CN117858298B - 一种用于地铁候车厅的太阳光及led灯光混合照明控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明控制系统技术领域,尤其涉及一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,包括日光采集器、导光体、灯板、亮度感应器、补光LED灯具、监控模块以及控制模块。本发明控制模块根据候车厅内人员数量计算得出照明亮度需求值L,控制模块以照明亮度需求值L实时控制日光采集器以及补光LED灯具调整灯板亮度并对候车厅进行照明。针对候车厅人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具调整灯板亮度,在高峰期,系统能够迅速响应人流量的增加,自动提升照明亮度,确保乘客的出行安全与舒适;而在低峰期,系统则能够智能降低照明亮度,有效节省电力资源,实现能源的高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及照明控制系统技术领域,尤其涉及一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统。
背景技术
地铁候车厅,作为地铁车站的核心区域,承载着乘客们等待列车到来的期望与需求。为确保这一空间的舒适与便捷,车站需耗费大量电力以维持各类设施与系统的稳定运作。
然而,当前地铁车站的能源管理体系尚待完善,对照明电力的监控尤为不足。由于缺乏有效的监控机制,车站难以根据人流量的高峰期与低峰期灵活调整照明电力使用,这无疑加剧了电力的浪费。为改善这一现状,我们亟需对现有的能源管理策略进行优化。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,针对候车厅人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具调整灯板亮度,在高峰期,系统能够迅速响应人流量的增加,自动提升照明亮度,确保乘客的出行安全与舒适;而在低峰期,系统则能够智能降低照明亮度,有效节省电力资源,实现能源的高效利用。
为实现上述目的,本发明的一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,包括日光采集器、导光体、灯板、亮度感应器、补光LED灯具、监控模块以及控制模块,
日光采集器包括静态采光装置、动态采光装置以及日光动态跟踪模块,
静态采光装置设置于户外,用于采集太阳光并把太阳光通过导光体传导于灯板;
灯板设置于候车厅中用于利用所采集的太阳光对候车厅进行照明;
动态采光装置活动设置于静态采光装置内部并用于控制静态采光装置的采光量,从而调整灯板的亮度;
日光动态跟踪模块用于实时监测户外太阳的位置并把太阳的位置反馈至控制模块;
亮度感应器设置于候车厅中,用于感知候车厅内的亮度并把候车厅内的亮度反馈至控制模块;
补光LED灯具设置于灯板内,控制模块通过补光LED灯具调整灯板的亮度进行调整;
监控模块监测候车厅内的图像画面,监控模块统计图像画面内人员数量并反馈至控制模块;
控制模块先根据候车厅内人员数量计算得出照明亮度需求值L,然后以照明亮度需求值L实时控制日光采集器以及补光LED灯具执行具体动作,从而调整灯板的亮度以使得灯板以照明亮度需求值L对候车厅进行照明;
针对候车厅人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具调整灯板调整灯板的亮度的方法,具体包括:静态采光装置采集太阳光通过导光体传导于灯板,灯板对太阳光进行散射处理以使得太阳光扩散至候车厅中,从而均匀照亮候车厅;亮度感应器感知候车厅的亮度并反馈至控制模块,控制模块把照明亮度需求值L与候车厅的亮度进行比对;
当候车厅的亮度低于照明亮度需求值L时,控制模块根据太阳位置信息,控制动态采光装置动作,以使得太阳光更充分地射入静态采光装置内,从而增加静态采光装置的采光量,达到了提升候车厅亮度的效果;此时亮度感应器再次反馈候车厅当前的亮度至控制模块,由控制模块把候车厅当前高度与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅的亮度还是低于照明亮度需求值L,则控制模块启动补光LED灯具对导光体进行补光,增加灯板的照明亮度;
当候车厅的亮度高于照明亮度需求值L时,控制模块停止补光LED灯具对导光体进行补光,亮度感应器再次反馈候车厅的当前亮度至控制模块,控制模块再度把候车厅的当前亮度与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅的亮度还是高于照明亮度需求值L,控制模块控制动态采光装置动作以遮挡部分太阳光,从而达到减少静态采光装置的采光量的目的,实现了控制灯板对候车厅照明的亮度的效果。
优选的,静态采光装置包括依次设置的第一透光镜、导光筒、第二透光镜以及集光筒,所述集光筒与导光体连接,太阳光经第一透光镜导入导光筒,再由第二透光镜对太阳光进行聚光后导入集光筒,集光筒内的太阳光再经导光体传导于灯板,经灯板利用太阳光照亮候车厅,从而合理利用太阳光,达到了减少照明电耗的效果。
优选的,动态采光装置包括旋转架、反光板以及驱动器,导光筒外侧设置有分隔筒,分隔筒与导光筒内壁之间设置有容纳空间,旋转架转动于容纳空间内,旋转架内设置有导向槽,驱动器固定于旋转架并用于驱动反光板沿导向槽伸出或缩入,反光板包括反光凹面和反光凸面;
若需要增加对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架转动,以使反光板的反光凹面朝向太阳,然后通过驱动器驱动反光板沿导向槽伸出并显露于容纳空间以外,反光凹面将太阳光从第一透光镜背向太阳的一侧反射到导光筒内,实现增加静态采光装置的采光量;
若需要减少对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架转动,以使反光板的反光凸面朝向太阳,驱动器驱动反光板沿导向槽伸出并显露于容纳空间以外,反光凸面对照射于第一透光镜的太阳光进行遮挡,实现遮挡部分太阳光以减少静态采光装置的采光量。
优选的,灯板包括壳体、散光件以及导光块,散光件固定于壳体,导光块固定于散光件的一侧,导光块设置有用于固定补光LED灯具的第一固定槽和用于固定导光体的第二固定槽;
第一固定槽和第二固定槽之间设置有导光斜面,导光斜面对应第一固定槽设置有第一导光面,导光斜面对应第二固定槽设置有第二导光面。
优选的,照明亮度需求值L的计算公式为:
L=L_base+\left(\frac{N- N_base}{N_max-N_base}\right)\times(L_max-L_base);
其中 ,L_base为基础照明亮度(单位:勒克斯,lux);
N为实际人员数量(单位:人);
N_base为基础人员数量(单位:人);
N_max为最大人员数量(单位:人);
L_max为最大照明亮度(单位:勒克斯,lux);
L_max的数值为:,N_base为一个非零的常数,N_max的数值是N_base数值的2倍以上。
优选的,其中L_base的计算公式为:
L_base=k_size×(A+V)+k_height×H+k_ambient+k_safety;
其中,k_size为一个根据面积和体积调整亮度的系数,k_size的系数为 0.5-0.8;
A为地面面积(单位:平方米);
V为容积(单位:立方米);
k_height为一个根据高度调整亮度的系数,k_height的系数为 0.2-0.5;
H为的高度(单位:米);
k_ambient为考虑自然光影响的系数,k_ambient的系数为-0.2、-0.3、-0.4或-0.5;
k_safety为确保安全照明所需的最低亮度系数,k_safety为100lux-600lux。
优选的,候车厅划分为至少两个出入口区域、公共区域、导流区域以及候车区域,
在候车区域对应各个上下车门的两侧均设置一个排队上车区,当监控模块监测到一个排队上车区内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的排队上车区的照明亮度需求值L调整为L/3。
优选的,还包括LED射灯,候车区域中设置有关爱人群上车区,多个LED射灯沿出入口区域、公共区域、导流区域以及候车区域的关爱人群上车区设置,多个LED射灯向候车厅地面投射的光斑由向出入口区域向关爱人群上车区方向逐渐缩小;
当监控模块从监测候车厅内的图像画面中发现有坐轮椅的乘客时反馈至控制模块,控制模块控制多个LED射灯依次逐个分别向候车厅地面投射光斑,引导坐轮椅的乘客经关爱人群上车区上车。
优选的,出入口区域设置有警示灯,灯板内还设置有变色LED灯,监控模块监测实时监测出入口区域人数,当监控模块监测到一个出入口区域内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的出入口区域内的变色LED灯以2分之一的亮度点亮,一方增加到达人数上限的出入口区域内的照明亮度,另一方面变改到达人数上限的出入口区域内的照明的色温起警示作用;
当监控模块监测出入口区域内人数超过预设上限2倍以上时,控制模块则将警示灯点亮,并且控制模块将出入口区域靠近公共区域处的变色LED灯以最高亮度点亮,以使出入口区域与公共区域连接处形成警示光幕。
本发明的有益效果:本发明控制模块先根据候车厅内人员数量计算得出照明亮度需求值L,然后以照明亮度需求值L实时控制日光采集器以及补光LED灯具执行具体动作,从而调整灯板的亮度以使得灯板以照明亮度需求值L对候车厅进行照明。
针对候车厅人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具调整灯板亮度,在高峰期,系统能够迅速响应人流量的增加,自动提升照明亮度,确保乘客的出行安全与舒适;而在低峰期,系统则能够智能降低照明亮度,有效节省电力资源,实现能源的高效利用。
附图说明
图1为本发明的日光采集器、导光体、灯板以及补光LED灯具的结构示意图。
图2为本发明的静态采光装置以及动态采光装置的结构示意图。
图3为本发明的灯板的结构示意图。
图4为本发明的候车厅的结构示意图。
附图标记包括:
1、日光采集器;11、静态采光装置;111、第一透光镜;112、导光筒;113、第二透光镜;114、集光筒;115、分隔筒;12、动态采光装置;121、旋转架;122、反光板;1221、反光凹面;1222、反光凸面;123、驱动器;124、导向槽;2、导光体;3、灯板;31、壳体;32、散光件;33、导光块;331、第一固定槽;332、第二固定槽;34、导光斜面;341、第一导光面;342、第二导光面;4、补光LED灯具;5、候车厅;51、出入口区域;52、公共区域;53、导流区域;54、候车区域;55、排队上车区;56、关爱人群上车区6、LED射灯;7、警示灯;8、变色LED灯。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1至图4所示,本发明的一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,包括日光采集器1、导光体2、灯板3、亮度感应器、补光LED灯具4、监控模块以及控制模块,导光体2为光纤,亮度感应器为光敏感传感器,监控模块为摄像机,控制模块为云计算服务器或单片机。
日光采集器1包括静态采光装置11、动态采光装置12以及日光动态跟踪模块,日光动态跟踪模块为太阳能跟踪模块、光源追踪板或太阳能自动跟踪器。静态采光装置11设置于户外,用于采集太阳光并把太阳光通过导光体2传导于灯板3。灯板3设置于候车厅5中用于利用所采集的太阳光对候车厅进行照明。动态采光装置12活动设置于静态采光装置11内部并用于控制静态采光装置11的采光量,从而调整灯板3的亮度。日光动态跟踪模块用于实时监测户外太阳的位置并把太阳的位置反馈至控制模块。亮度感应器设置于候车厅5中,用于感知候车厅5内的亮度并把候车厅5内的亮度反馈至控制模块。补光LED灯具4设置于灯板3内,控制模块通过补光LED灯具4调整灯板3的亮度。监控模块监测候车厅5内的图像画面,监控模块统计图像画面内人员数量并反馈至控制模块。
控制模块先根据候车厅5内人员数量计算得出照明亮度需求值L,然后以照明亮度需求值L实时控制日光采集器1以及补光LED灯具4执行具体动作,从而调整灯板3的亮度以使得灯板3以照明亮度需求值L对候车厅5进行照明,从而确保候车厅5内始终保持适宜的照明环境。
本发明针对候车厅5人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具4调整灯板3亮度,在高峰期,系统能够迅速响应人流量的增加,自动提升照明亮度,确保乘客的出行安全与舒适;而在低峰期,系统则能够智能降低照明亮度,有效节省电力资源,实现能源的高效利用。
本实施例的日光采集器1调整灯板3的亮度的方法,具体包括:静态采光装置11采集太阳光通过导光体2传导于灯板3,灯板3对太阳光进行散射处理以使得太阳光扩散至候车厅5中,从而均匀照亮候车厅5;亮度感应器感知候车厅5的亮度并反馈至控制模块,控制模块把照明亮度需求值L与候车厅5的亮度进行比对。
当候车厅5的亮度低于照明亮度需求值L时,控制模块根据太阳位置信息,控制动态采光装置12动作,以使得太阳光更充分地射入静态采光装置11内,从而增加静态采光装置11的采光量,达到了提升候车厅5亮度的效果;此时亮度感应器再次反馈候车厅5的当前亮度至控制模块,由控制模块把候车厅5当前亮度再次与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅5的亮度还是低于照明亮度需求值L,则控制模块启动补光LED灯具4对导光体2进行补光,增加灯板3的照明亮度。
当候车厅5的亮度高于照明亮度需求值L时,控制模块停止补光LED灯具4对导光体2进行补光,亮度感应器再次反馈候车厅5的当前亮度至控制模块,控制模块再度把候车厅5的当前亮度与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅5的亮度还是高于照明亮度需求值L,控制模块控制动态采光装置12动作以遮挡部分太阳光,从而达到减少静态采光装置11的采光量的目的,实现了控制灯板3对候车厅5照明的亮度的效果。
如图2所示,本实施例的静态采光装置11包括依次设置的第一透光镜111、导光筒112、第二透光镜113以及集光筒114。所述集光筒114与导光体2连接,太阳光经第一透光镜111导入导光筒112,再由第二透光镜113对太阳光进行聚光后导入集光筒114,集光筒114内的太阳光再经导光体2传导于灯板3,经灯板3利用太阳光照亮候车厅5,从而合理利用太阳光,达到了减少照明电耗的效果。
实际使用中,第一透光镜111为弧型凸透镜,第一透光镜111内壁设置有多个沿第一透光镜111内壁弧度设置的菲尼尔透镜,便于第一透光镜111采集户外多个角度的太阳光。第二透光镜113为菲尼尔透镜,便于第二透光镜113聚光。
较佳的,第一透光镜111包括顶部凸透面以及侧部环型凸透面,通过顶部凸透面以及侧部环型凸透面增加第一透光镜111的透光量。
如图2所示,本实施例的动态采光装置12包括旋转架121、反光板122以及驱动器123,驱动器123可以是步进电机、伺服电机、气缸或线性电机的其中一种。导光筒112外侧设置有分隔筒115,分隔筒115与导光筒112内壁之间设置有容纳空间,旋转架121转动于容纳空间内,旋转架121内设置有导向槽124,驱动器123固定于旋转架121并用于驱动反光板122沿导向槽124伸出或缩入,反光板122包括反光凹面1221和反光凸面1222。
使用时,若需要增加对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架121转动,以使反光板122的反光凹面1221朝向太阳,然后通过驱动器123驱动反光板122沿导向槽124上升显露于容纳空间以外,反光凹面1221将太阳光从第一透光镜111背向太阳的一侧反射到导光筒112内,实现增加静态采光装置11的采光量。
若需要减少对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架121转动,以使反光板122的反光凸面1222朝向太阳,驱动器123驱动反光板122沿导向槽124上升显露于容纳空间以外,反光凸面1222对照射于第一透光镜111的太阳光进行遮挡,实现遮挡部分太阳光以减少静态采光装置11的采光量。
较佳的,反光板122的两侧均设置有记忆金属条,记忆金属条呈弧状设置,一方面通过记忆金属条使显露于容纳空间以外的反光板122以预设的曲率展开并对太阳光进行反射,另一方面通过记忆金属条与导向槽124滑动连接,减少反光板122上升或下降的滑动磨损。记忆金属条的曲率K的计算公式为:
。
其中,r_inner为第一透光镜111的曲率,r_inner为一个非零的常数。若第一透光镜111为外轮廓为多段曲线,则r_inner以多段曲线的平均曲率计算。
如图3所示,本实施例的灯板3包括壳体31、散光件32以及导光块33,散光件32固定于壳体31,导光块33固定于散光件32的一侧,导光块33设置有用于固定补光LED灯具4的第一固定槽331和用于固定导光体2的第二固定槽332,使补光LED灯具4以及导光体2分别固定于导光块33。
第一固定槽331和第二固定槽332之间设置有导光斜面34,导光斜面34对应第一固定槽331设置有第一导光面341,导光斜面34对应第二固定槽332设置有第二导光面342。导光块33通过第一导光面341将补光LED灯具4发出的灯光反向于散光件32,导光块33通过第二导光面342将导光体2传导的太阳光反向于散光件32,使散光件32对候车厅5进行照明。
较佳的,散光件32包括引光部、反射部以及散射部,引光部、反射部以及散射部一体成型设置,导光块33通过导光斜面34传导的光线从引光部进入反射部再从散射部向候车厅5进行照明。
本实施例的照明亮度需求值L的计算公式为:
L=L_base+\left(\frac{N- N_base}{N_max-N_base}\right)\times(L_max-L_base)。
其中 ,L_base为基础照明亮度(单位:勒克斯,lux)。
N为实际人员数量(单位:人)。
N_base为基础人员数量(单位:人)。
N_max为最大人员数量(单位:人)。
L_max为最大照明亮度(单位:勒克斯,lux)。
L_max的数值为:。
N_base为一个非零的常数,N_max的数值是N_base数值的2倍以上。
本实施例的其中L_base的计算公式为:
L_base=k_size×(A+V)+k_height×H+k_ambient+k_safety;
其中,k_size为一个根据面积和体积调整亮度的系数,k_size的系数为 0.5-0.8,如:0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75或0.8等;
A为地面面积(单位:平方米);
V为容积(单位:立方米);
k_height为一个根据高度调整亮度的系数,k_height的系数为 0.2-0.5,如:-0.2、-0.3、-0.35、-0.4、-0.45或-0.5等;
H为的高度(单位:米);
k_ambient为考虑自然光影响的系数,k_ambient的系数为-0.2、-0.3、-0.4或-0.5等;
k_safety为确保安全照明所需的最低亮度系数,k_safety为100lux-600lux,如100lux、150lux、200lux、300lux、350lux、400lux、450lux、500lux或600lux等。
通过L_base的计算公式合理的计算出一个区域内的基础照明亮度的数值。
如图4所示,本实施例的候车厅5划分为至少两个出入口区域51、公共区域52、导流区域53以及候车区域54,
在候车区域54对应各个上下车门的两侧均设置一个排队上车区55,当监控模块监测到一个排队上车区55内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的排队上车区55的照明亮度需求值L调整为L/3,使到达人数上限的排队上车区55的照明亮度降底,未到达人数上限的排队上车区55的照明亮度不变,起到提示乘客走至人数较少的排队上车区55等待上车的作用,避免出现部分排队上车区55人数过多,影响乘客上下车速度。
本实施例的还包括LED射灯6,候车区域54中设置有关爱人群上车区56,多个LED射灯6沿出入口区域51、公共区域52、导流区域53以及候车区域54的关爱人群上车区56设置,多个LED射灯6向候车厅5地面投射的光斑由向出入口区域51向关爱人群上车区56方向逐渐缩小。
当监控模块从监测候车厅5内的图像画面中发现有坐轮椅的乘客时反馈至控制模块,控制模块控制多个LED射灯6依次逐个分别向候车厅5地面投射光斑,一方面引导坐轮椅的乘客经关爱人群上车区56上车,另一方面也引起乘务员的注意,随时为坐轮椅的乘客提供帮助。
本实施例的出入口区域51设置有警示灯7,灯板3内还设置有变色LED灯8,监控模块监测实时监测出入口区域51人数,当监控模块监测到一个出入口区域51内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的出入口区域51内的变色LED灯8以2分之一的亮度点亮,一方增加到达人数上限的出入口区域51内的照明亮度,另一方面变改到达人数上限的出入口区域51内的照明的色温起警示作用。提示该出入口区域51人数较多,提示乘客人员较多有序通过出入口区域51。
当监控模块监测出入口区域51内人数超过预设上限2倍以上时,控制模块则将警示灯7点亮,并且控制模块将出入口区域51靠近公共区域52处的变色LED灯8以最高亮度点亮,以使出入口区域51与公共区域52连接处形成警示光幕。提示该出入口区域51人数过多,未进入该出入口区域51暂停进入或从其他出入口区域51离开候车厅。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,其特征在于:包括日光采集器(1)、导光体(2)、灯板(3)、亮度感应器、补光LED灯具(4)、监控模块以及控制模块,
日光采集器(1)包括静态采光装置(11)、动态采光装置(12)以及日光动态跟踪模块,
静态采光装置(11)设置于户外,用于采集太阳光并把太阳光通过导光体(2)传导于灯板(3);
灯板(3)设置于候车厅(5)中用于利用所采集的太阳光对候车厅进行照明;
动态采光装置(12)活动设置于静态采光装置(11)内部并用于控制静态采光装置(11)的采光量,从而调整灯板(3)的亮度;
日光动态跟踪模块用于实时监测户外太阳的位置并把太阳的位置反馈至控制模块;
亮度感应器设置于候车厅(5)中,用于感知候车厅(5)内的亮度并把候车厅(5)内的亮度反馈至控制模块;
补光LED灯具(4)设置于灯板(3)内,控制模块通过补光LED灯具(4)调整灯板(3)的亮度进行调整;
监控模块监测候车厅(5)内的图像画面,监控模块统计图像画面内人员数量并反馈至控制模块;
控制模块先根据候车厅(5)内人员数量计算得出照明亮度需求值L,然后以照明亮度需求值L实时控制日光采集器(1)以及补光LED灯具(4)执行具体动作,从而调整灯板(3)的亮度以使得灯板(3)以照明亮度需求值L对候车厅(5)进行照明;
针对候车厅(5)人流的高峰期和低峰期进行了照明电力的适时有效监控,通过日光采集器以及补光LED灯具(4)调整灯板(3)亮度,在高峰期,系统能够迅速响应人流量的增加,自动提升照明亮度,确保乘客的出行安全与舒适;而在低峰期,系统则能够智能降低照明亮度,有效节省电力资源,实现能源的高效利用;
日光采集器(1)调整灯板(3)的亮度的方法,具体包括:静态采光装置(11)采集太阳光通过导光体(2)传导于灯板(3),灯板(3)对太阳光进行散射处理以使得太阳光扩散至候车厅(5)中,从而均匀照亮候车厅(5);亮度感应器感知候车厅(5)的亮度并反馈至控制模块,控制模块把照明亮度需求值L与候车厅(5)的亮度进行比对;
当候车厅(5)的亮度低于照明亮度需求值L时,控制模块根据太阳位置信息,控制动态采光装置(12)动作,以使得太阳光更充分地射入静态采光装置(11)内,从而增加静态采光装置(11)的采光量,达到了提升候车厅(5)亮度的效果;此时亮度感应器再次反馈候车厅(5)当前的亮度至控制模块,由控制模块把候车厅(5)当前高度与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅(5)的亮度还是低于照明亮度需求值L,则控制模块启动补光LED灯具(4)对导光体(2)进行补光,增加灯板(3)的照明亮度;
当候车厅(5)的亮度高于照明亮度需求值L时,控制模块停止补光LED灯具(4)对导光体(2)进行补光,亮度感应器再次反馈候车厅(5)的当前亮度至控制模块,控制模块再度把候车厅(5)的当前亮度与照明亮度需求值L进行比对,若候车厅(5)的亮度还是高于照明亮度需求值L,控制模块控制动态采光装置(12)动作以遮挡部分太阳光,从而达到减少静态采光装置(11)的采光量的目的,实现了控制灯板(3)对候车厅(5)照明的亮度的效果;
静态采光装置(11)包括依次设置的第一透光镜(111)、导光筒(112)、第二透光镜(113)以及集光筒(114),所述集光筒(114)与导光体(2)连接,太阳光经第一透光镜(111)导入导光筒(112),再由第二透光镜(113)对太阳光进行聚光后导入集光筒(114),集光筒(114)内的太阳光再经导光体(2)传导于灯板(3),经灯板(3)利用太阳光照亮候车厅(5),从而合理利用太阳光,达到了减少照明电耗的效果;
动态采光装置(12)包括旋转架(121)、反光板(122)以及驱动器(123),导光筒(112)外侧设置有分隔筒(115),分隔筒(115)与导光筒(112)内壁之间设置有容纳空间,旋转架(121)转动于容纳空间内,旋转架(121)内设置有导向槽(124),驱动器(123)固定于旋转架(121)并用于驱动反光板(122)沿导向槽(124)伸出或缩入,反光板(122)包括反光凹面(1221)和反光凸面(1222);
若需要增加对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架(121)转动,以使反光板(122)的反光凹面(1221)朝向太阳,然后通过驱动器(123)驱动反光板(122)沿导向槽(124)伸出并显露于容纳空间以外,反光凹面(1221)将太阳光从第一透光镜(111)背向太阳的一侧反射到导光筒(112)内,实现增加静态采光装置(11)的采光量;
若需要减少对于太阳光的采集量,则由控制模块根据太阳位置信息控制旋转架(121)转动,以使反光板(122)的反光凸面(1222)朝向太阳,驱动器(123)驱动反光板(122)沿导向槽(124)伸出并显露于容纳空间以外,反光凸面(1222)对照射于第一透光镜(111)的太阳光进行遮挡,实现遮挡部分太阳光以减少静态采光装置(11)的采光量;
反光板(122)的两侧均设置有记忆金属条,记忆金属条呈弧状设置,一方面通过记忆金属条使显露于容纳空间以外的反光板(122)以预设的曲率展开并对太阳光进行反射,另一方面通过记忆金属条与导向槽(124)滑动连接,减少反光板(122)上升或下降的滑动磨损;记忆金属条的曲率K的计算公式为:
K=1/(2 * r_inner);
其中,r_inner为第一透光镜(111)的曲率,r_inner为一个非零的常数;若第一透光镜(111)为外轮廓为多段曲线,则r_inner以多段曲线的平均曲率计算;
照明亮度需求值L的计算公式为:
L=L_base+\left(\frac{N- N_base}{N_max-N_base}\right)\times(L_max-L_base);
其中 ,L_base为基础照明亮度,单位为勒克斯;
N为实际人员数量,单位为人;
N_base为基础人员数量,单位为人;
N_max为最大人员数量,单位为人;
L_max为最大照明亮度,单位为勒克斯;
L_max的数值为:L_base*1.5,N_base为一个非零的常数,N_max的数值是N_base数值的2倍以上;
其中L_base的计算公式为:
L_base=k_size×(A+V)+k_height×H+k_ambient+k_safety;
其中,k_size为一个根据面积和体积调整亮度的系数,k_size的系数为 0.5-0.8;
A为地面面积,单位为平方米;
V为容积,单位为立方米;
k_height为一个根据高度调整亮度的系数,k_height的系数为 0.2-0.5;
H为高度,单位为米;
k_ambient为考虑自然光影响的系数,k_ambient的系数为-0.2、-0.3、-0.4或-0.5;
k_safety为确保安全照明所需的最低亮度系数,k_safety为100lux-600lux;
灯板(3)包括壳体(31)、散光件(32)以及导光块(33),散光件(32)固定于壳体(31),导光块(33)固定于散光件(32)的一侧,导光块(33)设置有用于固定补光LED灯具(4)的第一固定槽(331)和用于固定导光体(2)的第二固定槽(332);
第一固定槽(331)和第二固定槽(332)之间设置有导光斜面(34),导光斜面(34)对应第一固定槽(331)设置有第一导光面(341),导光斜面(34)对应第二固定槽(332)设置有第二导光面(342);
散光件(32)包括引光部、反射部以及散射部,引光部、反射部以及散射部一体成型设置,导光块(33)通过导光斜面(34)传导的光线从引光部进入反射部再从散射部向候车厅(5)进行照明;
第一透光镜(111)包括顶部凸透面以及侧部环型凸透面,通过顶部凸透面以及侧部环型凸透面增加第一透光镜(111)的透光量;第一透光镜(111)内壁设置有多个沿第一透光镜(111)内壁弧度设置的菲尼尔透镜;第一透光镜(111)为弧型凸透镜,第一透光镜(111)内壁设置有多个沿第一透光镜(111)内壁弧度设置的菲尼尔透镜;第二透光镜(113)为菲尼尔透镜;
候车厅(5)划分为至少两个出入口区域(51)、公共区域(52)、导流区域(53)以及候车区域(54),
在候车区域(54)对应各个上下车门的两侧均设置一个排队上车区(55),当监控模块监测到一个排队上车区(55)内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的排队上车区(55)的照明亮度需求值L调整为L/3,使到达人数上限的排队上车区(55)的照明亮度降底,未到达人数上限的排队上车区(55)的照明亮度不变,起到提示乘客走至人数较少的排队上车区(55)等待上车的作用,避免出现部分排队上车区(55)人数过多,影响乘客上下车速度。
2.根据权利要求1的一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,其特征在于:还包括LED射灯(6),候车区域(54)中设置有关爱人群上车区(56),多个LED射灯(6)沿出入口区域(51)、公共区域(52)、导流区域(53)以及候车区域(54)的关爱人群上车区(56)设置,多个LED射灯(6)向候车厅(5)地面投射的光斑由向出入口区域(51)向关爱人群上车区(56)方向逐渐缩小;
当监控模块从监测候车厅(5)内的图像画面中发现有坐轮椅的乘客时反馈至控制模块,控制模块控制多个LED射灯(6)依次逐个分别向候车厅(5)地面投射光斑,引导坐轮椅的乘客经关爱人群上车区(56)上车。
3.根据权利要求1的一种用于地铁候车厅的太阳光及LED灯光混合照明控制系统,其特征在于:出入口区域(51)设置有警示灯(7),灯板(3)内还设置有变色LED灯(8),监控模块监测实时监测出入口区域(51)人数,当监控模块监测到一个出入口区域(51)内的人数达到预设上限时,控制模块则将到达人数上限的出入口区域(51)内的变色LED灯(8)以2分之一的亮度点亮,一方增加到达人数上限的出入口区域(51)内的照明亮度,另一方面变改到达人数上限的出入口区域(51)内的照明的色温起警示作用;
当监控模块监测出入口区域(51)内人数超过预设上限2倍以上时,控制模块则将警示灯(7)点亮,并且控制模块将出入口区域(51)靠近公共区域(52)处的变色LED灯(8)以最高亮度点亮,以使出入口区域(51)与公共区域(52)连接处形成警示光幕。
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