[發明專利]一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型

有效

• 申請號: 201710163663.9
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106897539B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 楊超
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 金一嫻

本發明公開了一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型，根據燈具配光數據分別建立各燈在公路隧道路面計算區域內任一點產生的水平照度和總水平照度計算模型，以隧道路面照度、亮度、照度均勻度、頻閃等滿足交通安全要求為優化約束條件，以隧道中間段照明總功耗最小為目標，建立模型，得到交錯布燈方式的優化布燈參數，使照明燈具在其工作壽命期間，充分發揮照明能力，實現照明系統的節能。本發明的顯著效果是：根據所選燈具的配光數據，優化燈具的布燈參數，當燈具按照優化的布燈參數安裝時，照明系統將在滿足交通安全要求的前提下，總能耗最小，從而降低隧道運營的能耗成本和總成本，具有明顯的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型，屬于公路隧道照明節能技術研究領域。

背景技術

隧道照明是高速公路隧道內必須安裝的設備系統，是高速公路隧道營運安全的基本保障，同時隧道照明系統又是高速公路隧道內的高能耗系統，照明能耗成本在高速公路隧道運營成本中占有很大比重。根據《公路隧道照明設計細則》，長度大于100m的隧道均應設置照明。有關公路隧道用電量統計表明，隧道每公里年電費為40余萬元；隨著我國高速公路建設步伐的加快，高速公路隧道里程還將不斷增加，巨大的照明能耗和費用既給隧道運營單位造成巨大負擔，也不符合國家倡導的“節能減排”要求。因此，對隧道照明節能進行技術研究非常具有非常重要現實意義。

我國的《公路隧道照明設計細則》只規定了隧道照明燈具的布置形式，但沒有給出燈具安裝參數的優化方法，國際照明委員會標準也存在同樣的問題。在實際隧道照明設計中，通常是憑借經驗進行燈具的安裝，由于燈具安裝參數不合理導致照明光線不足(欠照明)或浪費(過照明)的現象較為普遍，對照明燈具的安裝參數進行優化可以避免或減少這種現象。但大部分國內外專家和學者對隧道照明的節能技術研究，主要集中在照明控制方面，而在布燈參數優化方面的研究相對較少。

交錯布燈方式是高速公路隧道中間段照明布燈方式的一種，本發明通過建立高速公路隧道中間段路面的水平照度模型和隧道安全運行對隧道照明系統要求的約束條件，研究了高速公路隧道照明中間段交錯布燈參數之間的關系，發明了一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段照明節能的交錯布燈參數優化方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型，該方法可以實現隧道照明燈具在工作壽命內，充分發揮其照明能力，減少或避免隧道路面“過照明”、和“欠照明”現象，在滿足交通安全要求的前提下，實現隧道照明系統的節能。

一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型，是以燈具的功率、安裝高度、縱向安裝間距、橫向安裝間距、安裝仰角為優化參數，以公路隧道路面照度、亮度、照度均勻度、頻閃等滿足交通安全的要求為約束條件，以隧道中間段照明總功耗最小為目標，建立的基于燈具配光數據的交錯布燈參數優化模型。

一種基于燈具配光數據的公路隧道中間段交錯布燈參數優化模型，具體步驟為：

步驟一：確定計算區域、計算用的燈具數量和坐標系

以相鄰的2盞燈具，即隧道路面兩側各1盞燈具之間的路面區域為計算區域，該區域內的點為計算點，同時考慮計算區域外側相鄰的2盞燈具對計算區域內計算點照度的影響，共有4盞燈具對計算點的照度產生影響；以隧道縱向為X軸、隧道橫向為Y軸、高度方向為Z軸，以計算區域的中心點為原點，建立三維直角坐標系；

步驟二：依據燈具配光數據，確定偏離燈具光軸線γ角處的實際光強I_c(γ，θ)的計算式