专利名称：：高速公路隧道照明的自动调光控制的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种照明的自动调光
技术领域：
，特别是一种高速公路隧道照明的自动调光技术。
背景技术：
：随着自动控制技术的发展，隧道照明控制领域渐渐由自动控制系统占领。首先出现的是自动分级控制，这种系统能够通过洞外的亮度检测仪器检测实际亮度值从而调整隧道内部的灯具开关数量，并且洞内广泛分布的照度检测仪器为隧道内实际亮度水平进行了有效监测，当出现由于灯具损坏等原因造成的洞内亮度水平不够时控制系统可以及时的进行报警。采取这种技术之后，不仅能够有效的使隧道照明满足国家规范要求，为司机提高良好的照明环境，而且因为在最大的限度内关闭了不需要的照明设备，该方法节约了很大的运营成本，特别是对十分偏远的隧道更是体现了它的强大优势，所以在各类公路隧道中得到了广泛应用。但是，由于采用了分级控制，即系统根据外界亮度水平分级的将照明设施进行关闭，比如隔盏关闭这一方式，必然会带来路面照度不均勻、眩光、闪烁等有害现象，给交通安全埋下了隐患。其实这是跟照明设备的技术水平进行的一种折中。在隧道中普遍采用的白炽灯具，要进行连续亮度调节必须通过调整电压实现，而这无疑会巨大地加成本，另外荧光灯由于技术限制在当时还很难实现连续亮度调节。不过即使存在着不少缺陷，不可否认的是分级自动控制方式仍是目前阶段国内最为流行的控制技术。隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题，公路隧道照明视觉现象特征白天，汽车行驶接近照明亮度不是很高的隧道入口时，由于洞内外亮度差别很大，在洞口处有如黑洞穴一样的感觉，称为“黑洞”感。为了避免这种“黑洞”感，在隧道入口处需要提高照明亮度，以尽量减少洞内外亮度的对比。白天当汽车通过特别长的隧道接近出口时，出于洞外亮度很高，出口处像是一个白色的大洞，即所谓“白洞”。这对司乘人员形成强烈的眩光，对前方的行车只能看到一个很暗的黑影，而对车辆背后黑影内的障碍物则无法看清。因此，同样要求提高隧道出口过渡段的照明亮度，且出口过渡段应在40m以上，照度不得低于500Lx。夜间在隧道出口处，正好与白天相反而形成“黑洞”感，使司乘人员无法识别洞外道路的形状和障碍。为此，要求在出口处的过渡段照明应比隧道内基本段照明亮度要低一些，以适应在黑夜隧道内外亮度突然变化，以避免造成司乘人员视觉的影响。这就要求在每天黑夜降临时，将隧道内出入口过渡段的照明器关掉一部分，达到降低亮度的目的。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种高速公路隧道照明的自动调光技术。本发明涉及一种高速公路隧道照明的自动调光控制，其主要技术特点在于包括以下步骤(1)计算区域内的平均亮度；(2)隧道照明灯具体位置的布置；(3)设置PLC控制系统与隧道内各照明灯具连接。本发明的主要技术特点还在于根据公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中Lpi——灯具i在计算点P产生的亮度(cd/m2)；Icy—灯具在计算点P的光强值(cd)；H——灯具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度简化系数；β——观察面与光入射面之间的角度(°)；γ——P点对应的灯具光线入射角(°)；计算某灯具在某计算点产生的亮度，并依次计算其余灯具在此计算点产生的亮度；根据公式、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中Lp——P点的亮度(cd/m2)；计算全部灯具，在计算点产生的总亮度；再根据以上步骤逐步计算区域内各计算点的亮度，根据各计算点的亮度，按照公式ξ、计算区域的平均亮度;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>最后根据以上计算出具体的灯具数量、布灯方式。本发明的主要技术特点同时在于基本照明布满隧道的整条线路，设定安装在洞内内侧墙壁上的基本照明为A类照明器，安装在洞内外侧墙壁上的基本照明器为B类照明器，其中照明器的安装个数及其灯具之间的距离由亮度计算得出；加强照明覆盖隧道的引入段、过渡段I、过渡段II和出口段，设定隧道内加强照明由C、D、E三类照明器组成；隧道路灯布置在隧道的入口和出口处，线路两侧各安装六个灯柱。本发明的有益效果为本发明是一种新兴的控制方式，它在自动分级控制的基础上，采用根据外界实际亮度水平，连续对灯具进行调光，使灯具发出不同亮度水平的光能，这样就完全的克服了分级控制所带来的照明均勻性问题。具体实施例方式隧道的照明有照度和亮度两种计算方法，而能否看清路面及路面上的障碍物，决定于路面及障碍物的亮度，因此在隧道监控系统中，使用的光强检测器为亮度检测器，照明控制策略研究也采用了亮度计算的方法。亮度计算比较复杂，除涉及照度计算有关的内容外，它还与观察点的位置、路面材料等有关。查对国内外有关资料，驾驶员注意力集中的区域大致是前方60m-160m，因此，视点纵向距离取距计算区域60m-160m，侧向距离取1/4路面宽，视点高为1.5m；计算区域内纵向计算点间距不大于1.0m，横向计算点不少于5点。根据《公路隧道通风照明设计规范》，隧道内某灯具在路面计算点产生的亮度可按式2-1计算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lpi—灯具i在计算点P产生的亮度(cd/m2)；Icy——灯具在计算点P的光强值(Cd)；H——灯具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度简化系数；β——观察面与光入射面之间的角度(°)；γ——P点对应的灯具光线入射角(°)；数个工具在计算点产生的亮度可按下面的公式2-2计算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lp—P点的亮度(cd/m2)；计算区域内路面的平均亮度可按下面公式2-3计算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Lav——计算区域内路面的平均亮度(cd/m2)；由亮度计算公式得知，要计算某灯具在路面计算点产生的亮度需要的参数有1、H、β、γ和γ(β，Y)，其中，I。,可以按灯具厂商提供的光强表取值；H为灯具光源中心至路面的高度，为已知数据；Y(β，Y)的值可以通过《公路隧道通风照明设计规范》附录C表取值，则需要待定的参数只有β和Y。在灯具各项功能参数(如功率、养护系数、光通量、光强值等)和隧道物理参数(路面宽度、灯具安装位置等)已知的前提下，β和Y的值只与隧道的灯具数量、布灯方式、计算区域以及计算点数有关。因此，可以通过以下步骤求得每个照明器单独开启时其照明区段的平均亮度理论值1.根据式2-1计算某灯具在某计算点产生的亮度；2.根据式2-1依次计算其余灯具在此计算点产生的亮度；3.根据式2-2计算全部灯具在此点产生的总亮度；4.按照步骤1，2，3逐点计算区域内各计算点的亮度；5.根据各计算点的亮度，按照公式2-3计算该区域的平均亮度。根据以上可以计算出具体的每个隧道的灯具数量、布灯方式等。根据现有的技术条件以及国内外通用的方法，本文所采用的系统是手动控制和分段时序控制两种控制方式。下图是白天照明区段长度及路面最低亮度表2-2。表2-2白天照明区段长度及路面最低亮度_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对于洞内灯具的开关则可由编程控制器PLC来完成。根据所接通的照明情况，比较洞内照度是否与接通方式下的路面照度设计要求相符，若偏差值达到某一范围则由控制器进行报警，以便及时检查照明灯及线路的良好情况。各工况要求达到的洞内路面亮度指标见表2-3表2-3隧道照明控制亮度参数[°5]单位cd/m2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1、基本照明基本照明布满隧道的整条线路，设定安装在洞内内侧墙壁上的基本照明器为A类照明器，安装在洞内外侧墙壁上的基本照明器为B类照明器。其中照明器的安装个数及其灯具之间的距离由亮度计算得出。2、加强照明覆盖隧道的引入段、过渡段I、过渡段II和出口段，设定隧道内加强照明由C，D，E三类照明器组成。3、路灯照明隧道路灯布置在隧道的入口和出口处，线路两侧各安装六个灯柱。其中，“夜间”照明模式一般适用于从天黑至凌晨的时间段内，此时只开启基本照明回路和路灯照明回路，路灯的开启同样是为了降低隧道洞口内外的亮度变化速率，防止交通事故的发生。权利要求高速公路隧道照明的自动调光控制，其特征在于包括以下步骤(1)计算区域内的平均亮度；(2)隧道照明灯具体位置的布置；(3)设置PLC控制系统与隧道内各照明灯具连接。2.根据权利要求书1所述的一种高速公路隧道照明的自动调光控制，其特征在于根据公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中Lpi——灯具i在计算点P产生的亮度(cd/m2)；Icy——灯具在计算点P的光强值(cd)；H——灯具光源中心至路面的高度(m)；Y(β,Y)——亮度简化系数；β——观察面与光入射面之间的角度(°)；Y——P点对应的灯具光线入射角(°)；计算某灯具在某计算点产生的亮度，并依次计算其余灯具在此计算点产生的亮度；根据公式；二1Lpi式中Lp——P点的亮度(cd/m2)；计算全部灯具，在计算点产生的总亮度；再根据以上步骤逐步计算区域内各计算点的亮度，根据各计算点的亮度，按照公式mτ、计算区域的平均亮度；Lav—m最后根据以上计算出具体的灯具数量、布灯方式。3.根据权利要求书1所述的一种高速公路隧道照明的自动调光控制，其特征在于基本照明布满隧道的整条线路，设定安装在洞内内侧墙壁上的基本照明为A类照明器，安装在洞内外侧墙壁上的基本照明器为B类照明器，其中照明器的安装个数及其灯具之间的距离由亮度计算得出；加强照明覆盖隧道的引入段、过渡段I、过渡段II和出口段，设定隧道内加强照明由C、D、E三类照明器组成；隧道路灯布置在隧道的入口和出口处，线路两侧各安装六个灯柱。全文摘要本发明涉及一种高速公路隧道照明的自动调光控制。它依序包括以下步骤(1)计算区域内的平均亮度；(2)隧道照明灯具体位置的布置；(3)设置PLC控制系统与隧道内各照明灯具连接。本发明是一种新兴的控制方式，它在自动分级控制的基础上，采用根据外界实际亮度水平，连续对灯具进行调光，使灯具发出不同亮度水平的光能，这样就完全的克服了分级控制所带来的照明均匀性问题。文档编号H05B37/02GK101808450SQ20101012357公开日2010年8月18日申请日期2010年2月10日优先权日2010年2月10日发明者朱卫国,王爱华申请人:合肥华欣自控设备成套厂