公路隧道太陽(yáng)光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、為了有效消除公路隧道進(jìn)出口的“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”，最科學(xué)的方法就是在隧道基本照明的基礎(chǔ)上安裝增強(qiáng)照明系統(tǒng)。目前最常用的隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)是建立在電——光轉(zhuǎn)換技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用自動(dòng)化控制技術(shù)根據(jù)隧道外太陽(yáng)光亮度實(shí)現(xiàn)對(duì)光源亮度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而在保證行車安全前提下實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約。又為了減排而專門研制的陽(yáng)光輸送機(jī)是利用光纖實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光的傳輸照明，是一種清潔無(wú)污染的照明系統(tǒng)，但其成本太高且長(zhǎng)距離傳輸會(huì)導(dǎo)致傳輸效率大幅度下降。為了在保證太陽(yáng)能高效率利

2、用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低成本并提高傳輸效率，本文提出了一種新型的公路隧道太陽(yáng)光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)既有效解決上述技術(shù)問題，且其本身具有自動(dòng)滿足隧道增強(qiáng)照明亮度的自適應(yīng)性。具體實(shí)現(xiàn)過程如下:
　　1)完成隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。太陽(yáng)光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)是利用光路變換將增強(qiáng)平行太陽(yáng)光傳輸至隧道進(jìn)出口段路面，主要包括聚光器系統(tǒng)和導(dǎo)光裝置系統(tǒng)。聚光器由光軸重合且焦點(diǎn)相同的聚光鏡和調(diào)光鏡組成，二者距離為焦距之和。聚光鏡將垂直入射的太陽(yáng)光亮

3、度增強(qiáng)后經(jīng)調(diào)光鏡調(diào)節(jié)為增強(qiáng)型平行太陽(yáng)光輸出，再經(jīng)過導(dǎo)光板以一定角度通過隧道上部拱形空間反射進(jìn)隧道，而后由安裝在隧道頂部不同高度和不同深度的反光板將其反射至隧道進(jìn)出口路面，從而在免用光導(dǎo)纖維情況下完成太陽(yáng)光的高效率傳輸而實(shí)現(xiàn)照明功能，并且經(jīng)隧道上部拱形空間傳輸光路上因?yàn)閴m埃散射所損失的那部分太陽(yáng)光也都變換成散射光亮而增強(qiáng)整個(gè)空間的亮度并且使得隧道內(nèi)亮度更加均勻。太陽(yáng)光整個(gè)傳輸過程只是光路變換，傳輸介質(zhì)只有空氣，從而大大降低了系統(tǒng)成本，提到

4、了傳輸效率。此外，本系統(tǒng)正好利用了太陽(yáng)光時(shí)有時(shí)無(wú)的變化，使得隧道內(nèi)部亮度會(huì)也隨著太陽(yáng)光的有無(wú)和太陽(yáng)光的強(qiáng)弱而變化，完全滿足了隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)的自適應(yīng)性。
　　2)完成太陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)中受光體位置固定不動(dòng)而太陽(yáng)光入射方向時(shí)刻在變化，因此需要為聚光器和導(dǎo)光裝置配備相應(yīng)的跟蹤裝置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)分別為極軸式跟蹤結(jié)構(gòu)和雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)，并采用以光電跟蹤方法為主視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤方法為輔的跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的二次跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光直接