專利名稱：：高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種照明的自動(dòng)調(diào)光
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光技術(shù)。
背景技術(shù)：
：隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，隧道照明控制領(lǐng)域漸漸由自動(dòng)控制系統(tǒng)占領(lǐng)。首先出現(xiàn)的是自動(dòng)分級(jí)控制，這種系統(tǒng)能夠通過洞外的亮度檢測儀器檢測實(shí)際亮度值從而調(diào)整隧道內(nèi)部的燈具開關(guān)數(shù)量，并且洞內(nèi)廣泛分布的照度檢測儀器為隧道內(nèi)實(shí)際亮度水平進(jìn)行了有效監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)由于燈具損壞等原因造成的洞內(nèi)亮度水平不夠時(shí)控制系統(tǒng)可以及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警。采取這種技術(shù)之后，不僅能夠有效的使隧道照明滿足國家規(guī)范要求，為司機(jī)提高良好的照明環(huán)境，而且因?yàn)樵谧畲蟮南薅葍?nèi)關(guān)閉了不需要的照明設(shè)備，該方法節(jié)約了很大的運(yùn)營成本，特別是對(duì)十分偏遠(yuǎn)的隧道更是體現(xiàn)了它的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，所以在各類公路隧道中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于采用了分級(jí)控制，即系統(tǒng)根據(jù)外界亮度水平分級(jí)的將照明設(shè)施進(jìn)行關(guān)閉，比如隔盞關(guān)閉這一方式，必然會(huì)帶來路面照度不均勻、眩光、閃爍等有害現(xiàn)象，給交通安全埋下了隱患。其實(shí)這是跟照明設(shè)備的技術(shù)水平進(jìn)行的一種折中。在隧道中普遍采用的白熾燈具，要進(jìn)行連續(xù)亮度調(diào)節(jié)必須通過調(diào)整電壓實(shí)現(xiàn)，而這無疑會(huì)巨大地加成本，另外熒光燈由于技術(shù)限制在當(dāng)時(shí)還很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)亮度調(diào)節(jié)。不過即使存在著不少缺陷，不可否認(rèn)的是分級(jí)自動(dòng)控制方式仍是目前階段國內(nèi)最為流行的控制技術(shù)。隧道作為高等級(jí)公路的特殊路段，當(dāng)車輛在駛?cè)搿⑼ㄟ^和駛出隧道的過程中，會(huì)出現(xiàn)一系列的視覺問題，公路隧道照明視覺現(xiàn)象特征白天，汽車行駛接近照明亮度不是很高的隧道入口時(shí)，由于洞內(nèi)外亮度差別很大，在洞口處有如黑洞穴一樣的感覺，稱為“黑洞”感。為了避免這種“黑洞”感，在隧道入口處需要提高照明亮度，以盡量減少洞內(nèi)外亮度的對(duì)比。白天當(dāng)汽車通過特別長的隧道接近出口時(shí)，出于洞外亮度很高，出口處像是一個(gè)白色的大洞，即所謂“白洞”。這對(duì)司乘人員形成強(qiáng)烈的眩光，對(duì)前方的行車只能看到一個(gè)很暗的黑影，而對(duì)車輛背后黑影內(nèi)的障礙物則無法看清。因此，同樣要求提高隧道出口過渡段的照明亮度，且出口過渡段應(yīng)在40m以上，照度不得低于500Lx。夜間在隧道出口處，正好與白天相反而形成“黑洞”感，使司乘人員無法識(shí)別洞外道路的形狀和障礙。為此，要求在出口處的過渡段照明應(yīng)比隧道內(nèi)基本段照明亮度要低一些，以適應(yīng)在黑夜隧道內(nèi)外亮度突然變化，以避免造成司乘人員視覺的影響。這就要求在每天黑夜降臨時(shí)，將隧道內(nèi)出入口過渡段的照明器關(guān)掉一部分，達(dá)到降低亮度的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光技術(shù)。本發(fā)明涉及一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制，其主要技術(shù)特點(diǎn)在于包括以下步驟(1)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的平均亮度；(2)隧道照明燈具體位置的布置；(3)設(shè)置PLC控制系統(tǒng)與隧道內(nèi)各照明燈具連接。本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)還在于根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中Lpi——燈具i在計(jì)算點(diǎn)P產(chǎn)生的亮度(cd/m2)；Icy—燈具在計(jì)算點(diǎn)P的光強(qiáng)值(cd)；H——燈具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度簡化系數(shù)；β——觀察面與光入射面之間的角度(°)；γ——P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈具光線入射角(°)；計(jì)算某燈具在某計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度，并依次計(jì)算其余燈具在此計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度；根據(jù)公式、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中Lp——P點(diǎn)的亮度(cd/m2)；計(jì)算全部燈具，在計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的總亮度；再根據(jù)以上步驟逐步計(jì)算區(qū)域內(nèi)各計(jì)算點(diǎn)的亮度，根據(jù)各計(jì)算點(diǎn)的亮度，按照公式ξ、計(jì)算區(qū)域的平均亮度;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>最后根據(jù)以上計(jì)算出具體的燈具數(shù)量、布燈方式。本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)同時(shí)在于基本照明布滿隧道的整條線路，設(shè)定安裝在洞內(nèi)內(nèi)側(cè)墻壁上的基本照明為A類照明器，安裝在洞內(nèi)外側(cè)墻壁上的基本照明器為B類照明器，其中照明器的安裝個(gè)數(shù)及其燈具之間的距離由亮度計(jì)算得出；加強(qiáng)照明覆蓋隧道的引入段、過渡段I、過渡段II和出口段，設(shè)定隧道內(nèi)加強(qiáng)照明由C、D、E三類照明器組成；隧道路燈布置在隧道的入口和出口處，線路兩側(cè)各安裝六個(gè)燈柱。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明是一種新興的控制方式，它在自動(dòng)分級(jí)控制的基礎(chǔ)上，采用根據(jù)外界實(shí)際亮度水平，連續(xù)對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光，使燈具發(fā)出不同亮度水平的光能，這樣就完全的克服了分級(jí)控制所帶來的照明均勻性問題。具體實(shí)施例方式隧道的照明有照度和亮度兩種計(jì)算方法，而能否看清路面及路面上的障礙物，決定于路面及障礙物的亮度，因此在隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，使用的光強(qiáng)檢測器為亮度檢測器，照明控制策略研究也采用了亮度計(jì)算的方法。亮度計(jì)算比較復(fù)雜，除涉及照度計(jì)算有關(guān)的內(nèi)容外，它還與觀察點(diǎn)的位置、路面材料等有關(guān)。查對(duì)國內(nèi)外有關(guān)資料，駕駛員注意力集中的區(qū)域大致是前方60m-160m，因此，視點(diǎn)縱向距離取距計(jì)算區(qū)域60m-160m，側(cè)向距離取1/4路面寬，視點(diǎn)高為1.5m；計(jì)算區(qū)域內(nèi)縱向計(jì)算點(diǎn)間距不大于1.0m，橫向計(jì)算點(diǎn)不少于5點(diǎn)。根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》，隧道內(nèi)某燈具在路面計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度可按式2-1計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lpi—燈具i在計(jì)算點(diǎn)P產(chǎn)生的亮度(cd/m2)；Icy——燈具在計(jì)算點(diǎn)P的光強(qiáng)值(Cd)；H——燈具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度簡化系數(shù)；β——觀察面與光入射面之間的角度(°)；γ——P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈具光線入射角(°)；數(shù)個(gè)工具在計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度可按下面的公式2-2計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lp—P點(diǎn)的亮度(cd/m2)；計(jì)算區(qū)域內(nèi)路面的平均亮度可按下面公式2-3計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lav——計(jì)算區(qū)域內(nèi)路面的平均亮度(cd/m2)；由亮度計(jì)算公式得知，要計(jì)算某燈具在路面計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度需要的參數(shù)有1、H、β、γ和γ(β，Y)，其中，I。,可以按燈具廠商提供的光強(qiáng)表取值；H為燈具光源中心至路面的高度，為已知數(shù)據(jù)；Y(β，Y)的值可以通過《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C表取值，則需要待定的參數(shù)只有β和Y。在燈具各項(xiàng)功能參數(shù)(如功率、養(yǎng)護(hù)系數(shù)、光通量、光強(qiáng)值等)和隧道物理參數(shù)(路面寬度、燈具安裝位置等)已知的前提下，β和Y的值只與隧道的燈具數(shù)量、布燈方式、計(jì)算區(qū)域以及計(jì)算點(diǎn)數(shù)有關(guān)。因此，可以通過以下步驟求得每個(gè)照明器單獨(dú)開啟時(shí)其照明區(qū)段的平均亮度理論值1.根據(jù)式2-1計(jì)算某燈具在某計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度；2.根據(jù)式2-1依次計(jì)算其余燈具在此計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度；3.根據(jù)式2-2計(jì)算全部燈具在此點(diǎn)產(chǎn)生的總亮度；4.按照步驟1，2，3逐點(diǎn)計(jì)算區(qū)域內(nèi)各計(jì)算點(diǎn)的亮度；5.根據(jù)各計(jì)算點(diǎn)的亮度，按照公式2-3計(jì)算該區(qū)域的平均亮度。根據(jù)以上可以計(jì)算出具體的每個(gè)隧道的燈具數(shù)量、布燈方式等。根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)條件以及國內(nèi)外通用的方法，本文所采用的系統(tǒng)是手動(dòng)控制和分段時(shí)序控制兩種控制方式。下圖是白天照明區(qū)段長度及路面最低亮度表2-2。表2-2白天照明區(qū)段長度及路面最低亮度_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對(duì)于洞內(nèi)燈具的開關(guān)則可由編程控制器PLC來完成。根據(jù)所接通的照明情況，比較洞內(nèi)照度是否與接通方式下的路面照度設(shè)計(jì)要求相符，若偏差值達(dá)到某一范圍則由控制器進(jìn)行報(bào)警，以便及時(shí)檢查照明燈及線路的良好情況。各工況要求達(dá)到的洞內(nèi)路面亮度指標(biāo)見表2-3表2-3隧道照明控制亮度參數(shù)[°5]單位cd/m2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1、基本照明基本照明布滿隧道的整條線路，設(shè)定安裝在洞內(nèi)內(nèi)側(cè)墻壁上的基本照明器為A類照明器，安裝在洞內(nèi)外側(cè)墻壁上的基本照明器為B類照明器。其中照明器的安裝個(gè)數(shù)及其燈具之間的距離由亮度計(jì)算得出。2、加強(qiáng)照明覆蓋隧道的引入段、過渡段I、過渡段II和出口段，設(shè)定隧道內(nèi)加強(qiáng)照明由C，D，E三類照明器組成。3、路燈照明隧道路燈布置在隧道的入口和出口處，線路兩側(cè)各安裝六個(gè)燈柱。其中，“夜間”照明模式一般適用于從天黑至凌晨的時(shí)間段內(nèi)，此時(shí)只開啟基本照明回路和路燈照明回路，路燈的開啟同樣是為了降低隧道洞口內(nèi)外的亮度變化速率，防止交通事故的發(fā)生。權(quán)利要求高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制，其特征在于包括以下步驟(1)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的平均亮度；(2)隧道照明燈具體位置的布置；(3)設(shè)置PLC控制系統(tǒng)與隧道內(nèi)各照明燈具連接。2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制，其特征在于根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中Lpi——燈具i在計(jì)算點(diǎn)P產(chǎn)生的亮度(cd/m2)；Icy——燈具在計(jì)算點(diǎn)P的光強(qiáng)值(cd)；H——燈具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度簡化系數(shù)；β——觀察面與光入射面之間的角度(°)；Y——P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈具光線入射角(°)；計(jì)算某燈具在某計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度，并依次計(jì)算其余燈具在此計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的亮度；根據(jù)公式；二1Lpi式中Lp——P點(diǎn)的亮度(cd/m2)；計(jì)算全部燈具，在計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的總亮度；再根據(jù)以上步驟逐步計(jì)算區(qū)域內(nèi)各計(jì)算點(diǎn)的亮度，根據(jù)各計(jì)算點(diǎn)的亮度，按照公式mτ、計(jì)算區(qū)域的平均亮度；Lav—m最后根據(jù)以上計(jì)算出具體的燈具數(shù)量、布燈方式。3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制，其特征在于基本照明布滿隧道的整條線路，設(shè)定安裝在洞內(nèi)內(nèi)側(cè)墻壁上的基本照明為A類照明器，安裝在洞內(nèi)外側(cè)墻壁上的基本照明器為B類照明器，其中照明器的安裝個(gè)數(shù)及其燈具之間的距離由亮度計(jì)算得出；加強(qiáng)照明覆蓋隧道的引入段、過渡段I、過渡段II和出口段，設(shè)定隧道內(nèi)加強(qiáng)照明由C、D、E三類照明器組成；隧道路燈布置在隧道的入口和出口處，線路兩側(cè)各安裝六個(gè)燈柱。全文摘要本發(fā)明涉及一種高速公路隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制。它依序包括以下步驟(1)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的平均亮度；(2)隧道照明燈具體位置的布置；(3)設(shè)置PLC控制系統(tǒng)與隧道內(nèi)各照明燈具連接。本發(fā)明是一種新興的控制方式，它在自動(dòng)分級(jí)控制的基礎(chǔ)上，采用根據(jù)外界實(shí)際亮度水平，連續(xù)對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光，使燈具發(fā)出不同亮度水平的光能，這樣就完全的克服了分級(jí)控制所帶來的照明均勻性問題。文檔編號(hào)H05B37/02GK101808450SQ20101012357公開日2010年8月18日申請(qǐng)日期2010年2月10日優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日發(fā)明者朱衛(wèi)國,王愛華申請(qǐng)人:合肥華欣自控設(shè)備成套廠