基于太阳辐照度实时计算隧道洞外亮度的方法研究

为解决城市隧道运营过程中隧道洞外亮度L20(S)全天逐时变化差异大且实时获取困难的问题,结合3D打印隧道缩尺模型,提出以太阳辐照度为输入变量,将天空亮度、地面景物亮度耦合的L20(S)实时计算方法。以北京芦花路隧道为测量对象,利用隧道缩尺模型代替实际隧道探究地面景物亮度变化规律,建立地面景物亮度与太阳辐照度的量化回归模型;利用太阳辐照度将CIE模型、Perez模型的计算值与实测值进行对比验证,以误差较小、计算较简便的CIE模型作为天空亮度模型,其误差在晴天工况和阴天工况下分别为4.26%、6.11%。对比耦合后的L20(S)计算模型在不同季节、不同天气条件下的计算值与实测值,平均误差均在10%以内,表明该隧道洞外亮度实时计算方法在全季节、全气候条件下具有准确性和适用性。

公路隧道洞外亮度动态特征研究

隧道洞外亮度作为隧道照明系统的设计基准参数之一,不应仅考虑不利状态下的设计值,还应考虑实际运营时的动态值,而规范中提出的洞外亮度建议值和调光分级动态取值均未充分考虑光气候、洞口朝向等差异以及动态特征。针对当前洞外亮度设计取值误差大,实测洞外亮度滞后,动态取值困难等现实问题,文章提出了建构隧道洞外亮度理论模型的思路,并以此作为隧道洞外亮度动态特征研究的理论基础,从而为隧道照明设计提供更为详尽和可靠的基准数据,为隧道智慧照明的应用提供技术支撑,为实现隧道照明节能提供新途径。

分段式高精度隧道洞外亮度测量方法研究

针对目前我国隧道洞外亮度测量方法存在操作复杂、成本高和测量误差较大等局限性,提出了一种基于网络相机的分段式高精度隧道洞外亮度测量方法。首先,利用网络相机对测量区域进行图像采集;然后,利用微型电脑(树莓派)对图像进行灰度化处理并计算出目标区域的灰度值;最后,利用经P199F成像式亮度计对网络相机进行亮度标定后的亮度与灰度的表达式计算出目标区域的实际亮度。为了进一步地提高测量精度,对亮度与灰度的表达式进行了分段处理。结果表明,测量误差可以控制在±3%以内,满足隧道洞外亮度测量的国标要求,并且目前已应用在广西境内的合那高速猪谷山隧道洞外亮度的测量中。

环境因素对公路隧道洞外亮度L_(20)(S)值的影响研究

洞外亮度L_(20)(S)作为公路隧道入口段照明的基本参数,影响着过渡段的照明设计,其值受到多种因素的共同作用。洞外亮度测量影响因素较多,文章从洞外天空率、洞门型式以及洞外路面面层颜色等3种因素进行分析,开展各因素对洞外亮度L_(20)(S)值的影响研究。调研重庆主城范围内的相应公路隧道,并选择符合要求的隧道为研究对象,结合理论分析与现场测试验证,得出各个指标参数对隧道洞外亮度L_(20)(S)的影响规律,提出基于现场亮度测试方法的公路隧道洞外亮度指标。研究结果表明:(1)秋冬季节的洞外亮度L_(20)(S)推荐值至少为实际测试亮度值的1倍及以上;(2)路面亮度值与RGB值所呈现规律一致;(3)端墙式洞门的洞外亮度小于削竹式洞门。

基于图像处理的隧道洞口自动识别与应用

针对隧道洞外亮度测量时隧道洞口居中的圆形目标区域受自然环境影响发生偏移,导致根据当前圆形区域的灰度信息得到的隧道洞外亮度值不准确的问题,提出了一种基于图像处理的方法。让微处理器重新自动识别出隧道洞口并选定圆形目标区域,使测得的亮度值恢复正常。该方法利用相机采集图像,让微处理器(树莓派)对采集的图片采用图像处理技术自动识别出隧道洞口,选定隧道洞口居中的圆形目标区域,使根据圆形目标区域灰度值得到的洞外亮度值恢复正常。结果表明,该方法能准确识别出隧道洞口,目前已成功应用在广西境内合那高速猪谷山隧道。