專利名稱：高速公路隧道led照明的無級調光控制方法
技術領域：
本發明涉及一種照明的自動調光技術，具體涉及一種高速公路隧道LED照明的調光控制方法。
背景技術：
近年來，高速公路建設已從中心城市、平原地區向山區延伸，隧道也越來越多，隨著交通出行的方便快捷，也給運營管理單位帶來了電費的巨大壓力。現在許多路段采用LED 新型光源代替高壓納燈，期望能收到節能減排的效果，但如果僅僅是簡單的替換，由于LED 隧道燈的光效和高壓納燈相比并無太大的優勢，所以并不能收到明顯的效果。因此要實時跟蹤車流量和洞外亮度的變化，對LED隧道燈進行調光控制才能收到顯著效果。申請號為 201010123575. 4發明名稱為《高速公路隧道照明的自動調光控制》的中國發明專利公布了一種自動調光控制方法，包括計算區域內的平均亮度、隧道照明燈具體位置的布置以及設置PLC控制系統與隧道內各照明燈具連接三個步驟，此外該專利申請還公布了計算區域平均亮度的數學模型。雖然該專利申請實現了在入口段消除“黑洞”以及出口段消除“白洞” 的現象，但是在入口段的末端以及過渡段區間的亮度采用的是按規范設計的跳躍式調光， 這種非漸變式的調光方法在給駕駛員造成不舒適的同時也不利于節能減排。
發明內容
本發明的目的是設計一種高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特點是充分發揮LED照明能夠無級調光的優勢，在提高駕駛員的行車安全和舒適性的前提下，收到最大的節能效果。為實現上述目的，本發明是通過如下技術方案來實現的一種高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其中具備一個隧道照明控制系統，所述系統包括車輛檢測器、光強檢測器、隧道燈和照明控制器，所述控制方法包括如下步驟(a)車輛檢測器檢測車輛到達信息，光強檢測器檢測隧道洞內外的亮度信息；(b)根據《JTJ026. 1-1999公路隧道通風照明設計規范》設計入口段亮度Lth和中間段亮度Lin ；(c)根據上述步驟獲得的信息，將隧道劃分為入口段、過渡段1、過渡段2、中間段和出口段，共包括六個照明區間，長度分別為D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中D1、D2、D5、D6根據設計規范取值，D3、D4長度根據檢測信息計算；(d)設定各個照明區間的亮度水平曲線，其中Dl區間為入口段的前半部分，亮度值為Lth隨洞外亮度的變化整體調光；D2區間為入口段的后半部分，亮度值線性下降；D3區
1 , Lth
間長度為D3= (10α-1. 9) v，其中ν為車速，《zuXlg,，亮度值由D2區間的終點值按
CIE的推薦適應曲線漸變至中間段D4區間的亮度Lin ；D5區間位于出口段的前半部分，亮度值線性上升；D6區間位于出口段的后半部分，亮度值為5Lin ；(e)根據步驟(d)計算所得的各隧道燈所在點的亮度以及根據《JTJ026. 1-1999公路隧道通風照明設計規范》設計的各點亮度獲得各點的調光系數，并由相應區域的照明控制器控制該區域的隧道燈。優選的是，上述各照明區間的亮度水平曲線如下(其中X為隧道內任一位置距離隧道入口的長度)在第一照明空間即ο < X彡Dl時，L = Lth = kXL20(S)，k為入口段亮度折減系數，L2tl(S)為隧道洞外亮度值；在第二照明空間即Dl < X彡D1+D2時，亮度從Lth線性下降到0. 4Lth，其任意點的在第六照明空間即D1+D2+D3+D4+D5 < X 彡 D1+D2+D3+D4+D5+D6 時，L = 5Lin。優選的是，車輛檢測器沒有檢測到隧道前方有車輛到來時，隧道全長保持應急照明水平 L = 0. 2cd/m2。 優選的是，當車輛到達第Ylri車輛檢測器時，第Yn Yn+1照明區間由應急照明狀態按上述模型進行調光，第γη-2 Ylri照明區間恢復到應急照明狀態，其余區間保持原樣。優選的是，車輛檢測器安裝位置為從隧道入口前方500米處開始，每隔500米裝有一套。優選的是，光強檢測器安裝在隧道入口處。優選的是，入口段亮度折減系數k取值為0. 025。優選的是，中間段亮度Lin在白天為2cd/m2，在晚上等于lcd/m2，白天在重陰天時調整至 1 1. 5cd/m2。優選的是，D2區間的隧道燈安裝間距為1米，D3區間過渡段1的隧道燈安裝間距為1. 5米，D3區間過渡段2的隧道燈安裝間距為5米，D5區間的隧道燈安裝間距為3. 75 米。優選的是，隧道燈采用廣角型LED隧道燈，安裝高度5. 2米，在中間段采用交錯布置，其他段采用對稱布置。與現有技術相比，本發明的優點在于可以提高隧道照明的均勻度，整個隧道的亮度變化由入口段到中間段再到出口段是一個漸變的過程，提高了駕駛員舒適性和行車安全性的同時又收到了較好的節能效果。
權利要求
1.一種高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其中具備一個隧道照明控制系統，所述系統包括車輛檢測器、光強檢測器、隧道燈和照明控制器，所述控制方法包括如下步驟(a)車輛檢測器檢測車輛到達信息，光強檢測器檢測隧道洞內外的亮度信息；(b)根據《JTJ026.1-1999公路隧道通風照明設計規范》設計入口段亮度L4和中間段亮度Lm ；(c)根據上述步驟獲得的信息，將隧道劃分為入口段、過渡段1、過渡段2、中間段和出口段，共包括六個照明區間，長度分別為D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中D1、D2、D5、D6根據設計規范取值，D3、D4長度根據檢測信息計算；(d)設定各個照明區間的亮度水平曲線，其中Dl區間為入口段的前半部分，亮度值為L1h隨洞外亮度的變化整體調光；D2區間為入口段的后半部分，亮度值線性下降；D3區間1 , Lth長度為M = (IOa — ^jv ,其中車速，=L ,亮度值由D2區間的終點值按CIE的推薦適應曲線漸變至中間段D4區間的亮度Lm ；D5區間位于出口段的前半部分，亮度值線性上升；D6區間位于出口段的后半部分，亮度值為SLin ；(e)根據步驟(d)計算所得的各隧道燈所在點的亮度以及根據《JTJ026.1-1999公路隧道通風照明設計規范》設計的各點亮度獲得各點的調光系數，并由相應區域的照明控制器控制該區域的隧道燈。
2.如權利要求1所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于所述各照明區間的亮度水平曲線如下(其中X為隧道內任一位置距離隧道入口的長度)在第一照明空間即CKXfDl時，L=Lth=IcxL20(S), k為入口段亮度折減系數，L20(S)為隧道洞外亮度值；在第二照明空間即DKXf D1 + D2時，亮度從Lth線性下降到0.4L&，其任意點的f 3 (X-Dl)I 亮度為L= 1 — ^^‘ Lfe [ 5D2 J在第三照明空間 即 D1 + D2 <X<D1 + D2 + D3 時，/4τ τX-D1-D2L = Ltll χ 1.9Η--；Iν J在第四照明空間即D1+D2+D3 < X < DI+D2+D3+D4 吋，L = Lm ； 在第五照明空間叫 D1+D2+D3+D4 < X < D1+D2+D3+D4 + D5 時， 4(X —Dl — D2 — D3 — D4)T-I J__1_L T
3.如權利要求2所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于車輛檢測器沒有檢測到隧道前方有車輛到來時，隧道全長保持應急照明水平L. = 0.2cd/m2。
4.如權利要求3所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于當車輛到達第Yltl車輛檢測器時，第Y1^Ym1照明區間由應急照明狀態按上述模型進行調光，第照明區間恢復到應急照明狀態，其余區間保持原樣。
5.如權利要求1一 4任一項所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于所述車輛檢測器的安裝位置為從隧道入口前方500米處開始，每隔500米裝有一套。
6.如權利要求5所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于所述光強檢測器安裝在隧道入口處。
7.如權利要求6所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于入口段亮度折減系數k取值為0. 025。
8.如權利要求7所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于中間段亮度L在白天為2cd/m2 ,在晚上等于lcd/m2 ,白天在重陰天時調整至l~1.3cd/m2。
9.如權利要求8所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于D2 區間的隧道燈安裝間距為1米，D3區間過渡段1的隧道燈安裝間距為1. 5米，D3區間過渡段2的隧道燈安裝間距為5米，D5區間的隧道燈安裝間距為3. 75米。
10.如權利要求9所述的高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，其特征在于所述隧道燈采用廣角型LED隧道燈，安裝高度5. 2米，在中間段采用交錯布置，其他段采用對稱布置。
全文摘要
本發明提供了一種高速公路隧道LED照明的無級調光控制方法，在現有技術的基礎上將隧道全長劃分為六個照明區間并提供了新的無級調光控制數學模型。本發明充分發揮了LED照明能夠無級調光的優勢，提高隧道照明的均勻度，整個隧道的亮度變化由入口段到中間段再到出口段是一個漸變的過程，提高了駕駛員舒適性和行車安全性的同時又收到了較好的節能效果。
文檔編號H05B37/02GK102271447SQ201110176739
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者王新官, 鄺仲平, 錢懷風, 陳松林, 高林 申請人:江西方興科技有限公司