[发明专利]隧道进出口太阳光定向反射直接照明的装置及方法

说明书

本发明公开了隧道进出口太阳光定向反射直接照明的装置及方法，能够高效利用太阳光对隧道进、出口内进行加强照明，降低隧道进出口的亮度梯度，提高车辆行驶安全性，节能环保，包括在隧道口的顶部由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜，且安装高度由外向内依次递减，漫反射镜的准平面与竖直线根据车辆行驶方向呈不同角度设置，隧道口外侧固定设置有支撑架，支撑架的顶部转动设置有旋转架，旋转架传动连接第一驱动机构，旋转架上转动设置多个能够定向反射太阳光至漫反射镜的定向镜面反射镜，多个定向镜面反射镜均传动连接至第二驱动机构，隧道口内侧顶部设置有位于定向反射镜反射太阳光线的路径上的光线方向传感器，还包括控制器。

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，具体涉及隧道进出口太阳光定向反射直接照明的装置及方法。

背景技术

随着国家经济的快速发展，以高速公路为标志交通运输业更是发展迅猛，但是公路隧道运营管理费用特别是隧道照明电费已成为一笔巨额开支，安全与节能的矛盾也变得日益突出。对驾驶员而言，汽车速度一定情况下在隧道的进出口段光亮度梯度太大，将导致视觉不能尽快调节过来而产生“黑洞”和“白洞”效应，进而使得交通事故的几率上升。为了保证安全前提下实现节能，国家规定隧道照明由基本照明和增强照明两个系统组成，其中分布于整个隧道的基本照明系统一直处于日夜不停的照明状态，而安装于隧道进出口区段的加强照明则通过自动控制的方法，使其根据隧道外太阳光强弱程度而自动控制打开照明灯的个数，只要使其亮度梯度满足技术要求即可；例如：夏天中午太阳光最强时所有的加强照明灯组全部打开工作；冬天或者阴雨天只打开部分；而在晚间全部关闭，从而达到满足技术要求条件下有效节能的目标。

目前，隧道加强照明中大多利用常规电力，以高压钠灯、LED灯等作为照明光源，但实际工程中由于闭环式自动控制中的太阳光传感器所处工作环境恶劣和位置偏僻维修不便等因素导致系统故障率高的实际问题，迫使人们放弃自动控制功能以保证系统工作可靠性，通常加强照明系统都是按照夏天最强太阳光设计配备的恒定照明系统，并且与基本照明系统工作状态一样，从而在高可靠性保障满足要求的同时却造成电能源的巨大浪费。相关技术中利用光纤式太阳光输送机将隧道外部的太阳光引入隧道内加强照明，实现了直接利用太阳光隧道进出口的加强照明功能，但是在推广应用中因为其通过光纤传输太阳光的方式不但使得系统成本增加，而且远距离仅30％左右传输效率也制约了性价比提高。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了免光纤式公路隧道进出口段太阳光直接加强照明系统的实施工程方案，通过隧道进出口太阳光定向反射直接照明的装置及方法，能够高效利用太阳光对隧道进、出口内规定距离进行加强照明，降低隧道进出口的亮度梯度，提高车辆行驶安全性，节能环保，降低成本，提高性价比。

为了实现以上目的，本发明提供了隧道进出口太阳光定向反射直接照明的装置，包括在隧道口的顶部由外向内依次间隔设置的多个漫反射镜，且多个所述漫反射镜的安装高度由外向内依次递减，所述漫反射镜的准平面根据车辆行驶方向与竖直线呈角度设置，隧道口外侧固定设置有支撑架，所述支撑架的顶部转动设置有旋转架，所述旋转架传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述旋转架沿水平轴转动，所述旋转架上转动设置有多个定向镜面反射镜，所述定向镜面反射镜能够定向反射太阳光至所述漫反射镜，多个所述定向镜面反射镜均传动连接至第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动多个所述定向镜面反射镜绕竖直轴转动，隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器，所述光线方向传感器位于所述定向镜面反射镜反射太阳光线的路径上，且所述光线方向传感器的光轴平行于隧道中心线，还包括控制器，所述光线方向传感器、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均通信连接至所述控制器。

进一步地，所述漫反射镜呈多列布置于隧道口的顶部，每列包括安装高度由外向内依次递减的多个所述漫反射镜，且多列所述漫反射镜沿隧道的顶部拱形间隔设置，且所有所述漫反射镜接受平行太阳光线的有效面积布满平行太阳光线通过的隧道的顶部拱形空间的截面积。