一种隧道出口防眩视线诱导系统
阅读说明：本技术 一种隧道出口防眩视线诱导系统 (Tunnel export anti-dazzle sight induction system ) 是由 杜志刚 许富强 张抒扬 韩磊 陈灿 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及隧道出口的交通安全技术领域,特指一种隧道出口防眩视线诱导系统,该系统由面状的膜壳、线状的悬索、环状的门架,及线状、环状、点状的自发光视线诱导设施组成,线状的悬索承担系统自重,横截面小、显著减小路面纵横向的斑马效应,走向延续腰带线、隧道灯具的视觉引导,发挥缓解路面眩光、方向诱导、空间过渡作用,腰带线以下的膜壳透光率低、反射率由高渐变到低,发挥缓解侧向眩光作用,腰带线以上的膜壳反射率低、透光率由低渐变至高,发挥缓解顶部眩光及亮度过渡作用,门架与轮廓带共同发挥车距诱导作用,自发光视线诱导设施附着于悬索、门架、隧道实体,发挥全天候速度诱导、方向诱导作用。(The invention relates to the technical field of traffic safety of tunnel exits, in particular to an anti-dazzle sight line induction system for a tunnel exit, which consists of a planar membrane shell, a linear suspension cable, an annular portal frame and a linear, annular and punctiform self-luminous sight line induction facility, wherein the linear suspension cable bears the dead weight of the system, has a small cross section, obviously reduces the longitudinal and transverse zebra effect of a road surface, extends the visual guidance of a waistband line and a tunnel lamp, plays the roles of relieving road surface glare, inducing directions and performing space transition, the membrane shell below the waistband line has low light transmittance and gradually changes from high to low reflectance, plays the role of relieving lateral glare, the membrane shell above the waistband line has low reflectance and gradually changes from low to high transmittance, plays the roles of relieving top glare and reducing brightness transition, the portal frame and a contour band play a role of inducing vehicle distance together, and the self-luminous sight line induction facility is attached to the suspension cable, the portal frame, The tunnel entity plays the roles of all-weather speed induction and direction induction.)
技术领域
本发明涉及隧道出口的交通安全技术领域，特指一种隧道出口防眩视线诱导系统。
背景技术
白天驶出隧道过程中，照度变化剧烈，隧道侧壁和顶部显著眩光，引起驾驶人视觉不适，视认功能降低，这种现象即白洞效应，白洞效应实质为严重的眩光现象，容易诱发不良驾驶行为，导致交通事故。
缓解眩光引起的白洞效应，国内外通常采用提高隧道出口段照明水平和设置洞外减光设施。提高出口段照明水平引起照明费用增加且未能有效缓解眩光。国内外传统的减光设施在解决照度过渡的同时，往往引发显著的斑马效应、频闪效应，缓解眩光的功效反而有所较低。
国内隧道出口的减光设施，往往采用横梁-立柱-纵梁-膜薄结构或拱圈-纵梁-膜薄结构，在自然光下，其在路面和侧墙上的阴影较大，斑驳陆离，几乎不可避免。对驾驶人心理和生理上产生较大的负面影响。悬索结构和膜壳结构能够克服上述弊端。
国内隧道出口的减光设施，未能重视腰带线以下的隧道侧壁区域的反射率对眩光影响。腰带线以下的隧道侧壁区域的反射率维持较高时，在洞口附近反而会加剧侧向的眩光现象。
国内隧道出口的减光设施，未能重视减光设施顶部区域的透光率和吸收率共同对眩光影响。材料外侧吸光也会引起内侧发亮，较低透光率结合较高的吸光率仍然会造成一定的眩光现象。
国内隧道出口的减光设施较多重视白天减光防眩、白洞效应，而忽略夜间隧道出的黑洞效应。也未重视在遮挡太阳光同时，未能化不利为有利，将太阳能转化电能储存，用于夜间隧道出口引道的诱导照明。夜间隧道出口的引道照明有助于缓解夜间隧道出的黑洞效应。
国内隧道出口的减光设施，在空间过渡上缺少对驾驶者视觉心理生理的考虑，直接从环状得半封闭环境变为标准路段的开阔环境，缺少半封闭环境与开阔环境之间的空间过渡路段。
国内隧道出口减光设施的组成构件的功能单一，未能有效的整合设施的承重、减光、防眩、诱导的设施功能，未能较好的梳理高频率、中频率、高位、中位、低位的视觉诱导信息，以有效管控隧道出口的车速诱导、车距诱导、方向诱导。
总体而言，受隧道出口严重眩光现象、斑马效应、频闪效应等现有的防眩减光设施的多项局限，及出口照度、空间过渡剧烈，隧道出口在通行安全性、舒适性等方面存在诸多不足，亟需一种应用于隧道出口的、高效用的防眩减光诱导设施。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种隧道出口防眩视线诱导系统，该系统由面状的膜壳、线状的悬索、环状的门架，及线状、环状、点状的自发光视线诱导设施组成，其中悬索承担系统自重，横截面小、显著减小路面纵横向的斑马效应，走向延续腰带线、隧道灯具的视觉引导，发挥缓解路面眩光、方向诱导、空间过渡作用，腰带线以下的膜壳透光率低、反射率由高渐变到低，发挥缓解侧向眩光作用，腰带线以上的膜壳反射率低、透光率由低渐变至高，发挥缓解顶部眩光及亮度过渡作用，门架与轮廓带共同发挥车距诱导作用，自发光视线诱导设施附着于悬索、门架、隧道实体，发挥全天候速度诱导、方向诱导作用，共同构成隧道出口具有多重防眩、遮光过渡、方向诱导、车距诱导、速度诱导的综合系统，提高隧道出口的通行安全性、舒适性。
为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：
一种隧道出口防眩视线诱导系统，包括设置在隧道出口的遮光棚，遮光棚包括面状的膜壳一、面状的膜壳二、线状的悬索、环状的门架、线状的自发光视线诱导设施、环状的自发光视线诱导设施、点状的自发光视线诱导设施以及洞门，洞门设于遮光棚的一端，并与隧道出口对应，环状的门架设于遮光棚的另一端，遮光棚内设有与隧道腰带线对应的隧道腰带线的视觉延伸线以及与隧道灯具对应的隧道灯具的视觉延伸线，面状的膜壳一设于线状的悬索外侧，且位于隧道腰带线的视觉延伸线下方，面状的膜壳二设于线状的悬索外侧，且位于隧道腰带线的视觉延伸线上方，线状的自发光视线诱导设施内附于线状的悬索内侧，环状的自发光视线诱导设施内附于环状的门架，点状的自发光视线诱导设施依附于隧道侧壁与路面上，环状的门架与洞门上均设有环状轮廓带。
根据上述方案，所述隧道腰带线的视觉延伸线采用黄底蓝箭头、宽度0.30～0.90m，所述隧道腰带线的视觉延伸线白天依靠自然光发亮、发挥作用，其黄色背景的透光率和反光率是面状的膜壳一的2～5倍，其蓝箭头的透光率是黄色背景的2～5倍，且蓝箭头的间距满足2.5～3.5Hz的高闪现频率，以强化腰带线的可视性，所述隧道腰带线的视觉延伸线的蓝箭头夜晚依靠太阳能供电发亮。
根据上述方案，所述面状的膜壳一透光率保持较低、≤10％，以减少侧向的透入光线，面状的膜壳一反射率自洞口向外侧，由隧道侧壁反射率的接近值逐步渐变至较低值、≤10％，以减少侧向的反射光线。
根据上述方案，所述面状的膜壳二反射率保持较低、≤10％，以减少顶部的反射光线，面状的膜壳二透光率自洞口向外侧，由不透光逐步渐变至较高的50～75％。
根据上述方案，所述线状的悬索纵向连接洞门、环状的门架以及环状的门架外侧的主锚固墩，且在洞门与门架之间沿纵向水平设置，环向间距1.0～5.0m，线状的悬索颜色与面状的膜壳二相近，线状的悬索由多股钢绞线束组成，并做防腐处理，且同一截面的多根线状的悬索通过环向的钢绞线连接，环向的钢绞线固定于遮光棚两侧地面上的次锚固墩，环向的钢绞线间距是线状的悬索间距的2～5倍，且满足0.5～1.0Hz的闪现频率要求，共同形成稳定的纵向纤细、横向更细的空间网格结构。
根据上述方案，所述线状的悬索在环状的门架与主锚固墩范围沿纵向倾斜设置，疏散的所述线状的悬索在空间斜向展开，划分洞内半封闭空间与洞外开阔空间，缓解空间过渡。
根据上述方案，所述线状的悬索以隧道灯具位置为起点纵向连接洞门、环状的门架以及环状的门架外侧的主锚固墩后，衔接起护栏，形成隧道灯具的视觉延伸线，隧道灯具的视觉延伸线的下缘附着利用太阳能发光的线状的自发光视线诱导设施。
根据上述方案，所述环状的门架的前倾角度为10～30度，与主锚固墩共同平衡线状的悬索的线形，环状的门架的下缘附着利用太阳能发光的环状的自发光视线诱导设施，与洞内和洞口的利用太阳能发光的环状的自发光视线诱导设施的间距相等且满足安全跟车距离、满足中闪现频率。
根据上述方案，所述点状的自发光视线诱导设施包括附着于路面的自发光突起路标、附着于检修道侧面的自发光轮廓标、附着于腰带线位置的自发光引导箭头，且自发光突起路标、自发光轮廓标与自发光引导箭头之间的间距相等，并设置于同一横截面上，间距满足高闪现频率，自发光轮廓标的发光颜色不同于自发光突起路标的颜色，自发光引导箭头的发光颜色不同于自发光突起路标的颜色，自发光引导箭头与自发光突起路标可恒定发光，也可按照统一的频率闪烁发光、频率为0.5～1.0Hz。
本发明有益效果：
1)设计针对性强，本设施从隧道出口眩光及白洞效应成因出发，根据眩光部位及影响程度不同，提出减缓路面眩光、侧壁眩光、顶部眩光的总体方案，从材料特性方面，选用悬索结构、膜壳结构形成系统主体部分，克服了以往减光设施难得克服的斑马效应、频闪效应等路面、侧壁的眩光影响，针对腰带线以下的侧壁区域的眩光现象明显，且对驾驶人视觉影响较大，提出逐渐减少侧壁反射率和维持侧壁低透光率的方式，针对腰带线以上的顶部区域的眩光现象明显，但对驾驶人视觉影响相对较小，提出维持顶部的低反射率，有序增大透光率，实现亮度过渡的同时眩光不显著的目的；
2)缓和亮度过渡，缓解白天隧道出口的白洞效应，通过顶部的透光率由低向高变化，侧部维持低透光率，实现亮度的控制有序的过渡，兼顾眩光与亮度过渡；
3)缓解夜间隧道出口的黑洞效应。将太阳能转化电能储存，通过线状的、环状的、点状的自发光诱导设施实现夜间隧道出口引道的诱导照明；
4)空间剧烈过渡的现象明显改善，依次通过洞门与门架之间的由悬索和膜壳组成的亮度渐变的半封闭空间，和门架与锚固段之间的由散状悬索组成的半开阔空间，使得隧道洞内的封闭空间至隧道洞外的开阔空间的变化更缓和，降低驾驶紧张感和不适感；
5)多形态、多频率、多层位的视线诱导。统筹线状诱导、环状诱导、点状诱导，梳理高频率、中频率、高位、中位、低位的视觉诱导信息，形成综合的视线诱导，以有效管控隧道出口的车速诱导、车距诱导、方向诱导；
6)全天候工作且节约电能，防眩减光设施利用自然光充当部分隧道出口的加强照明，夜间利用储存的太阳能点亮线状的、环状的、点状的自发光诱导设施实现夜间的诱导照明，共同节约电能。
7)结构简单，经久耐用。
附图说明
图1是本发明隧道出口遮光棚平面图；
图2是本发明隧道出口遮光棚立面图；
图3是本发明遮光棚透视图；
图4是本发明遮光棚的视线诱导系统透视图；
图5是本发明腰带线细部图；
1.面状的膜壳一；2.面状的膜壳二；3.线状的悬索；4.隧道腰带线；5.隧道灯具；6.环状的门架；7.环状轮廓带；8.线状的自发光视线诱导设施；9.环状的自发光视线诱导设施；10.点状的自发光视线诱导设施；11.洞门；12.主锚固墩；13.环向的钢绞线；14.隧道腰带线的视觉延伸线；15.隧道灯具的视觉延伸线；16.自发光突起路标；17.自发光轮廓标；18.护栏；19.次锚固墩；20.自发光引导箭头。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1至图5所示，本发明所述一种隧道出口防眩视线诱导系统，包括设置在隧道出口的遮光棚，遮光棚包括面状的膜壳一1、面状的膜壳二2、线状的悬索3、环状的门架6、线状的自发光视线诱导设施8、环状的自发光视线诱导设施9、点状的自发光视线诱导设施10以及洞门11，洞门11设于遮光棚的一端，并与隧道出口对应，环状的门架6设于遮光棚的另一端，遮光棚内设有与隧道腰带线4对应的隧道腰带线的视觉延伸线14以及与隧道灯具5对应的隧道灯具的视觉延伸线15，面状的膜壳一1设于线状的悬索3外侧，且位于隧道腰带线的视觉延伸线14下方，面状的膜壳二2设于线状的悬索3外侧，且位于隧道腰带线的视觉延伸线14上方，线状的自发光视线诱导设施8内附于线状的悬索3内侧，环状的自发光视线诱导设施9内附于环状的门架6，点状的自发光视线诱导设施10依附于隧道侧壁与路面上，环状的门架6与洞门11上均设有环状轮廓带7。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，面状的膜壳一1与面状的膜壳二2分别发挥缓解侧向眩光、顶部眩光、亮度过渡作用，线状的悬索3承担系统自重，横截面小、显著减小路面纵横向的斑马效应，隧道腰带线的视觉延伸线14与隧道灯具的视觉延伸线15延续隧道腰带线4与隧道灯具5的视觉引导，发挥缓解路面眩光、方向诱导、空间过渡作用，环状的门架6与洞门11上的环状轮廓带7共同发挥车距诱导作用，线状的自发光视线诱导设施8、自发光视线诱导设施9、点状的自发光视线诱导设施10共同发挥全天候的方向诱导、车距诱导、速度诱导作用。上述共同构成隧道出口具有多重防眩、遮光过渡、方向诱导、车距诱导、速度诱导的综合系统。
在本实施例中，所述隧道腰带线的视觉延伸线14采用黄底蓝箭头、宽度0.30～0.90m，隧道腰带线的视觉延伸线14白天依靠自然光发亮、发挥作用，其黄色背景的透光率和反光率是面状的膜壳一1的2～5倍，其蓝箭头的透光率是黄色背景的2～5倍，且蓝箭头的间距满足2.5～3.5Hz的高闪现频率，以强化腰带线的可视性，隧道腰带线的视觉延伸线14的蓝箭头夜晚依靠太阳能供电发亮。形成点状的自发光视线诱导设施10，共同强化车速诱导作用。
在本实施例中，所述面状的膜壳一1透光率保持较低、≤10％，以减少侧向的透入光线，面状的膜壳一1反射率自洞口向外侧，由隧道侧壁反射率的接近值逐步渐变至较低值、≤10％，以减少侧向的反射光线。共同缓解侧向眩光。
在本实施例中，所述面状的膜壳二2反射率保持较低、≤10％，以减少顶部的反射光线，面状的膜壳二2透光率自洞口向外侧，由不透光逐步渐变至较高的50～75％。共同缓解顶部眩光、亮度的有序过渡。
在本实施例中，所述线状的悬索3纵向连接洞门11、环状的门架6以及环状的门架6外侧的主锚固墩12，且在洞门11与门架6之间沿纵向水平设置，环向间距1.0～5.0m，线状的悬索3颜色与面状的膜壳二2相近，线状的悬索3由多股钢绞线束组成，并做防腐处理，且同一截面的多根线状的悬索3通过环向的钢绞线13连接，环向的钢绞线13固定于遮光棚两侧地面上的次锚固墩19，环向的钢绞线13间距是线状的悬索3间距的2～5倍，且满足0.5～1.0Hz的闪现频率要求，共同形成稳定的纵向纤细、横向更细的空间网格结构。在自然光下的投影面积较小，显著减小路面纵横向斑马效应，缓解路面眩光，且阴影网格为纵向的长条矩形，有利于方向诱导、车速诱导。
在本实施例中，所述线状的悬索3在环状的门架6与主锚固墩12范围沿纵向倾斜设置，用于稳定环状的门架6，固定于主锚固墩12，不覆盖任何膜壳。疏散的所述线状的悬索3在空间斜向展开，划分洞内半封闭空间与洞外开阔空间，缓解空间过渡，有利于隧道出口的视觉连续性、方向诱导作用。
在本实施例中，所述线状的悬索3以隧道灯具5位置为起点纵向连接洞门11、环状的门架6以及环状的门架6外侧的主锚固墩12后，衔接起护栏18，形成隧道灯具的视觉延伸线15，隧道灯具的视觉延伸线15的下缘附着利用太阳能发光的线状的自发光视线诱导设施8。以强化隧道出口的视觉连续性，有利于方向诱导。
在本实施例中，所述环状的门架6的前倾角度为10～30度，与主锚固墩12共同平衡线状的悬索3的线形，环状的门架6的下缘附着利用太阳能发光的环状的自发光视线诱导设施9，与洞内和洞口11的利用太阳能发光的环状的自发光视线诱导设施9的间距相等且满足安全跟车距离、满足中闪现频率。形成隧道出口全天候的车距诱导。
在本实施例中，所述点状的自发光视线诱导设施10包括附着于路面的自发光突起路标16、附着于检修道侧面的自发光轮廓标17、附着于腰带线4位置的自发光引导箭头20，且自发光突起路标16、自发光轮廓标17与自发光引导箭头20之间的间距相等，并设置于同一横截面上，间距满足高闪现频率，自发光轮廓标17的发光颜色不同于自发光突起路标16的颜色，自发光引导箭头20的发光颜色不同于自发光突起路标16的颜色，自发光引导箭头20与自发光突起路标16可恒定发光，也可按照统一的频率闪烁发光、频率为0.5～1.0Hz。共同形成隧道出口全天候的避免视觉疲劳的速度诱导、方向诱导。
本发明的设置方法：
1)在隧道出口实施本设施，面状的膜壳一1、面状的膜壳二2、线状的悬索3、环向的钢绞线13等预制备后运至现场，环状的门架6、主锚固墩12现场浇筑施工；
2)先在隧道洞门外周和地面上的制定位置施工主锚固墩12、环状的门架6，再安装线状的悬索3，线状的悬索3的锚固定至主锚固墩12，再安装环向的钢绞线13，环向的钢绞线13的锚固定至次锚固墩19，并形成稳固的空间骨架；
3)将面状的膜壳一1、面状的膜壳二2安装在线状的悬索3和环向的钢绞线13组成的空间骨架外侧，并用第二道环向的钢绞线13固定，环向的钢绞线13的锚固定至次锚固墩19，形成稳固的锁膜结构；
4)将线状的自发光视线诱导设施8安装于线状的悬索3上，将环状的自发光视线诱导设施9安装于环状的门架6上及隧道内，将点状的自发光视线诱导设施10安装于路面及检修道边缘；
5)隧道侧风较大的情况下，可适当增加线状的悬索3、环向的钢绞线13的结构截面尺寸；
6)面状的膜壳一1、面状的膜壳二2日常维护以清洗外表层、内表层为主。
以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
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