专利名称：自然光和人工光结合的隧道布灯方法
技术领域：
本发明属于隧道照明设计领域，具体的说是一种利用自然光和人工光结合 的方式来进行隧道布灯的方法。
背景技术：
隧道照明系统作为道路营运成本的主要组成部分之一，其节能措施除了合 理选择设计参数外，科学选用光源也是照明节能的重要问题。目前我国隧道照 明中主要采用的光源有高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物等、陶瓷金属卤化 物灯、高压泵灯、紧凑型荧光灯、电磁感应灯、白光LED灯等。但是采用这些
传统的灯具用于隧道照明，维护成本较高，维修起来比较困难，并且耗电量大， 与国家的节能政策不相适应。
在欧洲和美国的一些隧道中已经采用了光纤照明，例如美国麻萨诸塞州波
士顿的10000多英尺的隧道部分采用光纤照明代替常规灯具，并达到了预想的 效果。但是光纤的光源为人工光源，虽然维护相比传统灯具要方便很多，但是 仍然存在耗电量大的缺陷。
现有技术的缺陷是现有的隧道照明系统大部分釆用人工光照明，维护成
本高，耗电量大，虽然有一些采用了光纤照明，但是由于釆用的人工光源，耗
电量仍然较大
发明内容
本发明的目的是提供一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，能够大大 地减少隧道耗电量，并减少维护成本。
为达到上述目的，本发明表述一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法， 其关键在于按下列步骤进行
步骤l:按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行
第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L;测量隧道各照明段的长度，获得 入口段的长度D,、过渡段1的长度D2、过渡段2的长度D3、过渡段3的长度
D4、出口段的长度Ds和中间段的长度D6，若没必要设置某个过渡段，则该过渡 段的长度为零。
第二步，计算各照明段需要的照明光通量
入口段需要的照明光通量G" G,="A*i^『'A
过渡段l需要的照明光通量G^: Gai=Z，/:ai*F*『*Z)2
过渡段2需要的照明光通量G过2: Ga2="《a2*F*『*D3
过渡段3需要的照明光通量Gw: G^"，^^,F，『，A
出口段需要的照明光通量GaT. Gm = 5^F*『*A
中间段需要的照明光通量G巾G+ = ^F^*D6
上述六个式子中，K入、Kai、 Ka2、 Ka3、 K出分别表示入口段、过渡段l、过 渡段2、过渡段3、出口段的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段需 要达到的亮度。
第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第 四步判断是否有能满足入口段、过渡段l、过渡段2、过渡段3所需要的照明光 通量，且最大导光长度为D,+D2+D3+D4的第一太阳能导光光纤，若有该第一太 阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D,+D2+D3+D4的 所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段l、过渡段2、过渡段3所需 要的照明光通量。
若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯。
第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第 五步-
判断是否有能满足入口段、过渡段l、过渡段2所需要的照明光通量，且最 大导光长度为D,+D2+D3的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤， 则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D—D2+D3的所述第二太阳能导 光光纤，以满足入口段、过渡段l、过渡段2所需要的照明光通量。
若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯。
第五步，对过渡段l进行白天照明布灯，若没必要设过渡段l，则直接做第 六步
判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长 度为Di+D2的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，则从隧道入 口段的入口处开始在隧道内铺设长D—D2的所述第三太阳能导光光纤，以满足 入口段、过渡段1所需要的照明光通量。若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯。
第六步，对入口段进行白天照明布灯
判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D,的第 四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开 始在隧道内铺设长Di的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明 光通量。
若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯。 第七步，对中间段进行白天照明布灯
判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度 为D5+D6的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口 段的出口处开始在隧道内铺设长Ds+D6的所述第五太阳能导光光纤，以满足中 间段、出口段所需要的照明光通量。
若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯。
第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯
判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D5的第 六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开 始在隧道内铺设长D5的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明 光通量。
若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯。 步骤2:按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段，按 照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。光纤分为两种点发光光纤和线发光光纤。点发光光纤仅在发光终端发光， 线发光光纤通长发光。
当选择的太阳能导光光纤为线发光光纤时，如果隧道内铺设了长 D什D2+D3+D4的第一太阳能导光光纤，则该第一太阳能导光光纤在给过渡段3 提供照明光通量同时，也给入口段、过渡段l、过渡段2提供了一定的照明光通 量，因此，在对过渡段2进行白天照明布灯时，过渡段2所铺设的光纤要考虑 到第一太阳能导光光纤已经提供了的照明光通量，同理，在对其他照明段进行 白天照明布灯时，都需要考虑已经铺设了的太阳能导光光纤提供的照明光通量。
当选择的太阳能导光光纤为点发光光纤时，由于点发光光纤仅在发光终端 发光，因此各照明段铺设的太阳能导光光纤只对该照明段提供照明光通量，在 对各照明段进行白天照明布灯时，只需要直接满足步骤1第二步中计算的照明 光通量即可，步骤l中的第三、四、五、六、七、八步的顺序也可以颠倒互换。
所述进行LED照明灯白天照明布灯按下列步骤进行
步骤l，获取隧道宽度w、车道数及隧道内的照明高度b这些基础数据，在 该照明高度b以下的隧道侧壁和路面均需要照明灯的光线照射；
步骤2，选择各个照明段的横向布灯方式，根据横向布灯方式确定所需照明 灯的横向光束角，并制作所需照明灯 (一)隧道的中间段
根据隧道的宽度w与隧道内的照明高度hi选择横向布灯方式，根据横向布 灯方式确定所需照明灯的横向光束角e 1;(二)隧道的入口段、过渡段和出口段 采用双边对称加中间布灯方式，确定中间照明灯的安装高度h巾，根据隧道 宽度w、照明高度^和中间照明灯安装高度h巾，确定双边对称加中间布灯方式
下中间照明灯的中灯横向光束角e3+;
确定两侧照明灯安装高度ha，根据隧道宽度w、照明高度h和两侧照明灯 安装高度ha，确定双边对称加中间布灯方式下两侧照明灯的侧灯横向光束角0
3边5
根据所述中灯横向光束角e 3巾制作中间所需照明灯,根据所述侧灯横向光束
角9w制作两侧所需照明灯；
步骤3，确定照明灯纵向光束角V和隧道纵向布灯间距s。 所述进行LED照明灯晚上照明布灯按下列步骤进行
步骤l，获取隧道宽度w、车道数及隧道内的照明高度h这些基础数据，在 该照明高度b以下的隧道侧壁和路面均需要照明灯的光线照射；
步骤2，根据隧道的宽度W与隧道内的照明高度ht选择横向布灯方式，根据
横向布灯方式确定所需照明灯的横向光束角9 1;
步骤3，确定照明灯纵向光束角V和隧道纵向布灯间距s。
中国专利《一种道路LED照明灯配光方法》(申请号200810237103.4，公
开号CN101440942，
公开日2009年05月27日)中介绍了一种隧道内各照明
段的LED照明灯配光方法，本方案中的LED照明灯白天照明布灯和LED照明灯
晚上照明布灯都按照该专利中的方法进行。白天照明时，铺设有太阳能导光光纤的照明段由太阳能导光光纤提供所需
的照明光通量，其他照明段由LED照明灯提供所需照明光通量。黎明、黄昏和 其他隧道外亮度较低，仅由太阳能导光光纤照明不能满足铺设有太阳能导光光 纤的照明段的照明光通量时，调节该照明段的LED照明灯，使该照明段的照明 光通量满足照明需求。晚上照明时，太阳能导光光纤不能提供光通量，整个隧 道照明由各照明段的LED照明灯提供，调节各照明段的LED照明灯，使各照明 段的照明光通量满足中间段所需照明光通量。
本发明的显著效果是将太阳能导光光纤用于隧道照明，不仅能够大大地 减少隧道耗电量，而且由于光纤维护相比传统灯具方便很多，减少了维护成本。
图l为本发明的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
如图l所示 一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，按下列步骤进行 步骤l:按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行 第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L;测量隧道各照明段的长度，获得
入口段的长度Dp过渡段1的长度D2、过渡段2的长度D3、过渡段3的长度 D4、出口段的长度D5和中间段的长度D6，若没必要设置某个过渡段，则该过渡
段的长度为零。
第二步，计算各照明段需要的照明光通量 入口段需要的照明光通量G" G,"&，F，『，A 过渡段l需要的照明光通量G过,Gai="i^*F^*D2过渡段2需要的照明光通量Gii2:Ga2 = i>A:a2，F，『，Z)3 过渡段3需要的照明光通量G a3: Ga3 = "/:a3*D4 出口段需要的照明光通量Gai: Ga=5^F，,，D5 中间段需要的照明光通量G巾G+=^F*『*A
上述六个式子中，Kai、 Ka2、 Ka3、 Ka分别表示入口段、过渡段1、 过渡段2、过渡段3、出口段的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段 需要达到的亮度。
第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第 四步
判断是否有能满足入口段、过渡段l、过渡段2、过渡段3所需要的照明光 通量，且最大导光长度为D,+D2+D3+D4的第一太阳能导光光纤，若有该第一太 阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D—D2+D3+D4的 所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段l、过渡段2、过渡段3所需 要的照明光通量。
若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯。
如果部分过渡段3满足导光光纤的长度要求，也可以对该过渡段3的满足 部分铺设导光光纤，其余隧道深处无法满足导光光纤长度要求的过渡段3，则行 LED照明灯白天照明布灯。这样能更成分利用自然光资源，以后各段照明隧道 的布灯方式也可以按此方式布置光纤和LED照明灯。
第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第 五步判断是否有能满足入口段、过渡段l、过渡段2所需要的照明光通量，且最 大导光长度为Di+D2+D3的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤， 则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D一D2+D3的所述第二太阳能导 光光纤，以满足入口段、过渡段l、过渡段2所需要的照明光通量。
若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯。
第五步，对过渡段l进行白天照明布灯，若没必要设过渡段l，贝IJ直接做第 六步
判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长
度为D一D2的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，贝IJ从隧道入 口段的入口处开始在隧道内铺设长DrHD2的所述第三太阳能导光光纤，以满足 入口段、过渡段1所需要的照明光通量。
若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯。
第六步，对入口段进行白天照明布灯
判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D,的第 四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开 始在隧道内铺设长A的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明 光通量。
若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯。 第七步，对中间段进行白天照明布灯判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度
为D5+D6的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口 段的出口处开始在隧道内铺设长Ds+D6的所述第五太阳能导光光纤，以满足中 间段、出口段所需要的照明光通量。
若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯。
第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯
判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D5的第 六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开
始在隧道内铺设长D5的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明
光通量。
若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯。
步骤2:按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段按照 中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。
本方案中的LED照明灯白天照明布灯和LED照明灯晚上照明布灯都按照中 国专利《一种道路LED照明灯配光方法》(申请号200810237103.4，公开号 CN101440942，
公开日2009年05月27日)中的方法进行。
所有太阳能导光光纤从线发光光纤中选择。在对各照明段进行白天照明布 灯时，都需要用步骤1第二步中计算的照明光通量减去已铺设光纤对该照明段 提供的照明光通量。白天照明时，铺设有太阳能导光光纤的照明段由太阳能导光光纤提供所需
的照明光通量，其他照明段由LED照明灯提供所需照明光通量。黎明、黄昏和 其他隧道外亮度较低，仅由太阳能导光光纤照明不能满足铺设有太阳能导光光 纤的照明段的照明光通量时，调节该照明段的LED照明灯，使该照明段的照明 光通量满足照明需求。晚上照明时，太阳能导光光纤不能提供光通量，整个隧 道照明由各照明段的LED照明灯提供，调节各照明段的LED照明灯，使各照明 段的照明光通量满足中间段所需照明光通量。 实施例2:
本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于所有太阳能导光光纤从点 发光光纤中选择。在对各照明段进行白天照明布灯时，只需要直接满足步骤1 第二步中计算的照明光通量即可。
实施例3:
本实施例与实施例2大致相同，其不同之处在于实施例2步骤1的第三、 四、五、六步在本实施例中分别为步骤l的第六、五、四、三步。 实施例4:
本实施例与实施例2大致相同，其不同之处在于实施例2步骤1的第三、 四、五、六、七、八步在本实施例中分别为步骤1的第五、七、六、三、四、 八步。
权利要求
1、一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在于按下列步骤进行步骤1按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L；测量隧道各照明段的长度，获得入口段的长度D1、过渡段1的长度D2、过渡段2的长度D3、过渡段3的长度D4、出口段的长度D5和中间段的长度D6，若没必要设置某个过渡段，则该过渡段的长度为零；第二步，计算各照明段需要的照明光通量入口段需要的照明光通量GλGλ＝L·Kλ·F·W·D1过渡段1需要的照明光通量G过1G过1＝L·K过1·F·W·D2过渡段2需要的照明光通量G过2G过2＝L·K过2·F·W·D3过渡段3需要的照明光通量G过3G过3＝L·K过3·F·W·D4出口段需要的照明光通量G出G出＝5B·F·W·D5中间段需要的照明光通量G中G中＝B·F·W·D6上述六个式子中，Kλ、K过1、K过2、K过3、K出分别表示入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3、出口段的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段需要达到的亮度；第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第四步判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量，且最大导光长度为D1+D2+D3+D4的第一太阳能导光光纤，若有该第一太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D1+D2+D3+D4的所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量；若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯；第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第五步判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量，且最大导光长度为D1+D2+D3的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D1+D2+D3的所述第二太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量；若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯；第五步，对过渡段1进行白天照明布灯，若没必要设过渡段1，则直接做第六步判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长度为D1+D2的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D1+D2的所述第三太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量；若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯；第六步，对入口段进行白天照明布灯判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D1的第四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D1的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明光通量；若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯；第七步，对中间段进行白天照明布灯判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D5+D6的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D5+D6的所述第五太阳能导光光纤，以满足中间段、出口段所需要的照明光通量；若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯；第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D5的第六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D5的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明光通量；若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯；步骤2按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段，按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。
2、根据权利要求1所述自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在于 所述进行LED照明灯白天照明布灯按下列步骤进行步骤l，获取隧道宽度w、车道数及隧道内的照明高度h,这些基础数据，在 该照明高度b以下的隧道侧壁和路面均需要照明灯的光线照射；步骤2，选择各个照明段的横向布灯方式，根据横向布灯方式确定所需照明 灯的横向光束角，并制作所需照明灯 (一)隧道的中间段根据隧道的宽度w与隧道内的照明高度hi选择横向布灯方式，根据横向布 灯方式确定所需照明灯的横向光束角e 1;(二)隧道的入口段、过渡段和出口段采用双边对称加中间布灯方式，确定中间照明灯的安装高度h巾，根据隧道 宽度w、照明高度&和中间照明灯安装高度h巾，确定双边对称加中间布灯方式下中间照明灯的中灯横向光束角e 3巾；确定两侧照明灯安装高度ha,根据隧道宽度w、照明高度h,和两侧照明灯 安装高度ha，确定双边对称加中间布灯方式下两侧照明灯的侧灯横向光束角03边；根据所述中灯横向光束角e 3巾制作中间所需照明灯，根据所述侧灯横向光束角9 M制作两侧所需照明灯；步骤3，确定照明灯纵向光束角V和隧道纵向布灯间距s。
3、根据权利要求1所述自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在于 所述进行LED照明灯晚上照明布灯按下列步骤进行步骤l,获取隧道宽度w、车道数及隧道内的照明高度hi这些基础数据，在 该照明高度ht以下的隧道侧壁和路面均需要照明灯的光线照射；步骤2，根据隧道的宽度W与隧道内的照明高度h选择横向布灯方式，根据 横向布灯方式确定所需照明灯的横向光束角e 1;步骤3，确定照明灯纵向光束角V和隧道纵向布灯间距s。
全文摘要
本发明公开一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在按下列步骤进行步骤1.按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯获取隧道宽度和隧道外亮度；测量隧道各照明段的长度；计算各照明段需要的照明光通量；分别对过渡段3、过渡段2、过渡段1、入口段、中间段、出口段进行白天照明布灯，判断是否有满足过渡段3、过渡段2、过渡段1、入口段、中间段、出口段照明光通量的太阳能导光光纤，如有，则铺设太阳能导光光纤，如没有，采用LED照明灯布灯；步骤2.按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。本发明能够大大地减少隧道耗电量，并减少维护成本。
文档编号F21S19/00GK101614360SQ20091010458
公开日2009年12月30日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者直 韩 申请人:招商局重庆交通科研设计院有限公司