；2、刮板；3、齿轮；4、链条；5、圆盘；6、毛刷；7、弹簧；8、刀片；9、第二电机；10、转轴；11、橡胶布；12、绳子。
实施例基本如附图1所示：
一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法，包括如下步骤：
S10:判断光学隧道；当隧道满足驾驶员行驶过程中距离一个停车视距不能完全看见行车出洞口时，并且隧道几何长度不大于500m的短隧道为“光学隧道”，据此为隧道设计遮阳棚基础判定条件。
S20:确定隧道洞内外环境亮度均值和行车速度；使用实测法或隧道相关设计原文件得到过渡段亮度数据。实测法为使用照度计等光学检测设备，选择隧道天气环境处于夏季晴朗正午无云环境，检测隧道洞口外不设遮阳棚时的环境亮度、隧道洞口加强照明段的环境亮度和过渡段的环境亮度数据。
实测法包括照度实测法和亮度实测法：
照度实测法包括如下步骤：(a)利用照度计测量隧道内路面的照度，(b)根据路面材料特性换算成隧道内路面亮度；
利用测量长度为30m的卷尺测量测试区域的长度和宽度，首先根据测试区域的长度和宽度，将测试区域内的每条车道纵向间距M等分，横向间距N等分，使测试区域内每条车道形成M×N的网格，整个测试区域共形成k×M×N个网格，k为测试区域内包含的车道数，然后在每个网格中心测量照度；M通常取10，当纵向测试距离大于50m时，M的取值应保证纵向等分间距不大于5m；横向间距N通常取3，
根据路面照度计算路面亮度公式为：
式中：L：亮度，单位为cd/m2；
E：照度，单位为lux；
K：反射系数，取值范围为0到1，表示光线反射的程度；
θ：光线入射角度，以法线为0度，取值范围为0到90度；
d：观察点距离，单位为m。
亮度实测法为利用亮度计实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；测量时间为交通量较大的时刻和晴朗天气下正午时段；以及其它天气下的环境亮度代表值。
根据环境照度计算亮度；亮度L的计算公式为：
式中：L为物体亮度，单位为cd/m2；
dΦ为指定点的光束在包含指定方向的立体角元内传播的光通量，单位为lm；
dA包括给定点的光束截面积，单位为m2；
θ为光束截面法线与光束方向的夹角，单位为°；
dΩ为指定方向的立体角元，单位为sr。
也可根据物体的反射系数R计算出相应亮度值，参照公式：
R＝L/E (3)
式中：R—为物体反射系数；
L—为物体亮度，单位为cd/m2；
E—为环境照度，单位为lux。
还可以使用CCD测量法得到过渡段亮度数据；利用CCD成像技术，对测量区域进行一次性拍照，利用计算软件将照片上任一像素点的亮度值计算出来。
S30:基于驾驶员视觉安全舒适负荷设计透光材料透光率方案；选取适用性更高的指数拟合曲线用于表征其驾驶人安全舒适性负荷变化，对不同透光率分段进行驾驶人视觉安全舒适性负荷判定，进一步根据驾驶人视觉变化规律，设计各段遮阳棚透光材料透光率。
如附图2所示：
S40:基于驾驶人的视觉安全舒适负荷设计遮阳棚长度方案；选取适用性更高的对数拟合方式用于表征驾驶人安全舒适性负荷变化，计算长度变化下驾驶人的视觉安全舒适负荷曲线，设计单向双车道速度80km/h工况下三种不同长度遮阳棚，分别为：设计具有经济适用性的长度30m遮阳棚；设计具有介于舒适性与经济性中间长度60m遮阳棚；设计具有高安全与舒适性的90m遮光棚。设计三种不同长度，提高了遮阳棚安全性与经济效益。
S50:透光率材料选择；完成遮阳棚长度以及透光率选择后，通过测算隧道洞外亮度以及遮阳棚亮度对透光率材料进行设计；对于隧道洞外亮度可根据《公路隧道照明设计细则》查阅洞外环境亮度值或利用亮度计选择交通量较大的时刻；晴朗天气下正午时段，进行实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；对于遮阳棚内亮度利用通过下式计算：
式中：
L2为遮阳棚内亮度值，单位为cd/m2；
L20为隧道洞外环境亮度，单位为cd/m2；
E2为遮阳棚透光率；
K为遮阳棚亮度干扰值，通过测量遮阳棚内亮度值进行计算，无实测值时，均匀无污染的遮阳棚，值取1。
结合透光材料以下性能：①材料的透光性能；②耐候性；③耐腐蚀性和抗老化性；④易于加工和安装；⑤结构稳定性；⑥结构简洁；⑦结构刚度；根据透光性能和安全性能，满足遮阳棚透光率要求和建筑要求，选择使用PC板作为透光率材料。而考虑建筑美观性可选用亚克力板。
如附图3-6所示：
S60:设计遮阳棚渐变段落数，根据遮阳棚设计原则，驾驶人行车时间在1.35s时使用六至七段渐变透光设计；驾驶人行车时间在2.7s以上时使用四段至七段透光率方案；当高亮度值和100km/h行车速度以上；当环境亮度范围为4000-5000cd/m2，将环境亮度分为三级，即4000cd/m2以下、4000-5000cd/m2、5000cd/m2以上。对不同隧道入口段洞外环境亮度，选取相应透光率设计并根据视觉适应时间计算出遮阳棚长度，以便于成本控制计算。
根据透光率的各区段透光率值，设计五段和六段透光率渐变分段方案如图7-8所示。
实施例2，
如附图9-11所示：
本实施例与实施1不同之处在于还包括设置在遮阳棚1上的清理机构，清理机构包括传送组件和刮板2，刮板2呈弧形，刮板2与遮阳棚1相匹配，刮板2位于遮阳棚1上，传送机构设有两个，两个传送机构沿遮阳棚1中心线对称设置，传送机构包括齿轮3、链条4和第一电机，齿轮3和第一电机均设有两个，两个齿轮3和第一电机分别靠近遮阳棚1两端，第一电机的输出轴与齿轮3同轴固定连接，链条4与两个齿轮3相啮合，刮板2的两端固定在链条4上，当第一电机转动时则带动链条4移动，进而链条4带动刮板2移动，对遮阳棚1上的垃圾和灰尘等物质进行清扫。传送机构定期启动，对遮阳棚1上的对遮阳棚1上的垃圾和灰尘等物质进行定时清扫，以保持遮阳棚1的干净整洁，第一电机为伺服电机，可以正向和反向转动，进而带动刮板2沿着遮阳棚1从左至右和从右至左移动。
如附图12-15所示：
刮板2上设有清扫组件，清扫组件包括第二电机9和圆盘5，圆盘5上设有凹槽和中心孔，凹槽内设有毛刷6、弹簧7和刀片8，圆盘5上设有多个毛刷6，相邻毛刷6之间设有间隙，间隙内设有刀片8和弹簧7，弹簧7一端与圆盘5连接，弹簧7另一端与刀片8固定连接，当弹簧7处于初始状态时，毛刷6边缘距离圆盘5中心的距离比刀片8距离圆盘5中心的距离长，当圆盘5旋转时，弹簧7被拉伸，此时毛刷6边缘距离圆盘5中心的距离比刀片8距离圆盘5中心的距离短。第二电机9的输出轴与圆盘5的中心孔同轴固定连接。当第二电机9慢速转动时，弹簧7不被拉伸，进而圆盘5缓慢旋转将落在遮阳棚1上的垃圾、灰尘或者山体上滑落的碎石进行清理，以使得遮阳棚1保持干净整洁，遮阳效果好，也不用人工进行清理，减少了人工工作量，降低了维护成本。
当遇到雷雨天气时，山体会滑落一下较大块的碎石在遮阳棚1上，甚至砸烂遮阳棚1，掉落至隧道内，有一些石头会给遮阳棚1砸个洞，然后卡在遮阳棚1上，当汽车行驶时，如果此时石头恰好掉落则会对汽车造成伤害，因此此时快速转动圆盘5，使得弹簧7被拉伸，此时毛刷6边缘距离圆盘5中心的距离比刀片8距离圆盘5中心的距离短，进而刀片8对卡在遮阳棚1上的石头进行切割，使得石头被切断，然后遮阳棚1上面的石头从遮阳棚1上面滑落，遮阳棚1下面的石头则直接掉落在地上，避免后续掉落对汽车造成伤害。
还包括控制器和报警器，控制器与第一电机、第二电机9和报警器通讯连接，当控制器控制第二电机9快速旋转时，控制器控制报警器发出报警声，提醒汽车司机此时不要进入隧道，正在对遮阳棚1进行清理，待清理完成后再继续行驶。
刮板2上设有压力传感器，当有石头卡在遮阳棚1上时，压力传感器检侧到的压力增加，并将压力传感器反馈给控制器，进而控制器控制第二电机9快速转动，当压力传感器检侧到压力值处于设置值范围内时，则控制第二电机9慢速旋转，进而使得毛刷6边缘距离圆盘5中心的距离比刀片8距离圆盘5中心的距离长，使得毛刷6对遮阳棚1上的小的碎石和灰尘进行扫除清理。
刮板2上设有转轴10，转轴10转动设在刮板2上，转轴10上缠绕有橡胶布11，橡胶布11的颜色与遮阳棚1的颜色相同，橡胶布11上设有绳子12，绳子12用于将橡胶布11捆住，避免橡胶布11松散，绳子12与快速转动的圆盘5的刀片8相匹配，当第二电机9快速转动时，对卡在遮阳棚1上的石头进行切割，然后刀片8将绳子12割断，同时刮板2随着链条4一起移动，进而橡胶布11散开将石头砸的洞堵住，避免遮阳棚1维修前再有石头落下砸中来往车辆。并且当橡胶布11展开后，刮板2移动至遮阳棚1端部时，则停止移动。然后工作人员听见报警器的报警声赶紧前来维修和更换遮阳棚1，当刮板2从遮阳棚1一段移动至另一端时，清理完成，第一电机停止转动，刮板2停止移动。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
S10:判断是否为光学隧道；
S20:确定隧道洞内外环境亮度均值和行车速度；使用实测法或隧道相关设计原文件得到过渡段亮度数据，实测法为使用照度计等光学检测设备，选择隧道天气环境处于夏季晴朗正午无云环境，检测隧道洞口外不设遮阳棚时的环境亮度、隧道洞口加强照明段的环境亮度和过渡段的环境亮度数据；
实测法包括照度实测法和亮度实测法：
照度实测法包括如下步骤：(a)利用照度计测量隧道内路面的照度，(b)根据路面材料特性换算成隧道内路面亮度；
首先根据测试区域的长度和宽度，将测试区域内的每条车道纵向间距M等分，横向间距N等分，使测试区域内每条车道形成M×N的网格，整个测试区域共形成k×M×N个网格，k为测试区域内包含的车道数，然后在每个网格中心测量照度；
根据路面照度计算路面亮度公式为：
式中：L：亮度，单位为cd/m2；
E：照度，单位为lux；
K：反射系数，取值范围为0到1，表示光线反射的程度；
θ：光线入射角度，以法线为0度，取值范围为0到90度；
d：观察点距离，单位为m；
所述亮度实测法为利用亮度计实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；测量时间为交通量较大的时刻和晴朗天气下正午时段；以及其它天气下的环境亮度代表值；
根据环境照度计算亮度；亮度L的计算公式为：
式中：L为物体亮度，单位为cd/m2；
dΦ为指定点的光束在包含指定方向的立体角元内传播的光通量，单位为lm；
dA包括给定点的光束截面积，单位为m2；
θ为光束截面法线与光束方向的夹角，单位为°；
dΩ为指定方向的立体角元，单位为sr；
也可根据物体的反射系数R计算出相应亮度值，参照公式：
R＝L/E (3)
式中：R为物体反射系数；L为物体亮度，单位为cd/m2；E为环境照度，单位为lux；
S30:基于驾驶员视觉安全舒适负荷设计透光材料透光率方案；选取适用性更高的指数拟合曲线用于表征其驾驶人安全舒适性负荷变化，对不同透光率分段进行驾驶人视觉安全舒适性负荷判定，进一步根据驾驶人视觉变化规律，设计各段遮阳棚透光材料透光率；
S40:基于驾驶人的视觉安全舒适负荷设计遮阳棚长度方案；选取适用性更高的对数拟合方式用于表征驾驶人安全舒适性负荷变化，计算长度变化下驾驶人的视觉安全舒适负荷曲线，设计单向双车道速度80km/h工况下三种不同长度遮阳棚，分别为：设计具有经济适用性的长度30m遮阳棚；设计具有介于舒适性与经济性中间长度60m遮阳棚；设计具有高安全与舒适性的90m遮光棚；
S50:透光率材料选择；完成遮阳棚长度以及透光率选择后，通过测算隧道洞外亮度以及遮阳棚亮度对透光率材料进行设计；晴朗天气下正午时段，进行实地测量隧道入口外驾驶人视点高度的环境亮度值；亮度计距地面1.5m高且正对入口20°方向，测量位置选择距隧道入口一个停车视距；对于遮阳棚内亮度利用通过下式计算：
式中：
L2为遮阳棚内亮度值，单位为cd/m2；
L20为隧道洞外环境亮度，单位为cd/m2；
E2为遮阳棚透光率；
K为遮阳棚亮度干扰值，通过测量遮阳棚内亮度值进行计算，无实测值时，均匀无污染的遮阳棚，值取1；
S60:设计遮阳棚渐变段落数：根据遮阳棚设计原则，驾驶人行车时间在1.35s时使用六至七段渐变透光设计；驾驶人行车时间在2.7s以上时使用四段至七段透光率方案；当高亮度值和100km/h行车速度以上；当环境亮度范围为4000-5000cd/m2，将环境亮度分为三级，即4000cd/m2以下、4000-5000cd/m2、5000cd/m2以上。
2.根据权利要求1所述的一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法，其特征在于：所述S10中，当隧道满足驾驶员行驶过程中距离一个停车视距不能完全看见行车出洞口时，并且隧道几何长度不大于500m的短隧道为“光学隧道”，据此为隧道设计遮阳棚基础判定条件。
3.根据权利要求1所述的一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法，其特征在于：使用PC板作为透光率材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310917439.XA CN116956416B (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310917439.XA CN116956416B (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116956416A CN116956416A (zh) | 2023-10-27 |
| CN116956416B true CN116956416B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=88442259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310917439.XA Active CN116956416B (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116956416B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104864355A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-26 | 长安大学 | 一种不设人工光源的公路隧道照明解决方法 |
| CN106874571A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-06-20 | 长安大学 | 一种隧道入口遮阳棚渐变光环境设计方法 |
| CN210829285U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-06-23 | 重庆三峡学院 | 对称拱肋式渐变隧道遮光棚 |
| CN111695187A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-22 | 云南省交通规划设计研究院有限公司 | 一种公路隧道群路段的遮阳棚设计方法 |
| KR102368034B1 (ko) * | 2021-09-15 | 2022-02-24 | 차경숙 | 산과 골이 성형된 칼라 함석판을 이용한 아치형 차양 |
| CN217001874U (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-19 | 长安大学 | 一种安装于隧道进出口的光伏发电遮阳棚 |
| KR20220148540A (ko) * | 2021-04-29 | 2022-11-07 | 강성원 | 비가림 하우스용 활대 |
| CN115795595A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-14 | 山东省交通规划设计院集团有限公司 | 一种高速隧道洞口的光伏遮阳棚优化设计方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104266823B (zh) * | 2014-10-26 | 2018-06-05 | 北京工业大学 | 基于安全视认的白天隧道入口段照明标准测算方法及其系统 |
| CN104296967B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-03-22 | 北京工业大学 | 不同光环境下对非彩色目标物的视觉功效的测算方法及其系统 |
| CN105868570A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-17 | 北京工业大学 | 不同光环境下对目标物的视觉功效的测算方法 |
| WO2021016656A1 (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | Clarke Rodney Christopher | Sun shelter |
-
2023
- 2023-07-24 CN CN202310917439.XA patent/CN116956416B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104864355A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-26 | 长安大学 | 一种不设人工光源的公路隧道照明解决方法 |
| CN106874571A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-06-20 | 长安大学 | 一种隧道入口遮阳棚渐变光环境设计方法 |
| CN210829285U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-06-23 | 重庆三峡学院 | 对称拱肋式渐变隧道遮光棚 |
| CN111695187A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-22 | 云南省交通规划设计研究院有限公司 | 一种公路隧道群路段的遮阳棚设计方法 |
| KR20220148540A (ko) * | 2021-04-29 | 2022-11-07 | 강성원 | 비가림 하우스용 활대 |
| KR102368034B1 (ko) * | 2021-09-15 | 2022-02-24 | 차경숙 | 산과 골이 성형된 칼라 함석판을 이용한 아치형 차양 |
| CN217001874U (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-19 | 长安大学 | 一种安装于隧道进出口的光伏发电遮阳棚 |
| CN115795595A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-14 | 山东省交通规划设计院集团有限公司 | 一种高速隧道洞口的光伏遮阳棚优化设计方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 城市隧道入口自然光对驾驶人视觉影响分析;刘明秀;林丽;;森林工程;20180711(04);全文 * |
| 赵锡森 ; 靳一 ; 唐鹏飞 ; .阿鲁伯隧道入口遮阳棚设计.公路交通科技(应用技术版).2018,(10),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116956416A (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106874571B (zh) | 一种隧道入口遮阳棚渐变光环境设计方法 | |
| Peña-García et al. | Decrease of energy demands of lighting installations in road tunnels based in the forestation of portal surroundings with climbing plants | |
| CN109826642B (zh) | 隧道洞外调光方法 | |
| CN113905474A (zh) | 一种城市隧道智能照明系统及调光方法 | |
| CN105282947A (zh) | 一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统 | |
| CN116956416B (zh) | 一种基于人眼适应曲线的遮阳棚透光率渐变过渡及长度设计方法 | |
| CN103437685A (zh) | 一种百叶窗百叶角度自动调节方法 | |
| CN106640119B (zh) | 公路隧道出入口遮光自动调节系统 | |
| CN109101696B (zh) | 一种公路隧道入口连续渐低光环境的实现方法 | |
| Drakou et al. | Study for optimizing the daylight “filter” in a pre-tunnel structure | |
| CN115795595A (zh) | 一种高速隧道洞口的光伏遮阳棚优化设计方法 | |
| KR20210146558A (ko) | 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물 | |
| WO2003050778A1 (de) | Optisches sensorsystem zur erfassung von eisbildungen | |
| CN207165109U (zh) | 一种市政用道路指示牌 | |
| CN113153350A (zh) | 一种用于隧道洞门减少视觉震荡的方法及模拟试验平台 | |
| CN206957729U (zh) | 公路隧道出入口遮光自动调节系统 | |
| KR102091640B1 (ko) | 소음감쇠 및 광해방지용 투명방음벽 장치 | |
| CN112879034B (zh) | 一种隧道洞口的过渡结构及其建造方法 | |
| DE102013112860B3 (de) | Detektor zur Erkennung einer Verschmutzung sowie Verfahren zur Detektion von Schmutz | |
| CN111695187B (zh) | 一种公路隧道群路段的遮阳棚设计方法 | |
| DE19740928A1 (de) | Automatischer Schalter | |
| DE102007056161B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage | |
| CN107171627A (zh) | 一种农业大棚联动跟踪光伏支架及光伏发电系统 | |
| CN206993042U (zh) | 一种农业大棚联动跟踪光伏支架及光伏发电系统 | |
| CN117082216B (zh) | 一种城市内涝图像监控系统及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |