专利名称：高速公路隧道led照明的无级调光控制方法
技术领域：
本发明涉及一种照明的自动调光技术，具体涉及一种高速公路隧道LED照明的调光控制方法。
背景技术：
近年来，高速公路建设已从中心城市、平原地区向山区延伸，隧道也越来越多，随着交通出行的方便快捷，也给运营管理单位带来了电费的巨大压力。现在许多路段采用LED 新型光源代替高压纳灯，期望能收到节能减排的效果，但如果仅仅是简单的替换，由于LED 隧道灯的光效和高压纳灯相比并无太大的优势，所以并不能收到明显的效果。因此要实时跟踪车流量和洞外亮度的变化，对LED隧道灯进行调光控制才能收到显著效果。申请号为 201010123575. 4发明名称为《高速公路隧道照明的自动调光控制》的中国发明专利公布了一种自动调光控制方法，包括计算区域内的平均亮度、隧道照明灯具体位置的布置以及设置PLC控制系统与隧道内各照明灯具连接三个步骤，此外该专利申请还公布了计算区域平均亮度的数学模型。虽然该专利申请实现了在入口段消除“黑洞”以及出口段消除“白洞” 的现象，但是在入口段的末端以及过渡段区间的亮度采用的是按规范设计的跳跃式调光， 这种非渐变式的调光方法在给驾驶员造成不舒适的同时也不利于节能减排。
发明内容
本发明的目的是设计一种高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特点是充分发挥LED照明能够无级调光的优势，在提高驾驶员的行车安全和舒适性的前提下，收到最大的节能效果。为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的一种高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其中具备一个隧道照明控制系统，所述系统包括车辆检测器、光强检测器、隧道灯和照明控制器，所述控制方法包括如下步骤(a)车辆检测器检测车辆到达信息，光强检测器检测隧道洞内外的亮度信息；(b)根据《JTJ026. 1-1999公路隧道通风照明设计规范》设计入口段亮度Lth和中间段亮度Lin ；(c)根据上述步骤获得的信息，将隧道划分为入口段、过渡段1、过渡段2、中间段和出口段，共包括六个照明区间，长度分别为D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中D1、D2、D5、D6根据设计规范取值，D3、D4长度根据检测信息计算；(d)设定各个照明区间的亮度水平曲线，其中Dl区间为入口段的前半部分，亮度值为Lth随洞外亮度的变化整体调光；D2区间为入口段的后半部分，亮度值线性下降；D3区
1 , Lth
间长度为D3= (10α-1. 9) v，其中ν为车速，《zuXlg,，亮度值由D2区间的终点值按
CIE的推荐适应曲线渐变至中间段D4区间的亮度Lin ；D5区间位于出口段的前半部分，亮度值线性上升；D6区间位于出口段的后半部分，亮度值为5Lin ；(e)根据步骤(d)计算所得的各隧道灯所在点的亮度以及根据《JTJ026. 1-1999公路隧道通风照明设计规范》设计的各点亮度获得各点的调光系数，并由相应区域的照明控制器控制该区域的隧道灯。优选的是，上述各照明区间的亮度水平曲线如下(其中X为隧道内任一位置距离隧道入口的长度)在第一照明空间即ο < X彡Dl时，L = Lth = kXL20(S)，k为入口段亮度折减系数，L2tl(S)为隧道洞外亮度值；在第二照明空间即Dl < X彡D1+D2时，亮度从Lth线性下降到0. 4Lth，其任意点的在第六照明空间即D1+D2+D3+D4+D5 < X 彡 D1+D2+D3+D4+D5+D6 时，L = 5Lin。优选的是，车辆检测器没有检测到隧道前方有车辆到来时，隧道全长保持应急照明水平 L = 0. 2cd/m2。 优选的是，当车辆到达第Ylri车辆检测器时，第Yn Yn+1照明区间由应急照明状态按上述模型进行调光，第γη-2 Ylri照明区间恢复到应急照明状态，其余区间保持原样。优选的是，车辆检测器安装位置为从隧道入口前方500米处开始，每隔500米装有一套。优选的是，光强检测器安装在隧道入口处。优选的是，入口段亮度折减系数k取值为0. 025。优选的是，中间段亮度Lin在白天为2cd/m2，在晚上等于lcd/m2，白天在重阴天时调整至 1 1. 5cd/m2。优选的是，D2区间的隧道灯安装间距为1米，D3区间过渡段1的隧道灯安装间距为1. 5米，D3区间过渡段2的隧道灯安装间距为5米，D5区间的隧道灯安装间距为3. 75 米。优选的是，隧道灯采用广角型LED隧道灯，安装高度5. 2米，在中间段采用交错布置，其他段采用对称布置。与现有技术相比，本发明的优点在于可以提高隧道照明的均勻度，整个隧道的亮度变化由入口段到中间段再到出口段是一个渐变的过程，提高了驾驶员舒适性和行车安全性的同时又收到了较好的节能效果。
权利要求
1.一种高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其中具备一个隧道照明控制系统，所述系统包括车辆检测器、光强检测器、隧道灯和照明控制器，所述控制方法包括如下步骤(a)车辆检测器检测车辆到达信息，光强检测器检测隧道洞内外的亮度信息；(b)根据《JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范》设计入口段亮度L4和中间段亮度Lm ；(c)根据上述步骤获得的信息，将隧道划分为入口段、过渡段1、过渡段2、中间段和出口段，共包括六个照明区间，长度分别为D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中D1、D2、D5、D6根据设计规范取值，D3、D4长度根据检测信息计算；(d)设定各个照明区间的亮度水平曲线，其中Dl区间为入口段的前半部分，亮度值为L1h随洞外亮度的变化整体调光；D2区间为入口段的后半部分，亮度值线性下降；D3区间1 , Lth长度为M = (IOa — ^jv ,其中车速，=L ,亮度值由D2区间的终点值按CIE的推荐适应曲线渐变至中间段D4区间的亮度Lm ；D5区间位于出口段的前半部分，亮度值线性上升；D6区间位于出口段的后半部分，亮度值为SLin ；(e)根据步骤(d)计算所得的各隧道灯所在点的亮度以及根据《JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范》设计的各点亮度获得各点的调光系数，并由相应区域的照明控制器控制该区域的隧道灯。
2.如权利要求1所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于所述各照明区间的亮度水平曲线如下(其中X为隧道内任一位置距离隧道入口的长度)在第一照明空间即CKXfDl时，L=Lth=IcxL20(S), k为入口段亮度折减系数，L20(S)为隧道洞外亮度值；在第二照明空间即DKXf D1 + D2时，亮度从Lth线性下降到0.4L&，其任意点的f 3 (X-Dl)I 亮度为L= 1 — ^^‘ Lfe [ 5D2 J在第三照明空间 即 D1 + D2 <X<D1 + D2 + D3 时，/4τ τX-D1-D2L = Ltll χ 1.9Η--；Iν J在第四照明空间即D1+D2+D3 < X < DI+D2+D3+D4 吋，L = Lm ； 在第五照明空间叫 D1+D2+D3+D4 < X < D1+D2+D3+D4 + D5 时， 4(X —Dl — D2 — D3 — D4)T-I J__1_L T
3.如权利要求2所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于车辆检测器没有检测到隧道前方有车辆到来时，隧道全长保持应急照明水平L. = 0.2cd/m2。
4.如权利要求3所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于当车辆到达第Yltl车辆检测器时，第Y1^Ym1照明区间由应急照明状态按上述模型进行调光，第照明区间恢复到应急照明状态，其余区间保持原样。
5.如权利要求1一 4任一项所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于所述车辆检测器的安装位置为从隧道入口前方500米处开始，每隔500米装有一套。
6.如权利要求5所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于所述光强检测器安装在隧道入口处。
7.如权利要求6所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于入口段亮度折减系数k取值为0. 025。
8.如权利要求7所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于中间段亮度L在白天为2cd/m2 ,在晚上等于lcd/m2 ,白天在重阴天时调整至l~1.3cd/m2。
9.如权利要求8所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于D2 区间的隧道灯安装间距为1米，D3区间过渡段1的隧道灯安装间距为1. 5米，D3区间过渡段2的隧道灯安装间距为5米，D5区间的隧道灯安装间距为3. 75米。
10.如权利要求9所述的高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，其特征在于所述隧道灯采用广角型LED隧道灯，安装高度5. 2米，在中间段采用交错布置，其他段采用对称布置。
全文摘要
本发明提供了一种高速公路隧道LED照明的无级调光控制方法，在现有技术的基础上将隧道全长划分为六个照明区间并提供了新的无级调光控制数学模型。本发明充分发挥了LED照明能够无级调光的优势，提高隧道照明的均匀度，整个隧道的亮度变化由入口段到中间段再到出口段是一个渐变的过程，提高了驾驶员舒适性和行车安全性的同时又收到了较好的节能效果。
文档编号H05B37/02GK102271447SQ201110176739
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者王新官, 邝仲平, 钱怀风, 陈松林, 高林 申请人:江西方兴科技有限公司