CN204387933U - 一种新型隧道照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的隧道照明系统能够大大减小或消除隧道照明对电力的依赖，避免了电力电缆的长途铺设以及大量人力、财力和后期所需支出极高的管理运营费用，具有良好的社会和经济效益。玻璃钢采光顶棚逐渐减小的透光率可以很好地调整驾驶员进出隧道的视觉适应性，减少黑洞效应与白洞效应。同时玻璃钢采光顶棚最大限度利用了绿色环保的自然光资源，体现了生态环保的隧道照明理念。过渡段采用太阳能光纤照明系统和太阳能LED照明系统混合照明的方式，解决了光纤照明效果不稳定的问题，并且能够在满足晴天、夜晚、阴雨等多种复杂天气情况下隧道照明要求的基础上，充分利用太阳能资源，达到了节能环保的目的。

Description

一种新型隧道照明系统

技术领域

本实用新型涉及隧道照明技术领域，尤其涉及一种基于太阳能供能与玻璃钢采光顶棚相结合的新型隧道照明系统。

背景技术

随着我国公路建设的快速延伸，隧道建设越来越受到重视。目前，全国已建和在建公路隧道已达1000多公里，并以飞快的速度发展。隧道建设必不可少的一项技术是隧道照明，且不论白天还是夜间隧道照明都很重要，并且白天照明问题比夜间更复杂。隧道照明在保证交通运输畅通安全的基础上，要求节约能源、提高照明效果、保证行车安全性和舒适性。但目前公路隧道安装照明系统的非常少，大都不设置照明或设置照明系统并不使用，因此照明质量非常低。

世界各地包括中国在内所使用的隧道照明灯多是使用普通的交流电作为电源，但是这需要消耗大量的电能，而且这些隧道往往在较偏僻的地区，需长距离的架设管线，投资大，维护工作量大。我国隧道照明灯具研制起步较晚，基础较差，特别是针对隧道照明特性方面的深入研究极其缺乏，与国外存在较大差距。

在传统的隧道照明方式中，为了减小或消除驾驶员对隧道内外道路因光线的明暗变化而引起的黑洞效应与白洞效应，需要在入口段和出口段布设大量的灯具。不仅在前期施工需要耗费大量人力、财力，而且后期需要支出极高的管理运营费用。

发明内容

本实用新型要解决以上技术问题，提供一种新型隧道照明系统，是一种基于太阳能供能与玻璃钢采光顶棚相结合的隧道照明系统，结合生态环保的隧道照明系统理念，减少目前隧道照明系统对电力的过分依赖，避免了电力电缆的长途铺设带来的人力和物力的消耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型隧道照明系统，所述隧道依次分为入口段、过渡段、中间段和出口段，所述入口段和所述出口段架设钢结构玻璃钢采光顶棚，所述过渡段设有混合隧道照明系统，所述中间段设有太阳能LED照明装置，所述钢结构玻璃钢采光顶棚的透光率自隧道外至隧道口依次递减，所述混合隧道照明系统包括太阳能光纤照明装置和所述太阳能LED照明装置，所述太阳能光纤照明装置包括聚光装置、传导装置和光输出装置，所述聚光装置通过所述传导装置与所述光输出装置相连，所述太阳能LED照明装置包括太阳能光伏电池、DC/DC转换模块、蓄电池、控制器和LED灯具，所述太阳能电池通过所述DC/DC转换模块与所述蓄电池相连，所述蓄电池与所述LED灯具相连，所述控制器分别与所述DC/DC转换模块和所述蓄电池相连。

进一步，所述钢结构玻璃钢采光顶棚自隧道外至隧道口依次分为第一段顶棚、第二段顶棚、第三段顶棚、第四段顶棚和第五段顶棚，所述第一段顶棚的透光率为设计值的50%，所述第二段顶棚的透光率为设计值的40%，所述第三段顶棚的透光率为设计值的30%，所述第四段顶棚的透光率为设计值的20%，所述第五段顶棚的透光率为设计值的10%。

进一步，所述聚光装置包括凸透镜、太阳能跟踪装置和耦合接口，所述太阳能跟踪装置包括光线传感器、微控制器和驱动装置，所述驱动装置与所述凸透镜相连，所述光线传感器通过所述微控制器与所述驱动装置相连。

进一步，所述传导装置为光纤。

进一步，所述光输出装置包括若干尾灯。

进一步，所述耦合接口通过所述光纤与所述尾灯相连。

本实用新型具有的优点和积极效果是：一种新型隧道照明系统，是一种基于太阳能供能与玻璃钢采光顶棚相结合的隧道照明系统，结合了生态环保的隧道照明系统理念，减少了目前隧道照明系统对电力的过分依赖，避免了电力电缆的长途铺设带来的人力和物力的消耗。本实用新型提供的隧道照明系统能够大大减小或消除隧道照明对电力的依赖，避免了电力电缆的长途铺设以及大量人力、财力和后期所需支出极高的管理运营费用，具有良好的社会和经济效益。玻璃钢采光顶棚逐渐减小的透光率可以很好地调整驾驶员进出隧道的视觉适应性，减少黑洞效应与白洞效应。同时玻璃钢采光顶棚最大限度利用了绿色环保的自然光资源，体现了生态环保的隧道照明理念。过渡段采用太阳能光纤照明系统和太阳能LED照明系统混合照明的方式，解决了光纤照明效果不稳定的问题，并且能够在满足晴天、夜晚、阴雨等多种复杂天气情况下隧道照明要求的基础上，充分利用太阳能资源，达到了节能环保的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型实施例入口段钢结构玻璃钢采光顶棚结构示意图；

图3是本实用新型实施例过渡段太阳能光纤照明系统组成示意图；

图4是本实用新型实施例过渡段与中间段太阳能LED照明系统结构框图。

图中：

1、入口段	2、过渡段	3、中间段
			4、出口段	5、第一段顶棚	6、第二段顶棚
7、第三段顶棚	8、第四段顶棚	9、第五段顶棚
			10、凸透镜	11、太阳光跟踪装置	12、光纤
13、耦合接口	14、尾灯

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

 如图1-4所示，一种新型隧道照明系统，所述隧道依次分为入口段1、过渡段2、中间段3和出口段4，所述入口段1和所述出口段4架设钢结构玻璃钢采光顶棚，所述过渡段2设有混合隧道照明系统，所述中间段3设有太阳能LED照明装置，所述钢结构玻璃钢采光顶棚的透光率自隧道外至隧道口依次递减，所述混合隧道照明系统包括太阳能光纤照明装置和所述太阳能LED照明装置，所述太阳能光纤照明装置包括聚光装置、传导装置和光输出装置，所述聚光装置通过所述传导装置与所述光输出装置相连，所述太阳能LED照明装置包括太阳能光伏电池、DC/DC转换模块、蓄电池、控制器和LED灯具，所述太阳能电池通过所述DC/DC转换模块与所述蓄电池相连，所述蓄电池与所述LED灯具相连，所述控制器分别与所述DC/DC转换模块和所述蓄电池相连。

所述钢结构玻璃钢采光顶棚自隧道外至隧道口依次分为第一段顶棚5、第二段顶棚6、第三段顶棚7、第四段顶棚8和第五段顶棚9，所述第一段顶棚5的透光率为设计值的50%，所述第二段顶棚6的透光率为设计值的40%，所述第三段顶棚7的透光率为设计值的30%，所述第四段顶棚8的透光率为设计值的20%，所述第五段顶棚9的透光率为设计值的10%。

所述聚光装置包括凸透镜10、太阳能跟踪装置11和耦合接口13，所述太阳能跟踪装置11包括光线传感器、微控制器和驱动装置，所述驱动装置与所述凸透镜10相连，所述光线传感器通过所述微控制器与所述驱动装置相连。

所述传导装置为光纤12。

所述光输出装置包括若干尾灯14。

所述耦合接口13通过所述光纤12与所述尾灯14相连。

一种新型隧道照明系统的最佳实施例，包括以下技术方案：

a．新型隧道照明系统段落划分：在国内外对公路隧道照明段落以CIE适应曲线进行划分的基础上，将隧道照明的五个照明段——接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段，本实用新型将接近段和入口段1合并，因此将隧道划分为四段，即将入口段1延伸出隧道口至接近段。

b．入口段1照明：在入口段1所覆盖公路上采用架设钢结构玻璃钢采光顶棚的方法进行照明。玻璃钢采光顶棚的透光率采用逐渐减小的方式进行过渡，以适应隧道照明的要求。入口段1的长度根据公路设计的车辆行驶最大速度及车流量等因素进行设计。

c．过渡段2照明：过渡段2直接从隧道入口处开始，连接入口段1处的钢结构玻璃钢采光顶棚。从入口段1末端到中间段的照明水平的变化采用太阳能光纤照明装置和太阳能LED照明装置结合的混合照明系统来进行逐级完成。

d．中间段3照明：中间段3起始点为过渡段2末端，终止点为隧道出口处。为保证中间段3全段内的照明强度保持在恒定不变的照明强度上，在中间段仅采用太阳能LED照明装置。

e．出口段4照明：出口段4同入口段1相似，采用从隧道出口处延伸出去一段距离架设钢结构玻璃钢采光顶棚的方式进行照明。

e．入口段1和出口段4的钢结构玻璃钢采光顶棚利用天然光以达到节能目的，其亮度值通过设计交通量、行车速度、洞外亮度来确定，玻璃钢采光顶棚的透光率根据入口段1的亮度情况、路线线性及车流量等因素设进行计，并且通过入口段1亮度折减系数确定玻璃钢采光顶棚的透光率，将透光率分别为其设计值的50%、40%、30%、20%、10%的玻璃钢采光顶棚分段安装在隧道入口段，从而达到由入口到洞口均匀减光的目的。

f．过渡段2的光纤照明系统由聚光装置、传导装置（光纤12）和光输出装置（尾灯14）组成，其中聚光装置由凸透镜10、太阳光跟踪装置11和耦合接口13组成。太阳光跟踪装置11能够通过光线传感器确定太阳的位置，通过微控制器驱动步进电机实现凸透镜10始终面向太阳。聚光装置通过其光纤耦合使得集聚的高密度光束引导入光纤12，在光纤12不同折射率的芯皮界面上发生全反射以实现其在光纤12中传输，并通过光输出装置（尾灯14）使输出的光强达到所需的照明效果。尾灯14易于安装和维修，且设有LED灯以辅助光纤照明。

g．过渡段2和中间段3的太阳能LED照明装置由太阳能光伏电池、DC/DC转换模块、蓄电池、控制器、LED灯具组成。太阳能光纤照明装置直接将太阳光传输进入隧道照明的过渡段2与中间段3，在晴天时能够基本满足隧道照明需求；在夜晚、阴雨等太阳光强度不足的条件下，太阳能LED照明装置仍能够使隧道照明系统正常工作。太阳能光伏电池板将太阳能辐射能转化为电能输出，经过充放电控制器存储在蓄电池中，需要时为LED照明系统提供电能输出。由于中间段3全段内的照明强度通常要求保持在一个恒定不变的水平上，且照明强度通常要求不高。而太阳光在光纤中长距离传输时效率较低下、照明不稳定，为保证中间段3全段内的照明强度保持在恒定不变的照明强度上，在中间段3仅采用太阳能LED照明装置。

与现有隧道照明系统相比：本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型所述的隧道照明系统能够大大减小或消除隧道照明对电力的依赖，避免了电力电缆的长途铺设以及大量人力、财力和后期所需支出极高的管理运营费用，具有良好的社会和经济效益。

2、玻璃钢采光顶棚逐渐减小的透光率可以很好地调整驾驶员进出隧道的视觉适应性，减少黑洞效应与白洞效应。同时玻璃钢采光顶棚最大限度利用了绿色环保的自然光资源，体现了生态环保的隧道照明理念。

3、过渡段2采用太阳能光纤照明装置和太阳能LED照明装置混合照明的方式，解决了光纤照明效果不稳定的问题。并且能够在满足晴天、夜晚、阴雨等多种复杂天气情况下隧道照明要求的基础上，充分利用太阳能资源，达到了节能环保的目的。

本实用新型所述的钢结构玻璃钢采光顶棚逐渐减小的透光率可以很好地调整驾驶员进出隧道的视觉适应性，减少黑洞效应与白洞效应。同时玻璃钢采光顶棚最大限度利用了绿色环保的自然光资源，体现了生态环保的隧道照明理念。过渡段2采用太阳能光纤照明装置和太阳能LED照明装置混合照明的方式，解决了光纤照明效果不稳定的问题，并且能够在满足晴天、夜晚、阴雨等多种复杂天气情况下隧道照明要求的基础上，充分利用太阳能资源，达到了节能环保的目的。显然，本实用新型所述隧道照明系统能够大大减小或消除隧道照明对电力的依赖，避免了电力电缆的长途铺设以及大量人力、财力和后期所需支出极高的管理运营费用，具有良好的社会和经济效益。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述隧道依次分为入口段、过渡段、中间段和出口段，所述入口段和所述出口段架设钢结构玻璃钢采光顶棚，所述过渡段设有混合隧道照明系统，所述中间段设有太阳能LED照明装置，所述钢结构玻璃钢采光顶棚的透光率自隧道外至隧道口依次递减，所述混合隧道照明系统包括太阳能光纤照明装置和所述太阳能LED照明装置，所述太阳能光纤照明装置包括聚光装置、传导装置和光输出装置，所述聚光装置通过所述传导装置与所述光输出装置相连，所述太阳能LED照明装置包括太阳能光伏电池、DC/DC转换模块、蓄电池、控制器和LED灯具，所述太阳能电池通过所述DC/DC转换模块与所述蓄电池相连，所述蓄电池与所述LED灯具相连，所述控制器分别与所述DC/DC转换模块和所述蓄电池相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述钢结构玻璃钢采光顶棚自隧道外至隧道口依次分为第一段顶棚、第二段顶棚、第三段顶棚、第四段顶棚和第五段顶棚，所述第一段顶棚的透光率为设计值的50%，所述第二段顶棚的透光率为设计值的40%，所述第三段顶棚的透光率为设计值的30%，所述第四段顶棚的透光率为设计值的20%，所述第五段顶棚的透光率为设计值的10%。

3.根据权利要求1所述的一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述聚光装置包括凸透镜、太阳能跟踪装置和耦合接口，所述太阳能跟踪装置包括光线传感器、微控制器和驱动装置，所述驱动装置与所述凸透镜相连，所述光线传感器通过所述微控制器与所述驱动装置相连。

4.根据权利要求3所述的一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述传导装置为光纤。

5.根据权利要求4所述的一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述光输出装置包括若干尾灯。

6.根据权利要求5所述的一种新型隧道照明系统，其特征在于：所述耦合接口通过所述光纤与所述尾灯相连。