CH647606A5 - Verfahren zur steuerung einer tunnelbeleuchtungsanlage und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer tunnelbeleuchtungsanlage und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer 65 man die gegen das Tunneleinfahrtsportal gerichtete Leucht-Tunnelbeleuchtungsanlage, bei welchem man die Leuchtdich- dichtemessung in zeitlichen Abständen mehrmals wiederholt, te misst und anhand des resultierenden Messergebnisses min- anhand der einzelnen Messergebnisse einen Leuchtdichte-destens die in der zugewandten Tunneleinfahrtszone angeord- Mittelwert berechnet und aus diesem einen Leuchtdichtesoll-
Mittelwert für die Tunneleinfahrtszone festlegt, und anhand des letzteren mindestens die in der zugewandten Tunneleinfahrtszone angeordnete Tunnelbeleuchtung steuert. Dabei ist es zweckmässig, wenn man in der Tunneleinfahrszone in zeitlichen Abständen mehrmals die Leuchtdichte bestimmt, anhand dieser einzelnen Messergebnisse einen Einfahrszonen-leuchtdichte-Mittelwert für die Tunneleinfahrtszone berechnet und bei einer Überschreitung einer vorbestimmten Differenz zwischen einem entsprechend festgelegten Leuchtdichtesoll-Mittelwert und dem Leuchtdichte-Mittelwert für die Tunneleinfahrtszone die Tunnelbeleuchtung in letzterer in korrigierendem Sinne reguliert.
Es ist ausserdem vorteilhaft, wenn man die Leuchtdichte in der Tunnelmittelzone in zeitlichen Abständen mehrmals misst, daraus einen Ist-Mittelwert berechnet, diesen letzteren mit einem auf Grund der Verkehrsdichte und/oder Sichtweite vergleicht, und bei einer Überschreitung einer vorbestimmten Differenz die Beleuchtungsstärke der Tunnelmittelzone entsprechend reguliert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Leuchtdichtemesseinrichtung eine das auszumessende Blickfeld auf die Kugelinnenwand einer Ulbricht'schen Kugel abbildende Optik sowie mindestens eine in das Kugelinnere gerichtete Leuchtdichtemessanordnung aufweist und dass der Kegel des Raumwinkels der Optik im Bereich von 15 bis 30° liegt.
Dabei ist es zweckmässig, wenn die Optik vorzugsweise aus einem Zoom-Objektiv besteht, und zwischen der Optik und dem Inneren der Ulbricht'schen Kugel eine unerwünschte Teile des Optik-Blickfeldes ausblendende Maske angeordnet ist.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Leuchtdichtemesseinrichtung mit einem vorgeschalteten, ihre Empfindlichkeit an die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges anpassenden Filter versehen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand von Anspruch 9.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch die Tunneleinfahrtsverhältnisse,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Leuchtdichtemesseinrichtung
Fig. 3 ein Flussdiagramm einer ersten beispielsweise Schaltung zur Steuerung einer Tunnelbeleuchtungsanlage, und
Fig. 4 ein Flussdiagramm einer zweiten beispielsweisen Schaltung zur Regelung einer Tunnelbeleuchtungsanlage.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden die Tunneleinfahrtsverhältnisse in eine Tunnel-Annäherungszone A, eine Tunnel-Einfahr- oder Übergangszone E und eine Tunnel-Mittelzone M unterteilt.
Wenn ein Automobilist sich einem unbeleuchteten Tunnel nähert und durch das Portal in den Tunnel einfahrt, durchfahrt er Zonen mit grossen Helligkeitsunterschieden, und dies meistens schneller, als sich sein Auge daran anpassen kann. Deshalb ist im allgemeinen im Tunnelinnern eine Beleuch-
3 647 606
tung vorgesehen, die eine entsprechend der erlaubten Fahrzeuggeschwindigkeit genügende Sicht ermöglicht.
Auch wenn das Fahrzeug sich noch vor dem Tunnel befindet, muss sein Fahrer in den Tunnel hinein sehen können, zu-5 mindest auf die Länge seiner Anhaltestrecke. Diese Strecke wird die Einfahrtzone genannt und benötigt die hellste Beleuchtung. Mit zunehmender Anpassung des Auges an die im Tunnel vorhandene Helligkeit kann die Beleuchtung gegen das Innere abnehmen, was in den Übergangszonen erfolgt, io Die Helligkeit der Beleuchtung im inneren Teil des Tunnels der Mittelzone wird bestimmt durch die zulässige Fahrgeschwindigkeit, ob Gegenverkehr vorhanden ist und den veränderlichen Grössen, Sichtweite und Verkehrsdichte, aber nicht mehr durch die Helligkeit im Freien.
i5 Die Beleuchtung eines Tunnels soll also für die Einfahr-und Übergangszonen nach der Aussenhelligkeit und für die Mittelzone nach von der Aussenhelligkeit unabhängigen Kriterien geführt werden.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist am Beginn der Annähe-2orungszone A eine erste Leuchtdichtemesseinrichtung 1 angeordnet, welche innerhalb eines gegen das Tunneleinfahrtsportal P gerichteten Blickfeldes von 20° die Aussenleuchtdichte LA misst.
Ferner ist im Anfangsbereich der Einfahrzone eine zweite 25 ins Tunnelinnere gerichtete Leuchtdichtemesseinrichtung 2 zur Bestimmung der Ist-Einfahrzonenleuchtdichte LE und in der Tunnel-Mittelzone M eine dritte Leuchtdichtemesseinrichtung 3 zur Bestimmung der Ist-Mittelzonenleuchtdichte LM angeordnet.
30 Die Leuchtdichtemesseinrichtungen 1,2 und 3 sind zum Beispiel wie aus Fig. 2 ersichtlich, ausgebildet, indem sie ein das auszumessende Blickfeld auf die Kugelinnenwand einer Ulbricht'schen Kugel 4 abbildendes Zoomobjektiv 5 aufweisen, welch letzteres es erlaubt, den Blickwinkel den örtlichen 35 Bedürfnissen anzupassen, die durch Unterschiede in der Topographie gegeben sein können.
Mit Hilfe einer zwischen dem Zoom-Objektiv 5 und dem Innern der Ulbricht'schen Kugel 4 angeordneten Maske 6 können Teile des Blickfeldes, zum Beispiel der Gegenverkehr, 40 welche einen unerwünschten Einfluss auf das Messergebnis hätten, ausgeblendet werden.
Im Innern der Ulbricht'schen Kugel 4 wird ein homogenes Leuchtdichtefeld erzeugt, das mit Hilfe einer Fotodiode 7 gemessen wird. Ein der letzteren vorgeschaltetes Filter 8 be-45 wirkt eine spektrale Anpassung der Fotodiode 7 an die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges.
In einer in Fig. 3 dargestellten einfachen Ausführung einer Tunnelbeleuchtungsanlage ist nur eine Steuerung derselben vorgesehen.
50 Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung mit Regelkreis wird der aus der Aussenleuchtdichte LA berechnete Sollwert der Einfahrzonenbeleuchtung mit dem Istwert der letzteren verglichen und die Beleuchtung bei einer Differenz je nachdem entsprechend höher oder niedriger geschaltet, sofern die-55 se Differenz grösser als eine Schaltstufe im Beleuchtungsniveau ist.
Das gleiche Verfahren wird für die Tunnelmittelzonenbe-leuchtung angewendet, wobei hier als Führungsgrössen die Verkehrsdichte und die Sichtweite verwendet werden.
C
3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

647606 2 PATENTANSPRÜCHE nete Tunnelbeleuchtung entsprechend steuert sowie eine Ein-
1. Verfahren zur Steuerung einer Tunnelbeleuchtungsan- richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
läge, bei welchem man die Leuchtdichte misst und anhand des Wenn ein Automobilist sich einem unbeleuchteten Tunnel resultierenden Messergebnisses mindestens die in der zuge- nähert und durch das Portal in den Tunnel einfährt, durchwandten Tunneleinfahrtszone (E) angeordnete Tunnelbe- 5 fährt er Zonen mit grossen Helligkeitsunterschieden, und dies leuchtung entsprechend steuert, dadurch gekennzeichnet, meistens schneller, als sich ein Auge daran anpassen kann dass man die Leuchtdichte innerhalb eines gegen das Tunnel- Deshalb ist im allgemeinen im Tunnelinneren eine Beleuch-einfahrtsportal (P) gerichteten, zu einem Raumwinkel mit ei- tung vorgesehen, die eine entsprechend der erlaubten Fahr-nem Kegel von 15 bis 30° gehörenden Blickfeldes, integriert Zeuggeschwindigkeit genügende Sicht ermöglicht.
über diesen Raumwinkel, misst. io Auch wenn das Fahrzeug sich noch vor dem Tunnel befin-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, det, muss sein Fahrer in den Tunnel hineinsehen können, zu-dass man zur Messung der Leuchtdichte den innerhalb des ge- mindest auf die Länge seiner Anhaltestrecke. Diese Strecke gen das Tunneleinfahrtsportal gerichteten Blickfeldes sichtba- wird die Einfahrtszone genannt und benötigt die hellste Be-ren Gegenverkehr ausblendet. leuchtung. Mit zunehmender Anpassung des Auges an die im
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 15 Tunnel vorhandene Helligkeit kann die Beleuchtung gegen zeichnet, dass man die gegen das Tunneleinfahrtsportal (P) das Innere abnehmen, was in den Übergangszonen erfolgt, gerichtete Leuchtdichtemessung in zeitlichen Abständen Die Helligkeit der Beleuchtung im inneren Teil des Tunnels mehrmals wiederholt, anhand der einzelnen Messergebnisse der Mittelzone wird bestimmt durch die zulässige Fahrge-einen Leuchtdichte-Mittelwert berechnet und aus diesem ei- schwindigkeit, ob Gegenverkehr vorhanden ist und den ver-nen Leuchtdichtesoll-Mittelwert für die Tunneleinfahrtszone 20 änderlichen Grössen, Sichtweite und Verkehrsdichte, aber (E) festlegt, und anhand des letzteren mindestens die in der nicht mehr durch die Helligkeit im Freien.
zugewandten Tunneleinfahrtszone (E) angeordnete Tunnel- Die Beleuchtung eines Tunnels soll also für die Einfahr beleuchtung steuert. und Übergangszonen nach der Aussenhelligkeit und für die
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, Mittelzone nach von der Aussenhelligkeit unabhängigen Kri-dass man in der Tunneleinfahrtszone (E) in zeitlichen Abstän- 25 terien geführt werden.
den mehrmals die Leuchtdichte bestimmt, anhand dieser ein- Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird als zelnen Messergebnisse einen Einfahrtszonenleuchtdichte-Mit- Mass für die Helligkeit vor dem Tunnel vom Tunnelportal telwert für die Tunneleinfahrtszone (E) berechnet, und bei ei- aus nach aussen die herrschende Leuchtdichte in der Weise ner Überschreitung einer vorbestimmten Differenz zwischen gemessen, wie es z.B. aus der Zeitschrift «Strassenverkehrs-einem entsprechend festgelegten Leuchtdichtesoll-Mittelwert 30 technik» Heft 2/1975, bekannt ist. Dies hat den Vorzug, dass und dem Leuchtdichte-Mittelwert für die Tunneleinfahrtszo- dem Lichtfühler viel Energie zur Verfügung steht, da er das ne (E) die Tunnelbeleuchtung in letzterer in korrigierendem von der Sonne und dem Himmel eingestrahlte Licht misst und Sinne reguliert. dementsprechend einfach gebaut werden kann. Bei einer sol-
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch chen Messung der Leuchtdichte wird jedoch die Reflexion des gekennzeichnet, dass man die Leuchtdichte in der Tunnelmit- 35 Lichtes auf den links und rechts der Fahrbahn sich befinden-telzone (M) in zeitlichen Abständen mehrmals misst, daraus den Flächen, also innerhalb des normalen Blickfeldes des in einen Ist-Mittelwert berechnet, diesen letzteren mit einem auf den Tunnel einfahrenden Autofahrers nicht berücksichtigt. Grund der Verkehrsdichte und/oder Sichtweite festgelegten Diese Reflexion ist jedoch je nach den Tages- und Jahreszeit-Mittelzonenleuchtdichte-Sollmittelwert vergleicht, und bei ei- Einflüssen sehr unterschiedlich. Der Ansprechpunkt des ner Überschreitung einer vorbestimmten Differenz die Be- 40 Leuchtdichtefühlers muss deshalb auf die ungünstigste mög-leuchtungsstärke der Tunnelmittelzone (M) entsprechend re- liehe Situation eingestellt werden, wodurch während der Zei-guliert. ten günstiger Lichtverhältnisse zuviel Licht zur Verfügung ge-
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach stellt wird. Ferner wird bei diesen bekannten, in Abhängigkeit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdichte- von der Leuchtdichte gesteuerten Anlagen die in der Einfahrmesseinrichtung (1,2,3) eine das auszumessende Blickfeld « zone des Tunnels vorhandene Helligkeit nicht berücksichtigt, auf die Kugelinnenwand einer Ulbricht'schen Kugel (4) ab- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung ei-bildende Optik sowie mindestens eine in das Kugelinnere ge- nes Verfahrens und einer Einrichtung, welche bewirken, dass richtete Leuchtdichtemessanordnung (7) aufweist, und dass nur die wirklich benötigte Lichtmenge dem Fahrer zur Verfü-der Kegel des Raumwinkels der Optik (5) im Bereich von 15 gung gestellt wird, wobei verhindert werden soll, dass entwe-bis 30° liegt. so der zuviel Licht eingeschaltet wird, was Energie- und Geldverschwendung wäre, noch zuwenig Licht eingeschaltet wird,
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, wodurch die Unfallgefahr erhöht würde.
dass die Optik vorzugsweise aus einem Zoom-Objektiv (5) be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, steht, und dass zwischen der Optik und dem Inneren der Ul- dass man die Leuchtdichte innerhalb eines gegen das Tunnel-bricht'schen Kugel (4) eine unerwünschte Teile des Optik- 55 einfahrtsportal gerichteten, zu einem Raumwinkel mit einem Blickfeldes ausblendende Maske (6) angeordnet ist. Kegel von 15 bis 30° gehörenden Blickfeldes, integriert über
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn- diesen Raumwinkel, misst zeichnet, dass die Leuchtdichtemessanordnung (7) mit einem Da insbesondere bei eingeschalteten Scheinwerfern des vorgeschalteten, ihre Empfindlichkeit an die spektrale Emp- Gegenverkehrs das Messergebnis schnellen Änderungen un-findlichkeit des menschlichen Auges anpassenden Filter (8) «o terworfen wäre, ist es zweckmässig, wenn man zur Messung versehen ist. der Leuchtdichte den innerhalb des gegen das Tunneleinfahrtsportal gerichteten Blickfeldes sichtbaren Gegenverkehr ausblendet.
Zur Erzielung eines Regelkreises ist es vorteilhaft, wenn
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