[发明专利]一种高速公路四车道超宽断面隧道LED照明灯具横向配光方法

说明书

本发明公开了一种高速公路四车道超宽断面隧道LED照明灯具横向配光方法，适用于采用对称布设方式的隧道LED照明灯具，涉及路面水平照度、灯具养护系数、隧道横断面尺寸及有大型车在第一车道运行等灯具横向(灯具C0/180配光剖面)配光影响因素。根据隧道横断面尺寸确定隧道横向照明区域，合理的确定灯具安装位置并划分隧道横向照明区域，建立直角坐标系，确定灯具在横向照明区域各点的水平照度贡献值和灯具的养护系数，利用光度学的理论知识，建立灯具横向各点的发光强度计算式，得到灯具横向各点的发光强度值。本发明的方法是在考虑了隧道特殊超宽横断面尺寸和有大型车辆运行条件下的一种特殊配光方法，满足交通安全对隧道照明的要求。

技术领域

本发明涉及一种高速公路四车道超宽断面隧道LED照明灯具横向配光方法，属于公路隧道照明技术领域。

背景技术

在高速公路新建和改扩建项目中四车道超宽断面隧道越来越多，目前隧道照明设计领域还没有专门针对这种特殊大断面尺寸的隧道照明设置技术，现有已运营的高速公路四车道超宽断面隧道均采用传统两车道隧道照明灯具进行设计，这样的设计会使隧道路面照明亮度和均匀性差，导致高速公路四车道超宽断面隧道照明光环境质量达不到《公路隧道照明设计细则》的要求，严重影响安全、舒适、稳定的驾驶视认。

此外，在高速公路四车道超宽断面隧道中运行的大客、货车等大型车辆占比高的情况下，采用传统两侧布灯方式会存在内侧车道被右侧车道大车遮挡的情况，导致相邻车道遮挡区域的亮度下降，从而使隧道路面存在明暗相间的隧道照明环境，在引起隧道路面亮度及均匀度不满足要求的同时会使驾驶员的眼睛出现频繁的明、暗适应现象，引起视觉疲劳及视觉障碍，影响内侧车道车辆安全驾驶视认，增加行车风险。

发明内容

考虑到现有高速公路四车道超宽断面隧道照明皆选择传统两车道隧道照明灯具进行设计，所采用的照明灯具未因隧道横断面尺寸的变化进行特殊配光设计，使得现有高速公路四车道超宽断面隧道照明光环境存在不同程度的照明质量不达标的现象，从而使得隧道照明光环境质量不满足安全驾驶视认的需求。本发明的目的在于针对高速公路四车道超宽断面隧道照明区域特点及运营环境特征，依据光度学的理论知识，提出一种高速公路四车道超宽断面隧道LED照明灯具横向配光方法，以期使高速公路四车道超宽断面隧道照明光环境满足安全、舒适和稳定的驾驶视认需求。

考虑到隧道照明区域包括隧道整个路面、检修道和隧道两侧墙面2m高的范围，各照明区域的照度关系为：检修道和隧道两侧墙面的平均照度按隧道路面平均照度的60％进行取值。本发明专利隧道各照明区域以照度完全均匀为基础，隧道照明区域Ⅰ和区域Ⅱ行车道各点的照度相等，照明区域Ⅲ各点的照度值取照明区域Ⅰ和区域Ⅱ的0.6倍值，并以此按照光度学中照度的相加性原理及照度与距离平方成反比定律来反推灯具横向配光剖面各照射方向的发光强度，进而得到照明灯具横向配光剖面的配光值；

本发明专利的配光方法适用于高速公路四车道超宽断面隧道采用对称布设方式的灯具，灯具安装高度为5.4m；为避免隧道行车道右侧第一车道有大型车行驶时遮挡同侧照明光源照向相邻第二车道的灯光，灯具横向安装位置在路面上的垂直投影与车行道中心线的距离应该小于等于4.5m，本发明取4.5m。

本发明专利一种高速公路四车道超宽断面隧道LED照明灯具横向配光方法，具体步骤为：

步骤一：根据隧道照明区域确定计算区域和坐标系

根据《公路工程技术规范》和《公路隧道设计细则》的规定，高速公路四车道超宽断面隧道建筑限界横断面如图2所示，各主要组成部分宽度：W＝15m，H＝5m，L_L＝L_R＝0.75m，J＝0.75m，其余部分宽度与标准、细则要求一致；根据《公路隧道照明设计细则》要求，确定隧道LED照明灯具横向配光计算区域包括隧道整个路面、检修道和隧道两侧墙面2m高的范围，包括图3中的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；以隧道横向为X轴、高度方向为Y轴、以灯具A1在隧道路面的垂直投影点为原点，建立平面直角坐标系(坐标系单位：m)，如图3所示；