本發明專利技術公開了一種公路隧道洞外亮度的測量方法，其步驟：A、確定隧道洞外各景物亮度值和水平面照度值的關系：在距隧道洞口一個安全停車視距處使用亮度計和照度計同時讀數獲取隧道洞口各景物亮度值L和水平面照度值E；B、確定隧道洞外各景物亮度的計算標準值：利用各地區的輻射觀測資料和輻射光當量模型，得到了各地區在典型氣象年的逐時總照度和散射照度；C、確定隧道洞外各景物在20°圓錐角視場范圍內所占的面積百分比：在各隧道洞口的照片上繪制出駕駛員在距隧道洞口一個停車視距處的20°圓錐角視場邊界線；D、用環境簡圖法確定隧道洞外亮度值L20(S)。方法易行，操作簡便，測量結果準確可靠，可廣泛應用于現有公路隧道洞外亮度的測量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于公路隧道照明
，更具體涉及。
技術介紹
公路隧道入口處的劇烈亮度、空間以及參照物過渡所形成“黑洞效應”，導致駕駛員視覺適應困難，容易形成視覺盲期，進而誘發追尾、碰撞隧道洞門等形式的交通事故。因此一般會設置隧道入口段加強照明，以緩和“黑洞效應”，保障公路隧道入口行車的安全舒適。公路隧道洞外亮度L2tl(S)是隧道入口段加強照明系統設計的重要依據，合理地確定公路隧道洞外亮度對于保障在行車安全的前提下實現照明節能，具有重要意義。公路隧道洞外亮度L2tl(S)是指在隧道接近段起點距地面1.5m高處，正對洞口方向20°圓錐角視場范圍內實測得到的平均亮度，其對公路隧道照明系統投資及運營管理費用有很大影響，東京灣海底隧道的實測表明:在保持其他參數不變的前提下，L20(S)由4000cd/m2增至6000cd/m2時,照明設備費最高增加51 年運營能耗最高增加46%。目前，公路隧道洞外亮度L2tl(S)的確定方法主要有:查表法、黑度法和環境簡圖法。查表法是根據20°圓錐角視場范圍內天空面積所占的百分比、車速、洞口朝向等參數，查表確定L2tl(S),該方法雖然簡單，但因為不同地點的天空亮度差異很大，且不同洞外景物的反射率差異也很大，因此查表法的誤差很大。黑度法通過在隧道接近段起點距地面1.5m高處，正對洞口拍攝黑白照片，拍攝時在洞口旁豎立一已知亮度的灰板作為參照物，然后將沖洗出來的膠片置于黑度儀上讀取20°圓錐角視場范圍內各景物的黑度，經權重計算得出平均黑度，進而確定隧道洞外亮度L2tl(S),但其使用對于時間和天氣具有嚴格的限制，即在夏季(6、7、8月)晴天無云時連續進行3日，每日測讀5次(11:00至15:00時，時距Ih)或11次(8:00至18:00，時距Ih)。環境簡圖法是根據20°圓錐角視場范圍內各種景物的亮度以及它們所占的面積百分比來確定L2tl (S)，相比黑度法，環境簡圖法省去了相機光學特性標定的過程，但如果采用相關規范所推薦的景物亮度，則不能適應地理位置的多樣性；而如果實測景物亮度，則依然存在測量條件嚴格受限和參數標定復雜的問題。現有公路隧道洞外亮度測量方法多采用通用規范標定景物亮度參數，導致其適用性差，難以滿足實際需求；或采用常規的實測方法，但其測試條件嚴格受限，需要在夏季進行，且測試時要求天空嚴格無云。現有公路隧道洞外亮度測量方法的適用性和實用性較差，難以滿足公路隧道入口照明系統設計的實際需求，因此亟需。
技術實現思路
本專利技術的目的是在于提供了，方法易行，操作簡便。通過現場實測獲取隧道洞外各種景物的亮度和水平面照度，建立洞外景物亮度與水平面照度之間的關系模型，然后對當地長期實測得到的水平面照度值進行統計分析，并借鑒CIE88:2004中將一年中至少出現75h的最大景物亮度為基礎計算洞外景物亮度的方法，以一年中至少出現75h的最大水平面照度值為基礎計算得到一年中至少出現75h的最大景物亮度，作為公路隧道洞外亮度L2tl (S)。為了實現上述的目的，本專利技術采用以下技術方案:，其步驟是:步驟一、確定隧道洞外各景物亮度值和水平面照度值的關系。在距隧道洞口一個安全停車視距處使用亮度計和照度計同時讀數獲取隧道洞口各景物亮度值L和水平面照度值E，典型的隧道洞外景物主要有以下幾類:天空、洞口、路面、混凝土端墻、混凝土護壁、巖石、裸露土壤、植被綠化等。水平面照度E與各景物亮度L之間的比例系數kE可通過下式進行計算，對于路基路面尚在施工中的公路隧道，現場實測無法獲取路面亮度，可另外實測獲取所用典型路面材料的反射系數作為kE的取值。kE = E/L式中:kE為景物的反射系數；E為水平面照度；L為景物亮度。步驟二、確定隧道洞外各景物亮度的計算標準值。《建筑采光設計標準》(GB50033-2013)利用各地區多年的輻射觀測資料和輻射光當量模型，分析得到了各地區在典型氣象年的逐時總照度和散射照度。通過對測量隧道所在地區觀測到的逐時照度值進行統計分析，得到該地區每年至少出現75h的最大照度值Es，并代入下式，可計算得到隧道洞外各景物的kE值所對應的隧道洞外各景物亮度的計算標準值Ls。Ls = Es/kE式中:LS為景物亮度的計算標準值;ES為測試地區每年至少出現75h的最大照度值，kE為景物的反射系數；步驟三、確定隧道洞外各景物在20°圓錐角視場范圍內所占的面積百分比。在各隧道洞口的照片上繪制出駕駛員在距隧道洞口一個停車視距處的20°圓錐角視場邊界線，進而確定20°圓錐角視場范圍內的各種景物及其所占的面積百分比。步驟四、用環境簡圖法(CIEN088:1990Guide for the lighting of load tunnelsand underpasses)確定隧道洞外亮度值L2tl⑶。根據步驟二所得的隧道洞外各景物的亮度計算標準值以及步驟三所得的20°圓錐角視場范圍內各景物所占的面積百分比，按照環境簡圖法確定隧道洞外亮度值L2tl (S)，如下式所示。L20 (S) = Y Lc+ P Le+ ε Le+ τ Lth式中:Υ為天空所占百分比；LC為天空亮度；P為道路所占百分比；LkS路面亮度；ε為景物所占百分比；LE為景物亮度；τ為隧道入口所占百分比；Lth為隧道入口段亮度；其中，Y + P + ε + τ = I。在本專利技術中，以從莞高速公路7座隧道的11個洞口為實驗對象，實測獲取了各隧道的洞外亮度值L2tl(S)，如表I所示。實測獲取的洞外亮度值基本在現行《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)的推薦取值上下波動，進而驗證了本專利技術的合理性；但上下波動的幅度較大，多在10%以上，最高達40%，現行規范中不同條件下洞外亮度推薦取值比較粗略，而根據本專利技術方法實測計算得到的隧道洞外亮度值L2tl(S)進行隧道照明設計更符合各隧道的實際運營情況，更有利于隧道交通安全和照明節能。表I隧道洞外亮度值對比表本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種公路隧道洞外亮度的測量方法，其步驟是：A、確定隧道洞外各景物亮度值和水平面照度值的關系：在距隧道洞口一個安全停車視距處使用亮度計和照度計同時讀數獲取隧道洞口各景物亮度值L和水平面照度值E，典型的隧道洞外景物主要有以下幾類：天空、洞口、路面、混凝土端墻、混凝土護壁、巖石、裸露土壤、植被綠化，水平面照度E與各景物亮度L之間的比例系數kE通過下式進行計算，對于路基路面尚在施工中的公路隧道，現場實測無法獲取路面亮度，另外實測獲取所用典型路面材料的反射系數作為kE的取值：kE＝E/L式中：kE為景物的反射系數，E為水平面照度，L為景物亮度；B、確定隧道洞外各景物亮度的計算標準值：利用各地區的輻射觀測資料和輻射光當量模型，分析得到了各地區在典型氣象年的逐時總照度和散射照度，通過對實驗隧道所在地區觀測的逐時照度值進行統計分析，得到該地區每年至少出現75?h的最大照度值ES，并代入下式，計算得到隧道洞外各景物的kE值所對應的隧道洞外各景物亮度的計算標準值LS：LS＝ES/kE式中：LS為景物亮度的計算標準值，ES為測試地區每年至少出現75?h的最大照度值，kE為景物的反射系數；C、確定隧道洞外各景物在20°圓錐角視場范圍內所占的面積百分比：在各隧道洞口的照片上繪制出駕駛員在距隧道洞口一個停車視距處的20°圓錐角視場邊界線，確定20°圓錐角視場范圍內的各種景物及其所占的面積百分比；D、用環境簡圖法確定隧道洞外亮度值L20(S)：根據步驟B所得的隧道洞外各景物的亮度計算標準值以及步驟c所得的20°圓錐角視場范圍內各景物所占的面積百分比，按照環境簡圖法確定隧道洞外亮度值L20(S)，如下式所示：L20(S)＝γLC+ρLR+εLE+τLth式中：γ為天空所占百分比；LC為天空亮度；ρ為道路所占百分比；LR為路面亮度；ε為景物所占百分比；LE為景物亮度；τ為隧道入口所占百分比；Lth為隧道入口段亮度；其中，γ+ρ+ε+τ＝1。...
【技術特征摘要】
1.一種公路隧道洞外亮度的測量方法，其步驟是: A、確定隧道洞外各景物亮度值和水平面照度值的關系:在距隧道洞口一個安全停車視距處使用亮度計和照度計同時讀數獲取隧道洞口各景物亮度值L和水平面照度值E，典型的隧道洞外景物主要有以下幾類:天空、洞口、路面、混凝土端墻、混凝土護壁、巖石、裸露土壤、植被綠化，水平面照度E與各景物亮度L之間的比例系數kE通過下式進行計算，對于路基路面尚在施工中的公路隧道，現場實測無法獲取路面亮度，另外實測獲取所用典型路面材料的反射系數作為kE的取值:kE = E/L 式中:kE為景物的反射系數，E為水平面照度，L為景物亮度； B、確定隧道洞外各景物亮度的計算標準值:利用各地區的輻射觀測資料和輻射光當量模型，分析得到了各地區在典型氣象年的逐時總照度和散射照度，通過對實驗隧道所在地區觀測的逐時照度值進行統計分析，得到該地區每年至少出現75 h的最大照度值ES，并代入下式，計算得到隧道洞外各景物的kE值所對應的隧道洞外各景...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡彥杰，鄧敏，張燦程，萬紅亮，
申請(專利權)人：武漢中交交通工程有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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