[發明專利]一種基于逆反射信息的城市下穿短隧道照明系統改善方法

無效

• 申請號: 201310027880.7
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103062688A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 杜志剛;黃發明;陶鵬鵬;鄭展驥;王自入;萬紅亮
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V19/00;E01F9/04;E01F9/06;E01F9/08;F21W131/101
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;伍見

技術領域

本發明涉及一種基于逆反射信息的城市下穿短隧道照明系統的改善方法，通過城市下穿短隧道照明水平及效率的提升，實現視覺誘導與交通安全效益的協調。

背景技術

城市下穿短隧道的道路特征易導致典型交通安全問題。城市交叉口為了減少交通沖突，提升通行能力，經常會設置一些短隧道下穿。這樣形成的短隧道路段一般由下穿段與進口段引道、出口段引道組成，下穿段一般長度為50~100m，進出口引道一般長150~200m。而隧道本身的長度由于用地性質、相交道路寬度、渠化尺寸等因素限制，其下穿段長度遠小于相應進出口引道的長度，同時考慮到引道縱坡一般在3%~5%，車輛進入隧道時容易加速行駛；對向車道的分隔帶較窄，一般以雙黃線及分流線分隔，當背景照度較低時導致會車過程中時有發生嚴重的炫目現象；由于進出口路段的引道縱坡通常是引起行車安全問題的主要路段，且短隧道缺乏車速管理措施，也導致進入隧道的過程容易發生超速，并發生追尾及碰撞側墻等交通事故；同時隧道環境較為封閉，救助困難，增大了交通事故的危害性，因此亟需城市短隧道的針對性的改善設計。

進出口引道路段的照明設計存在不足，隧道內外照度過渡劇烈，且道路側墻、路上空間等未充分利用。現狀的短隧道照明在城市道路照明及公路照明的相關規范中沒有強制性的規定，照明被簡單處理，缺少針對性，特別是規范中對于小于100m的城市短隧道照明沒有強制性規定，導致有的不設置照明，或者在引道擋墻上設置較短的燈柱，光源高度無漸變，不能很好地誘導隧道及引道線形，使隧道進出口的照度過渡不夠順暢；夜間行車時，在外部照明效果差的隧道引道，由于照度不足、對向車輛遠光燈等影響，容易產生炫目，并且由于沒有較好的誘導設計，駕駛員在進入隧道引道之前不能迅速發現進出口；白天行車時，在外部照明較亮的情況下，照度過渡劇烈，容易導致視覺的不適感，降低進出隧道下穿段時視覺的辨識能力，增加駕駛員的緊張情緒，影響下穿短隧道的行車安全。由于一般城市下穿隧道側墻通常設計簡單，僅以墻磚、防塵涂料鋪裝，輔以紋理、浮雕或者植被降低眩光，且引道路面及路上空間尚有開發的余地，因此為城市短隧道視覺誘導和照明改善設計提供了可行性。

基于光流率的車速控制方法得到應用。光流率被認為是影響速度感知的重要視覺因素。光流率是人運動時，空間中各點穿過視野的相對速度。國內外學者通過光流率在交通中“無意識”地進行速度控制的使用來提升公路環境速度知覺，劉兵在碩士論文“基于駕駛員視知覺的車速控制和車道保持機理研究”中（武漢理工大學，2008年）通過心理物理實驗得出當光流率小于2Hz，或大于32Hz時，駕駛員會出現速度低估，光流率在4Hz~16Hz時，實驗者對速度產生了高估，其中光流率為12Hz高估達到30%以上。

逆反射材料及技術已日趨成熟。近些年，反光膜、反光片、反光漆等逆反射材料的應用越來越廣泛，成本越來越低，這就為隧道內部采用“逆反射照明”夯實了基礎。逆反射技術最大特點是充分利用車輛前燈的亮光，通過逆反射材料的表面結構，為駕駛人感知，從而改善駕駛者的安全視距，優化道路沿線交通設施視認效果，讓駕駛者獲得更多的時間、更強化的感受，來判斷路況和獲取指導信息，以便及時正確的采取安全措施。它是以物理手段調動人的主觀能動性，提高行駛安全，是一種節能環保的低成本道路安全解決方案。

城市下穿短隧道由于長度短、其照明及過渡在國家規范中沒有強制規定，且對向車道之間分隔帶非常窄，難以進行物理隔離，因此在設置照明時常常簡化處理，導致照度偏低，進出口照度過渡劇烈，防眩效果差，視機能下降的危害常常被駕駛員低估，容易誘發交通事故。因此亟需在保障交通安全效益的前提下，從視覺誘導系統整體設計出發，利用隧道內外的側墻及路上空間，設置良好的逆反射照明過渡系統。

發明內容

本發明利用矩形閉合圖案的深度視覺效果更好的原理，利用懸索式照明對道路線形適應性好、照明效率高的特點，并結合基于光流率和邊緣率的交通心理學控速方法。即空間頻率在8~12Hz作用下時，感知速度顯著大于物理速度，最高達30%以上，而中頻、低頻條件下（小于2Hz），感知速度小于物理速度（參見圖1）。在行車環境中，理想感知速度應比物理速度略大為宜（小于10%或者5%），因此需要將高頻、中頻信息結合起來，以達到感知速度與物理速度相協調，并實現速度控制的長效機制（參見圖2）。