CN101614360B - 自然光和人工光结合的隧道布灯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在按下列步骤进行：步骤1，按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯：获取隧道宽度和隧道外亮度；测量隧道各照明段的长度；计算各照明段需要的照明光通量；分别对过渡段3、过渡段2、过渡段1、入口段、中间段、出口段进行白天照明布灯，判断是否有满足过渡段3、过渡段2、过渡段1、入口段、中间段、出口段照明光通量的太阳能导光光纤，如有，则铺设太阳能导光光纤，如没有，采用LED照明灯布灯；步骤2，按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。本发明能够大大地减少隧道耗电量，并减少维护成本。

Description

自然光和人工光结合的隧道布灯方法

技术领域

本发明属于隧道照明设计领域，具体的说是一种利用自然光和人工光结合的方式来进行隧道布灯的方法。

背景技术

隧道照明系统作为道路营运成本的主要组成部分之一，其节能措施除了合理选择设计参数外，科学选用光源也是照明节能的重要问题。目前我国隧道照明中主要采用的光源有：高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物等、陶瓷金属卤化物灯、高压泵灯、紧凑型荧光灯、电磁感应灯、白光LED灯等。但是采用这些传统的灯具用于隧道照明，维护成本较高，维修起来比较困难，并且耗电量大，与国家的节能政策不相适应。

在欧洲和美国的一些隧道中已经采用了光纤照明，例如美国麻萨诸塞州波士顿的10000多英尺的隧道部分采用光纤照明代替常规灯具，并达到了预想的效果。但是光纤的光源为人工光源，虽然维护相比传统灯具要方便很多，但是仍然存在耗电量大的缺陷。

现有技术的缺陷是：现有的隧道照明系统大部分采用人工光照明，维护成本高，耗电量大，虽然有一些采用了光纤照明，但是由于采用的人工光源，耗电量仍然较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，能够大大地减少隧道耗电量，并减少维护成本。

为达到上述目的，本发明表述一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其关键在于按下列步骤进行：

步骤1：按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行：

第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L；测量隧道各照明段的长度，获得入口段的长度D₁、过渡段1的长度D₂、过渡段2的长度D₃、过渡段3的长度D₄、出口段的长度D₅和中间段的长度D₆，若没必要设置某个过渡段，则该过渡段的长度为零。

第二步，计算各照明段需要的照明光通量：

入口段需要的照明光通量G_λ：G_λ＝L·K_λ·F·W·D₁

过渡段1需要的照明光通量G_过1：G_过1＝L·K_过1·F·W·D₂

过渡段2需要的照明光通量G_过2：G_过2＝L·K_过2·F·W·D₃

过渡段3需要的照明光通量G_过3：G_过3＝L·K_过3·F·W·D₄

出口段需要的照明光通量G_出：G_出＝5B·F·W·D₅

中间段需要的照明光通量G_中：G_中＝B·F·W·D₆

上述六个式子中，K_λ、K_过1、K_过2、K_过3分别表示入口段、过渡段1、过渡段

2、过渡段3的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段需要达到的亮度。

第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第四步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃+D₄的第一太阳能导光光纤，若有该第一太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃+D₄的所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量。

若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯。

第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第五步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃的所述第二太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量。

若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯。

第五步，对过渡段1进行白天照明布灯，若没必要设过渡段1，则直接做第六步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂的所述第三太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量。

若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯。

第六步，对入口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁的第四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明光通量。

若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯。

第七步，对中间段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅+D₆的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅+D₆的所述第五太阳能导光光纤，以满足中间段、出口段所需要的照明光通量。

若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯。

第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅的第六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明光通量。

若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯。

步骤2：按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段，按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。

光纤分为两种：点发光光纤和线发光光纤。点发光光纤仅在发光终端发光，线发光光纤通长发光。

当选择的太阳能导光光纤为线发光光纤时，如果隧道内铺设了长D₁+D₂+D₃+D₄的第一太阳能导光光纤，则该第一太阳能导光光纤在给过渡段3提供照明光通量同时，也给入口段、过渡段1、过渡段2提供了一定的照明光通量，因此，在对过渡段2进行白天照明布灯时，过渡段2所铺设的光纤要考虑到第一太阳能导光光纤已经提供了的照明光通量，同理，在对其他照明段进行白天照明布灯时，都需要考虑已经铺设了的太阳能导光光纤提供的照明光通量。

当选择的太阳能导光光纤为点发光光纤时，由于点发光光纤仅在发光终端发光，因此各照明段铺设的太阳能导光光纤只对该照明段提供照明光通量，在对各照明段进行白天照明布灯时，只需要直接满足步骤1第二步中计算的照明光通量即可，步骤1中的第三、四、五、六、七、八步的顺序也可以颠倒互换。

白天照明时，铺设有太阳能导光光纤的照明段由太阳能导光光纤提供所需的照明光通量，其他照明段由LED照明灯提供所需照明光通量。黎明、黄昏和其他隧道外亮度较低，仅由太阳能导光光纤照明不能满足铺设有太阳能导光光纤的照明段的照明光通量时，调节该照明段的LED照明灯，使该照明段的照明光通量满足照明需求。晚上照明时，太阳能导光光纤不能提供光通量，整个隧道照明由各照明段的LED照明灯提供，调节各照明段的LED照明灯，使各照明段的照明光通量满足中间段所需照明光通量。

本发明的显著效果是：将太阳能导光光纤用于隧道照明，不仅能够大大地减少隧道耗电量，而且由于光纤维护相比传统灯具方便很多，减少了维护成本。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示：一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，按下列步骤进行：

步骤1：按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行：

第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L；测量隧道各照明段的长度，获得入口段的长度D₁、过渡段1的长度D₂、过渡段2的长度D₃、过渡段3的长度D₄、出口段的长度D₅和中间段的长度D₆，若没必要设置某个过渡段，则该过渡段的长度为零。

第二步，计算各照明段需要的照明光通量：

入口段需要的照明光通量G_λ：G_λ＝L·K_λ·F·W·D₁

过渡段1需要的照明光通量G_过1：G_过1＝L·K_过1·F·W·D₂

过渡段2需要的照明光通量G_过2：G_过2＝L·K_过2·F·W·D₃

过渡段3需要的照明光通量G_过3：G_过3＝L·K_过3·F·W·D₄

出口段需要的照明光通量G_出：G_出＝5B·F·W·D₅

中间段需要的照明光通量G_中：G_中＝B·F·W·D₆

上述六个式子中，K_λ、K_过1、K_过2、K_过3分别表示入口段、过渡段1、过渡段

2、过渡段3的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段需要达到的亮度。

第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第四步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃+D₄的第一太阳能导光光纤，若有该第一太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃+D₄的所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量。

若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯。

如果部分过渡段3满足导光光纤的长度要求，也可以对该过渡段3的满足部分铺设导光光纤，其余隧道深处无法满足导光光纤长度要求的过渡段3，则行LED照明灯白天照明布灯。这样能更成分利用自然光资源，以后各段照明隧道的布灯方式也可以按此方式布置光纤和LED照明灯。

第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第五步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃的所述第二太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量。

若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯。

第五步，对过渡段1进行白天照明布灯，若没必要设过渡段1，则直接做第六步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂的所述第三太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量。

若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯。

第六步，对入口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁的第四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明光通量。

若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯。

第七步，对中间段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅+D₆的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅+D₆的所述第五太阳能导光光纤，以满足中间段、出口段所需要的照明光通量。

若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯。

第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅的第六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明光通量。

若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯。

步骤2：按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。

所有太阳能导光光纤从线发光光纤中选择。在对各照明段进行白天照明布灯时，都需要用步骤1第二步中计算的照明光通量减去已铺设光纤对该照明段提供的照明光通量。

白天照明时，铺设有太阳能导光光纤的照明段由太阳能导光光纤提供所需的照明光通量，其他照明段由LED照明灯提供所需照明光通量。黎明、黄昏和其他隧道外亮度较低，仅由太阳能导光光纤照明不能满足铺设有太阳能导光光纤的照明段的照明光通量时，调节该照明段的LED照明灯，使该照明段的照明光通量满足照明需求。晚上照明时，太阳能导光光纤不能提供光通量，整个隧道照明由各照明段的LED照明灯提供，调节各照明段的LED照明灯，使各照明段的照明光通量满足中间段所需照明光通量。

实施例2：

本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于所有太阳能导光光纤从点发光光纤中选择。在对各照明段进行白天照明布灯时，只需要直接满足步骤1第二步中计算的照明光通量即可。

实施例3：

本实施例与实施例2大致相同，其不同之处在于实施例2步骤1的第三、四、五、六步在本实施例中分别为步骤1的第六、五、四、三步。

实施例4：

本实施例与实施例2大致相同，其不同之处在于实施例2步骤1的第三、四、五、六、七、八步在本实施例中分别为步骤1的第五、七、六、三、四、八步。

Claims (1)

1.一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，其特征在于按下列步骤进行：

步骤1：按照白天照明方式对隧道每个照明段布灯，具体按下列步骤进行：

第一步，获取隧道宽度W和隧道外亮度L；测量隧道各照明段的长度，获得入口段的长度D₁、过渡段1的长度D₂、过渡段2的长度D₃、过渡段3的长度D₄、出口段的长度D₅和中间段的长度D₆，若没必要设置某个过渡段，则该过渡段的长度为零；

第二步，计算各照明段需要的照明光通量：

入口段需要的照明光通量G_λ：G_λ＝L·K_λ·F·W·D₁

过渡段1需要的照明光通量G_过1：G_过1＝L·K_过1·F·W·D₂

过渡段2需要的照明光通量G_过2：G_过2＝L·K_过2·F·W·D₃

过渡段3需要的照明光通量G_过3：G_过3＝L·K_过3·F·W·D₄

出口段需要的照明光通量G_出：G_出＝5B·F·W·D₅

中间段需要的照明光通量G_中：G_中＝B·F·W·D₆

上述六个式子中，K_λ、K_过1、K_过2、K_过3分别表示入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3的折减系数，F表示路面反射性能，B表示中间段需要达到的亮度；

第三步，对过渡段3进行白天照明布灯，若没必要设过渡段3，则直接做第四步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃+D₄的第一太阳能导光光纤，若有该第一太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃+D₄的所述第一太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3所需要的照明光通量；

若没有该第一太阳能导光光纤，则对过渡段3进行LED照明灯白天照明布灯；

第四步，对过渡段2进行白天照明布灯，若没必要设过渡段2，则直接做第五步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂+D₃的第二太阳能导光光纤，若有该第二太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂+D₃的所述第二太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1、过渡段2所需要的照明光通量；

若没有该第二太阳能导光光纤，则对过渡段2进行LED照明灯白天照明布灯；

第五步，对过渡段1进行白天照明布灯，若没必要设过渡段1，则直接做第六步：

判断是否有能满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁+D₂的第三太阳能导光光纤，若有该第三太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁+D₂的所述第三太阳能导光光纤，以满足入口段、过渡段1所需要的照明光通量；

若没有该第三太阳能导光光纤，则对过渡段1进行LED照明灯白天照明布灯；

第六步，对入口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足入口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₁的第四太阳能导光光纤，若有该第四太阳能导光光纤，则从隧道入口段的入口处开始在隧道内铺设长D₁的所述第四太阳能导光光纤，以满足入口段所需要的照明光通量；

若没有该第四太阳能导光光纤，则对入口段进行LED照明灯白天照明布灯；

第七步，对中间段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足中间段、出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅+D₆的第五太阳能导光光纤，若有该第五太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅+D₆的所述第五太阳能导光光纤，以满足中间段、出口段所需要的照明光通量；

若没有该第五太阳能导光光纤，则对中间段进行LED照明灯白天照明布灯；

第八步，对隧道的出口段进行白天照明布灯：

判断是否有能满足出口段所需要的照明光通量，且最大导光长度为D₅的第六太阳能导光光纤，若有该第六太阳能导光光纤，则从隧道出口段的出口处开始在隧道内铺设长D₅的所述第六太阳能导光光纤，以满足出口段所需要的照明光通量；

若没有该第六太阳能导光光纤，则对出口段进行LED照明灯白天照明布灯；

步骤2：按照晚上照明方式，对隧道内仅铺设太阳能导光光纤的照明段，按照中间段进行LED照明灯晚上照明布灯。