JP5726601B2 - トンネル入口部照明システム - Google Patents
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Description
前記予順応構造物内における運転者の眼の順応輝度に応じて、前記トンネル坑口から前記トンネル内に進行する方向の照明光量分布を形成する入口照明手段と、
を具備したトンネル入口部照明システムを提供する。
本実施の形態の第3の態様のトンネル入口部照明技術は、0.01<k<0.1の係数kを用い、予順応区間の前半1/2の区間の路面輝度は野外輝度L20×k、予順応区間の後半1/2の区間の終端の路面輝度は野外輝度L20×0.4kとするものである。
本実施の形態の第5の態様のトンネル入口部照明技術は、予順応区間を自然光により照明するものである。
本実施の形態の第7の態様のトンネル入口部照明技術は、予順応区間においてシェードにより自然光を採光するものである。
本実施の形態の第9の態様のトンネル入口部照明技術は、光ダクトの光出力部を予順応区間の一部とし、当該区間をトンネル内に設置するものである。
本実施の形態の第11の態様のトンネル入口部照明技術は、予順応区間に太陽電池を設置するものである。
本実施の形態の第1の態様によれば、予順応区間を設置することにより、トンネル入口部照明区間に進入する以前(坑口手前)の運転者の眼の順応輝度を低減することができる。
本実施の形態の第6の態様によれば、予順応区間においてルーバにより自然光を採光することにより、人工照明を不要とすることができる。
本実施の形態の第8の態様によれば、予順応区間に光ダクトの採光部を設置し、採光した光を予順応区間の一部として、あるいはトンネル入口部照明の一部として使用することにより、人工照明を不要とし、あるいはその一部を省略することができる。
本実施の形態の第11の態様によれば、予順応区間に太陽電池を設置することにより、予順応区間の構造物を多目的に活用するとともに、太陽電池により発電した電力を使用することができる。
図1は、本発明の一実施の形態であるトンネル入口部照明システムの原理的な構成の一例を示す略断面図である。
本実施の形態の一般的なトンネル入口部照明システム20では、道路11の経路上に存在するトンネル10の坑口10aの手前に予順応区間LAを構成する予順応区間照明曲線C1のような路面輝度分布を実現する予順応構造物12(後述の予順応構造物12A〜予順応構造物12R)を設置する。
本実施の形態の場合、図2に例示されるように、予順応区間LAにおけるトンネル10の坑口10aからの距離と所要照明レベル(路面輝度)との関係は、一例として、予順応区間照明曲線C1のように設定される。
したがって、係数kが10%の場合には、坑口10aの照明レベル(路面輝度Lth)は4%となる。
図3は、予順応区間を設置しない従来の場合の入口部照明曲線C0であり、国際照明委員会が推奨する曲線の例である。
図4に例示されるように、従来は、トンネル坑口に接近し進入する運転者に対して一定の視認性を確保するため、野外輝度L20×kの路面輝度が必要であった。
非特許文献1のp79に記載されているように、トンネルに接近する運転者の眼の順応輝度と野外輝度との間にはほぼ一定の関係がある。このため、トンネル入口部照明の制御は運転者の眼の順応輝度の代替として野外輝度によってなされている。また、参考文献(国際照明委員会(CIE)、No61、Tunnel Entrance Lighting p42およびp43(1984))のp42に記載されているように、運転者の眼の順応輝度は中心窩順応輝度と等価光幕輝度に対応する輝度差弁別閾によって表わされる。前者は視線中心の視角約2度の部分の順応輝度、後者は眼球内散乱の程度を表す輝度である。上記参考文献のp43に記載されているように、両者の輝度差弁別閾の和に対して順応輝度が求められる。運転者が予順応区間に進入すると等価光幕輝度は約1/10となる。一方、中心視野内の輝度も予順応区間では約1/10となるが、中心窩は直ちにこの輝度に順応しない。これは、網膜の順応の時間遅れ、いわゆる暗順応現象があるためであり、これを考慮する必要がある。予順応区間に進入した直後の運転者の眼の順応輝度においては、等価光幕輝度に対して中心窩順応輝度が支配的になり、順応輝度は予順応区間進入前の約20%となるため、上述の順応輝度と野外輝度との間に一定の関係があることを考慮すると、曲線C2の路面輝度Lthは野外輝度L20×0.2kとなる。 本実施の形態により路面輝度Lthを1/5とすることができる。
(実施例1)
図5は、本発明の実施例1であるトンネル入口部照明システムの構成を示す略側断面図である。
予順応構造物12Aの複数の太陽電池パネル21は、調光間隙21aをなして設置され、太陽900から放射される自然光901が、調光間隙21aによって、所望の透過率で道路11の路面を照明する間接光902に減光される。
本実施の形態1の場合には、配線23に対して個々の照明灯具22は分岐配線23aを介して並列に接続されている。
すなわち、本実施の形態1のトンネル入口部照明システム20Aによれば、トンネル10の坑口10aの手前に予順応構造物12Aからなる予順応区間LAを設けたことにより、入口照明としての性能を維持しつつ、省エネルギを実現することができる。
(実施例2)
図6は、本発明の実施例2であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
すなわち、制御装置24は、制御配線24aを介して複数の照明灯具22に接続され、さらに、制御装置24には、信号配線25aを介して照度計25が接続されている。
太陽電池パネル21から配線23を介して照明灯具22に電力を供給する場合には、制御配線24aや信号配線25aを省略し、例えば、電力線通信(PLC)技術を用いて計測信号や制御信号の通信を行うことで、配線を簡略化してもよい。
(実施例3)
図7は、本発明の実施例3であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
なお、実施例2、実施例3によらず、野外輝度L20によって、複数の照明灯具22における人工照明光22aの光量分布がトンネル入口部照明曲線C2となるように制御することも可能である。
(実施例4)
図8は、本発明の実施例4であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
また、可動式太陽電池パネル31は、太陽900の高度等が異なる季節や設置緯度等に応じて、その角度を調整して、予順応区間照明曲線C1に近似した路面輝度分布を実現あるいは維持することができる。
(実施例5)
図9は、本発明の実施例5であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
そして、この太陽900の日周移動軌跡の情報に基づいて、傾動制御装置27が可動式太陽電池パネル31の傾きや姿勢を、太陽900の位置に追随するように制御することで、季節やトンネル10の設置場所に影響されることなく、予順応区間LAにおける間接光902による予順応区間照明曲線C1の路面輝度分布を自動的に維持できる効果が得られる。
(実施例6)
図10は、本発明の実施例6であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
(実施例7)
図11は、本発明の実施例7であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
すなわち、予順応区間LAに設置された躯体40の天井部には、調光間隙41aを備えたルーバ41が設けられている。
すなわち、本実施例7によれば、入口照明に人工照明を用いるトンネルにおいて、入口照明としての性能を維持しつつ、大幅な省エネルギを実現することができる。
(実施例8)
図12は、本発明の実施例8であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
そして、個々の可動式ルーバ51の設置角度を変化させることにより、自然光901が透過して間接光902を形成する調光間隙51aを調整し、予順応区間LAにおける間接光902による道路11の路面の路面輝度分布が、上述の図2の予順応区間照明曲線C1に近似した分布を持つように設定および制御することで、上述の図4で説明した効果が得られる。
(実施例9)
図13は、本発明の実施例9であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
(実施例10)
図14は、本発明の実施例10であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
(実施例11)
図15は、本発明の実施例11であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
(実施例12)
図16は、本発明の実施例12であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
そして、この太陽900の日周移動軌跡の情報に基づいて、傾動制御装置27が太陽電池一体型可動式ルーバ62の傾きや姿勢を、太陽900の位置に追随するように制御することで、季節やトンネル10の設置場所に影響されることなく、予順応区間LAにおける間接光902による予順応区間照明曲線C1の路面輝度分布を自動的に維持できる効果が得られる。
(実施例13)
図17は、本発明の実施例13であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
すなわち、予順応区間LAに設けられた予順応構造物12Qは、躯体70の天井部に、光ダクト71を搭載した構造となっている。
光ダクト71の予順応区間LAの入口側には、自然光901を取り込むための採光開口部72が上向きに形成され、反対側の坑口10aの近傍には、光出射開口部73が下向きに形成されている。
これにより、予順応区間LAにおいては、間接光902および導入間接光903によって、上述の図4の予順応区間照明曲線C1に近似した路面輝度分布が実現され、さらに、トンネル入口部照明曲線C2のうち、坑口10aに近い側の導入間接光照射範囲LBの路面輝度分布が導入間接光903によって賄われる。
(実施例14)
図18は、本発明の実施例14であるトンネル入口部照明システムの構成例を示す略側断面図である。
たとえば、上述の図6に例示した太陽電池パネル21を、上述の図11に例示したルーバ41に置き換えた構成としてもよい。
上述の図7に例示された太陽電池パネル21を、上述の図11のルーバ41に置き換えた構成としてもよい。 上述の図7に例示された太陽電池パネル21を、上述の図14に例示した太陽電池一体型ルーバ61に置き換えた構成としてもよい。
10a 坑口
10b 入口照明
10c 基本照明
11 道路
12 予順応構造物
12A 予順応構造物
12B 予順応構造物
12C 予順応構造物
12D 予順応構造物
12E 予順応構造物
12F 予順応構造物
12G 予順応構造物
12H 予順応構造物
12J 予順応構造物
12K 予順応構造物
12L 予順応構造物
12M 予順応構造物
12Q 予順応構造物
12R 予順応構造物
20 トンネル入口部照明システム
20A トンネル入口部照明システム
20B トンネル入口部照明システム
20C トンネル入口部照明システム
20D トンネル入口部照明システム
20E トンネル入口部照明システム
20F トンネル入口部照明システム
20G トンネル入口部照明システム
20H トンネル入口部照明システム
20J トンネル入口部照明システム
20K トンネル入口部照明システム
20L トンネル入口部照明システム
20M トンネル入口部照明システム
20Q トンネル入口部照明システム
20R トンネル入口部照明システム
21 太陽電池パネル
21a 調光間隙
21b 躯体
22 照明灯具
22a 人工照明光
23 配線
23a 分岐配線
24 制御装置
24a 制御配線
25 照度計
25a 信号配線
26 輝度計
26a 信号配線
27 傾動制御装置
30 躯体
31 可動式太陽電池パネル
31a 調光間隙
31b 揺動軸
32 透過型太陽電池パネル
40 躯体
41 ルーバ
41a 調光間隙
50 躯体
51 可動式ルーバ
51a 調光間隙
52 ルーバ揺動軸
60 躯体
61 太陽電池一体型ルーバ
61a 調光間隙
62 太陽電池一体型可動式ルーバ
63 ルーバ揺動軸
70 躯体
71 光ダクト
71a 上部反射板
71b 下部反射板
72 採光開口部
73 光出射開口部
900 太陽
901 自然光
902 間接光
903 導入間接光
C0 トンネル入口部照明曲線(従来例)
C1 予順応区間照明曲線図
C2 トンネル入口部照明曲線(本発明)
L20 野外輝度
LA 予順応区間
LB 導入間接光照射範囲
LC 挿入距離
Claims (16)
- トンネル坑口手前の道路に設けられ、自然光による路面の自然光量を低減して、運転者の眼の順応輝度を、トンネル坑口より設計速度に対応する視距の二倍に相当する距離手前における運転者の眼の順応輝度の1未満から1/10までの範囲に低減させる予順応区間を構成する予順応構造物と、
前記予順応構造物内における運転者の眼の順応輝度に応じて、前記トンネル坑口から前記トンネル内に進行する方向の照明光量分布を形成する入口照明手段と、
を具備したことを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応構造物は前記自然光によって電流を発生する太陽電池からなり、
前記入口照明手段は、前記太陽電池に接続され、前記トンネル奥行き方向に配列された複数の可変光量照明灯具からなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項2記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
さらに、前記入口照明手段は、前記予順応区間における前記路面の明るさを検出する光センサと、前記光センサから検出される前記路面の明るさに基づいて前記可変光量照明灯具の発光量を制御する制御装置とを含む、
ことを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応構造物は、取り付け角度が可変な可動式太陽電池からなり、
前記入口照明手段は、前記太陽電池に接続され、前記トンネル奥行き方向に配列された複数の可変光量照明灯具からなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項4記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記自然光の照射方向の時間的な変化に応じて前記可動式太陽電池の前記取り付け角度を変化させる角度制御装置を備えたことを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1から請求項5の何れか1項に記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記太陽電池は、透過型太陽電池パネルからなり、透過率の異なる複数の透過型太陽電池パネルを組み合わせからなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応構造物は、ルーバからなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項7記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記ルーバは、取り付け角度が可変な可動式ルーバからなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項8記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記自然光の照射方向の時間的な変化に応じて前記可動式ルーバの前記取り付け角度を変化させる角度制御装置を備えたことを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記ルーバは太陽電池パネルで構成されることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応構造物は、前記自然光を取り込む採光部および前記採光部から取り込まれた前記自然光を前記トンネル坑口の前方路面に照射する光出力部を具備した光ダクトからなることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項11記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記光ダクトの前記光出力部は、前記トンネル坑口よりもトンネル内部側に挿入され、前記入口照明手段の一部を構成することを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項11記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記光ダクトの前記光出力部は、前記トンネル坑口よりもトンネル内部側に挿入され、前記予順応区間の一部を構成することを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応区間の延長を、前記道路を通行する車両の設計速度に応じた視距とすることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
0.01を超え0.1未満の係数をkとするとき、
前記予順応区間は前半1/2の区間の路面輝度は野外輝度L20×k、前記予順応区間の後半1/2の区間の終端の路面輝度は野外輝度L20×0.4kとすることを特徴とするトンネル入口部照明システム。 - 請求項15記載のトンネル入口部照明システムにおいて、
前記予順応区間に最も近い前記入口照明手段の所要輝度は野外輝度L20×0.2kとすることを特徴とするトンネル入口部照明システム。
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