JP2015135726A - Illuminance control system for illumination facility - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a tunnel illumination utilizing a DC with a good power efficiency and an illumination power supply device with extremely-low probability of loss of power supply in a modern society where improvement in energy utilization efficiency is demanded, to reduce a noise, to secure a proper brightness depending on a location in a tunnel, to utilize a natural energy, to automatically and remotely adjust a brightness in the tunnel with exterior brightness, to inform the exterior at an occurrence of problems, and to enable warning display by blinking of illumination.SOLUTION: An illuminance control system for an illumination facility is configured by a plurality of illuminating devices installed in a structure having an opening communicated with the exterior at an end part. Each difference in distances from installation positions of the plurality of illuminating devices to the opening, and an exterior illuminance in real time, are respectively measured, and each illuminance for the plurality of illuminating devices provided in the structure is decided by the measurement value.

Description

本発明は、例えばトンネル内の照明設備について、その照度を制御する照明設備の照度制御システムに係り、主に、太陽光発電などの自然エネルギーおよび商用電源の複数の電源を直流として合成し、例えばLEDなど照明装置に照明用電力を供給する照明設備の照度制御システムであり、前記太陽光発電の発電電力に対応してトンネル内の照度を自動調整し、また、直流を使用することでトンネル内に放射されるノイズを低減し、深度における適切な照度調整と、故障検出および故障箇所推定、事故等の警告表示を可能とする照明設備の照度制御システムに関するものである。
The present invention relates to an illuminance control system of a lighting facility that controls the illuminance of, for example, a lighting facility in a tunnel, and mainly combines a plurality of power sources of natural energy such as solar power generation and a commercial power source as a direct current, for example, It is an illuminance control system for lighting equipment that supplies lighting power to lighting devices such as LEDs, and automatically adjusts the illuminance in the tunnel in response to the power generated by the photovoltaic power generation, and also uses DC in the tunnel The present invention relates to an illuminance control system for lighting equipment that can reduce noise radiated to the light source and enable appropriate illuminance adjustment at depth, fault detection, fault location estimation, and warning display such as accidents.

エネルギー問題が重要な課題となりつつある現代社会において、自然エネルギーの導入は急務であり、また、エネルギーの消費においても、エネルギー利用効率の向上が求められている。近年の半導体技術の進歩により、直流利用における電力効率は格段に向上しており、また、自然エネルギーの代表ともいえる太陽光発電によって得られる電力も直流であり、また、高効率の照明装置として注目されているLEDも直流で動作するものである。そこで、発電から消費まで直流として利用することで、効率を向上させることも可能である。   In today's society, where energy issues are becoming an important issue, the introduction of natural energy is an urgent task, and the improvement of energy utilization efficiency is also required in energy consumption. Due to recent advances in semiconductor technology, the power efficiency in the use of direct current has been dramatically improved, and the power obtained by solar power generation, which is a representative of natural energy, is also direct current. The LEDs that are used also operate with direct current. Therefore, it is possible to improve the efficiency by using it as a direct current from power generation to consumption.

太陽光発電は、日照がある時間帯にしか電力を得ることができない。そのため、一般家庭などでの照明利用においては、一番電力を必要とする夜間に電力を得られず、有効利用が困難であった。   Photovoltaic power generation can only obtain power during periods of sunlight. For this reason, in the use of lighting in ordinary homes, it is difficult to obtain effective power at night, which requires the most power, and it is difficult to use it effectively.

一方、トンネル内照明においては、日中の明るい時間帯には、トンネルに入っても、視力を維持できるようにするため、特にトンネル入り口付近は明るくする必要があり、また、夜間は目も暗い環境に順応しているため、トンネル内の照明も暗くすることができる。   On the other hand, in the lighting in the tunnel, it is necessary to brighten the tunnel entrance especially in the daytime when the tunnel is bright, so that the eyesight can be maintained even when entering the tunnel, and the eyes are dark at night. Because it adapts to the environment, the lighting in the tunnel can also be dimmed.

一般に人間の目は10,000ルクスを超える直射日光下の照度から、満月時の1ルクスを下回る照度にまで順応する能力を持っているが、特に暗い場所では瞳孔の絞り機能の他に、網膜の感度を変える生理的な順応が働くと言われている。このため晴天下からいきなり暗いトンネル内に突入したときの走行速度に比べ、網膜や絞り機能が遅ければ、瞬間的に視界を失い大変危険と云わざるを得ない。   In general, the human eye has the ability to adapt from direct illuminance above 10,000 lux to illuminance below 1 lux at full moon, but in the dark, in addition to the iris diaphragm function, the retina sensitivity It is said that physiological adaptation that changes For this reason, if the retina and the aperture function are slow compared to the traveling speed when suddenly entering a dark tunnel from under the clear sky, the field of view will be lost momentarily and it will be unavoidable.

またトンネル内の暗闇から急に晴天下に出る瞬時のまぶしさも大変危険と言わざるを得ない。このため、例えばトンネル照明にはトンネル入口と出口には適度な照度が必要となる。またこの場合外部の照度との間において一定の連動を伴うことは、瞳孔機能を補佐する他、電力消費を軽減し、且つ照明器具に於いて負荷の軽減が器具のライフサイクルにも及ぶのである。日頃トンネル通行時にこのような視点から観察していると、比較的適切でない照度管理や不点灯などが見受けられ、所定の基準に対応出来ていないトンネルが垣間見られる。管轄自治体に於いても多忙を理由に放置出来るものでもなく、統括管理の国に於いても有事の場合には人の命は計り知れなく、またそのような不測による人命軽視を防止する必要がある。更にこれまでの管理業者の目視点検による維持管理には往来の危険も伴い、その維持管理費も少なくないものである。   Also, the instant glare that suddenly goes out from the darkness in the tunnel to the clear sky is very dangerous. For this reason, for example, tunnel illumination requires appropriate illuminance at the entrance and exit of the tunnel. In addition, in this case, the constant linkage with the external illuminance not only assists the pupil function, but also reduces the power consumption, and the load on the lighting fixture extends to the life cycle of the fixture. . When observing from such a point of view during daily tunnel traffic, relatively inadequate illuminance management or non-lighting can be seen, and there is a glimpse of tunnels that do not meet the prescribed standards. Even in the local government, it cannot be left unattended due to busyness, and in the case of a contingency, the life of a person is immeasurable, and it is necessary to prevent such unforeseen human life from being neglected. is there. Furthermore, the maintenance management by the visual inspection of the managers so far involves the danger of traffic, and the maintenance costs are not small.

この発明は運転者の視界を損なう事無く、照度をコントロールして事故を未然に防ぐことにつながり、加えて電力消費コストを低減させることができる。遠隔監視は管理コストの低減と安全につながり、トンネルが連なる連山の場合に於いても有効な技術である。   The present invention can prevent the accident by controlling the illuminance without impairing the driver's view, and can further reduce the power consumption cost. Remote monitoring is an effective technique even in the case of mountain ranges with a series of tunnels, which leads to reduction in management costs and safety.

トンネル内照明は、一般家庭用の照明とは異なり、太陽光発電の発電可能時間と需要の時間帯が一致しており、非常に親和性が高く、太陽光発電を有効に利用することができる。   The lighting in the tunnel is different from general household lighting, and the generation time of photovoltaic power generation matches the time zone of demand, so it has a very high affinity and can effectively use solar power generation. .

また、トンネル内の照明は、停電などによって消えると、事故の原因になる可能性があるため、何らかの問題が発生しても常に電力を供給しなければならないが、直流合成技術を利用することで、災害に強い照明用電源を作ることができる。また、直流を用いることで、ノイズの除去も容易であり、商用電源の周波数のノイズの影響も極めて少なくなる。   In addition, lighting in the tunnel may cause an accident if it is extinguished due to a power failure, etc., so it is necessary to always supply power even if some problem occurs. Can make a lighting power source that is resistant to disasters. Further, by using direct current, it is easy to remove noise, and the influence of noise on the frequency of the commercial power supply is extremely reduced.

現在多く使われている蛍光灯や、トンネルや街頭などでよく使われる水銀灯、ナトリウムランプは、放電管の一種であるため、調整可能な明るさの範囲が制限され、また、ノイズも多い。また、特に寒冷地において、これらの放電現象を利用している照明機器は、低温下では点灯しなかったり、点灯したとしても、十分な明るさになるまで長い時間がかかってしまったりする場合がある。   Fluorescent lamps that are widely used at present, mercury lamps that are often used in tunnels and streets, and sodium lamps are types of discharge tubes, so the range of adjustable brightness is limited and there is also a lot of noise. Also, especially in cold regions, lighting equipment that uses these discharge phenomena may not light at low temperatures, or even if it is lit, it may take a long time to achieve sufficient brightness. is there.

一方、LED照明は、水銀灯やナトリウムランプに比べて、広い範囲での輝度の調整が可能であり、ノイズもほとんど発生しない。さらに、LED照明は、低温下でも問題なく瞬時に点灯することができる。
On the other hand, the LED illumination can adjust the luminance in a wide range as compared with the mercury lamp and the sodium lamp, and hardly generates noise. Furthermore, the LED illumination can be turned on instantaneously without problems even at low temperatures.

特開2011−181055号公報JP 2011-181055 A

かくして、本発明による照明設備の照度制御システムは、前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、本発明により、電力効率のよい直流利用のトンネル用照明および、複数のエネルギー源を利用でき、直流電力合成技術により、電源喪失の可能性が極めて低い照明用電源装置を構築でき、ノイズが少なく、また、トンネル内の場所に応じてそれに適した明るさを確保でき、さらに、自然エネルギーを利用し、外の明るさに連動して遠隔でトンネル内の明るさを自動調整でき、トンネル内の照明機器等に故障などの問題が発生した場合にはこれを外部に知らせることができ、また、照明の点滅により、事故などの警告表示を行うことを可能とするものである。
Thus, the illuminance control system for lighting equipment according to the present invention has been devised to cope with the above-mentioned conventional problems, and according to the present invention, it is possible to provide power-efficient DC-use tunnel lighting and a plurality of energy sources. It can be used, and DC power synthesis technology can construct a lighting power supply device that has a very low possibility of power loss, has low noise, and can ensure the appropriate brightness according to the location in the tunnel. Energy can be used to automatically adjust the brightness of the tunnel remotely in conjunction with the brightness of the outside, and if a problem such as a failure occurs in lighting equipment in the tunnel, this can be notified to the outside. Also, it is possible to display a warning such as an accident by blinking the illumination.

本発明による照明設備の照度制御システムは、
端部に外部と連通する開口を有する構造物内に設置された、複数種類の電源装置から電力供給が受けられる複数照明装置からなる照明設備の照度制御システムであり、
前記構造物内に設置された複数照明装置のそれぞれの照度を、前記複数照明装置のそれぞれの設置位置から前記開口までの距離の違い及びリアルタイムでの外部の照度を各々計測し、該計測値により構造物内に設けられた複数照明装置のそれぞれの照度を決定する、
ことを特徴とし、
または、
前記複数照明装置のそれぞれの設置位置から前記開口までの距離の違いの計測は、複数の照明装置に接続したループ配線の違いから計測できる、
ことを特徴とし、
または、
リアルタイムでの外部の照度の計測は、太陽光発電装置が接続されている場合に、該太陽光発電装置の発電電力の値を基に計測する、
ことを特徴とし、
または、
前記複数照明装置につき、放電ノイズを発しないLEDを使用し、前記構造物内で受信する放送機器の受信状態に影響を及ぼさない照度制御システムとした、
ことを特徴とし、
または、
前記複数種類の電源装置は、太陽光発電、風力発電、商用電源、バッテリー、非常用発電機が含まれる、
ことを特徴とし、
または、
前記複数種類の電源装置の内、いずれかの電源装置が失われても他の電源装置で電力供給できる、
ことを特徴とし、
または、
前記外部の照度に連動して前記構造物内に設置した複数照明装置の照度を決定できる、
ことを特徴とし、
または、
前記ループ配線に接続された照明装置の両側に電流計・電圧計を設置し、該電流計・電圧計の検出値により、構築物内で発生したトラブル並びに照明装置の故障および該照明装置の故障個所が検出できる、
ことを特徴とし、
または、
前記照明装置内にまたは前記照明装置に隣接して煙検出器を設置し、該煙検出器により煙の発生並びに方向を検出できる、
ことを特徴とするものである。
Illuminance control system for lighting equipment according to the present invention,
It is an illuminance control system for lighting equipment that is installed in a structure having an opening that communicates with the outside at an end, and that includes a plurality of lighting devices that can receive power supply from a plurality of types of power supply devices.
The illuminance of each of the plurality of lighting devices installed in the structure is measured by measuring the difference in distance from each installation position of the plurality of lighting devices to the opening and the external illuminance in real time. Determine the illuminance of each of a plurality of illumination devices provided in the structure;
It is characterized by
Or
Measurement of the difference in distance from each installation position of the plurality of lighting devices to the opening can be measured from the difference in loop wiring connected to the plurality of lighting devices,
It is characterized by
Or
The measurement of the external illuminance in real time is measured based on the value of the generated power of the solar power generation device when the solar power generation device is connected.
It is characterized by
Or
For the plurality of lighting devices, an LED that does not emit discharge noise is used, and an illuminance control system that does not affect the reception state of the broadcasting device that receives in the structure,
It is characterized by
Or
The plurality of types of power supply devices include solar power generation, wind power generation, commercial power supply, battery, emergency generator,
It is characterized by
Or
Of the plurality of types of power supply devices, even if one of the power supply devices is lost, the other power supply device can supply power.
It is characterized by
Or
The illuminance of a plurality of lighting devices installed in the structure in conjunction with the external illuminance can be determined,
It is characterized by
Or
Ammeters and voltmeters are installed on both sides of the lighting device connected to the loop wiring, and troubles occurring in the structure, failure of the lighting device, and failure points of the lighting device are detected by the detected values of the ammeter and voltmeter. Can be detected,
It is characterized by
Or
A smoke detector is installed in the lighting device or adjacent to the lighting device, and the generation and direction of smoke can be detected by the smoke detector.
It is characterized by this.

すなわち、本発明は、例えば、太陽光発電と、他の電源装置からの電力とを合成する電力合成装置を有し、直流により動作し、電圧によって明るさが変化する照明装置から構成され、また、負荷に直流を利用しているため、低ノイズであり、太陽光発電を利用することで、照明の照度を、外部の明るさに連動させることができ、複数の電源の電力を合成利用することにより、ひとつあるいは複数の電源が失われても、他の電源からの電力供給を可能とするものであり、照明装置への接続をループ配線で行うことにより、配線による電圧降下を減少さるとともに、供給電流を測定することで、照明の稼働状況を検出でき、ループ配線の導通をチェックすることで、断線が発生するような事態(崩落など)の事故を検出でき、照明の近くに煙を検出できる受光素子を設置することで、煙検出および風向検出を可能とするものである。
That is, the present invention includes, for example, a power combining device that combines solar power generation and power from another power supply device, and is configured by a lighting device that operates with direct current and changes in brightness according to voltage. Because it uses direct current for the load, it is low noise, and by using photovoltaic power generation, the illumination intensity of illumination can be linked to the external brightness, and the power of multiple power sources is combined and used Therefore, even if one or more power supplies are lost, it is possible to supply power from other power supplies. By connecting to the lighting device with loop wiring, voltage drop due to wiring is reduced. By measuring the supply current, it is possible to detect the operating status of the lighting, and by checking the continuity of the loop wiring, it is possible to detect an accident such as a disconnection (such as a collapse), and smoke near the lighting. Inspection By installing the can receiving element, and makes it possible to smoke detection and direction detection.

本発明によれば、電力効率のよい直流利用のトンネル用照明装置および、複数のエネルギー源を利用でき、直流電力合成技術により、電源喪失の可能性が極めて低い照明用電源装置を構築でき、ノイズが少なく、また、トンネル内の場所に応じてそれに適した明るさを確保でき、さらに、自然エネルギーを利用し、外の明るさに連動して遠隔でトンネル内の明るさを自動調整でき、トンネル内の照明機器等に故障などの問題が発生した場合にはこれを外部に知らせることができ、また、照明の点滅により、事故などの警告表示を行うことを可能とするとの優れた効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to construct a lighting power source device for tunnels that uses DC with high power efficiency and a plurality of energy sources, and that can be used to construct a lighting power source device that is extremely unlikely to lose power by using DC power combining technology. There are few, and the brightness suitable for the place in the tunnel can be secured. Furthermore, the brightness in the tunnel can be automatically adjusted remotely using the natural energy and linked to the outside brightness. If a problem such as a failure occurs in the lighting equipment, etc., it can be notified to the outside, and it has an excellent effect that it is possible to display warnings such as accidents by blinking the lighting .

すなわち、本発明であれば、場所により適切な明るさを設定でき、低ノイズにより、トンネル内のラジオ放送等に悪影響を与えず、太陽光発電、風力発電、商用電源、バッテリー、非常用発電機など複数の電源が使用可能であり、ひとつの電源が失われても他の電源で電力供給でき、太陽光発電とトンネル内の明るさを連動することで、ドライバーの視覚に負担をかけず、照明装置の故障および故障個所をも検出でき、ループ配線により電圧降下低減&落盤事故が検出でき、煙や煙の方向が検出でき、それをスムーズな排煙に利用できるのである。
That is, according to the present invention, it is possible to set appropriate brightness depending on the location, and low noise does not adversely affect radio broadcasting in the tunnel, and solar power generation, wind power generation, commercial power supply, battery, emergency generator Multiple power sources can be used, and even if one power source is lost, other power sources can be used to supply power.By linking solar power generation and the brightness in the tunnel, the driver's vision is not burdened, It is possible to detect the failure of the lighting device and the location of the failure, and to detect the voltage drop and the falling floor accident by the loop wiring, to detect the direction of smoke and smoke, and to use it for smooth smoke discharge.

照明設備の照度制御システムの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the illumination intensity control system of lighting equipment. 電力合成装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of an electric power synthesis apparatus. 照明設備の照度制御システムの出力部分の説明図である。It is explanatory drawing of the output part of the illumination intensity control system of a lighting installation. 照明装置の説明図である。It is explanatory drawing of an illuminating device. ループ配線と照明装置の説明図である。It is explanatory drawing of a loop wiring and an illuminating device. 照明装置の故障検出の説明図である。It is explanatory drawing of the failure detection of an illuminating device. 煙検出の説明図である。It is explanatory drawing of smoke detection.

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
図1に、本発明の構成例の全体図を示す。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an overall view of a configuration example of the present invention.

電力源1・・・としては、太陽光発電装置、風力発電装置、水力発電装置などの自然エネルギー源、あるいは、商用電源、非常用発電機、バッテリーなどが挙げられる。 なお、交流出力の電力源1の場合は、AC/DC変換装置3を接続し、直流にしてからその電力を利用する。特に本発明をトンネル8内で実施する場合には、前記電力源1として水力発電装置の利用が考えられる。すなわち、トンネル8はいわゆる山間部に設けられることが多く、高低差のある山間部であれば、クリーンな自然エネルギーをもたらす多数の水力発電装置の設置がきわめて有効となるからである。   Examples of the power source 1... Include a natural energy source such as a solar power generation device, a wind power generation device, and a hydroelectric power generation device, or a commercial power source, an emergency generator, a battery, and the like. In the case of the power source 1 of AC output, the AC / DC converter 3 is connected to make the direct current and then the power is used. In particular, when the present invention is implemented in the tunnel 8, it is conceivable to use a hydroelectric generator as the power source 1. That is, the tunnel 8 is often provided in a so-called mountainous area, and installation of a large number of hydroelectric generators that provide clean natural energy is extremely effective in a mountainous area with a difference in elevation.

これらの電力は、電力変換装置2により、適切な電圧に変換されたのち、電力合成装置4によって合成され、出力される。   These powers are converted into appropriate voltages by the power conversion device 2, and then combined and output by the power combining device 4.

ここで、電力変換装置2は、入力された電力を、使用したい電力形態(電圧および電流)に変換するもので、スイッチングレギュレーターなどが例としてあげられる。また、出力5には、ループ配線10および照明装置9などが含まれる。   Here, the power conversion device 2 converts the input power into a power form (voltage and current) desired to be used, and examples thereof include a switching regulator. The output 5 includes the loop wiring 10 and the lighting device 9.

電力合成装置4は、電力源1・・・の電力を合成する装置であり、図2にその構成例の一例を示す。符号6は、逆流防止用のダイオードDであり、これについては、FETなどの半導体スイッチ素子を使用した同等の働きをする回路で置き換えることもできる。   The power combiner 4 is a device that combines the power of the power sources 1... FIG. Reference numeral 6 denotes a diode D for preventing backflow, which can be replaced with a circuit having an equivalent function using a semiconductor switch element such as an FET.

なお、ここでは4個の電力源1・・・を接続する例を示しているが、1〜3台の電力源1でも、あるいはさらに多くの電力源1・・・でも利用することが可能である。具体的には、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電、商用電源、バッテリー、非常用発電装置などを接続することが可能であり、複数の電力源1・・・を接続している場合は、そのうちの一部の電力源1が喪失しても、他の電力源から電力を補うことが可能である。   In addition, although the example which connects four power sources 1 ... here is shown, it is also possible to use with 1 to 3 power sources 1 or even more power sources 1. is there. Specifically, it is possible to connect solar power generation, wind power generation, hydroelectric power generation, geothermal power generation, commercial power supply, battery, emergency power generation device, etc., and connect a plurality of power sources 1. In this case, even if some of the power sources 1 are lost, it is possible to supplement power from other power sources.

次に、出力5(ループ配線10および照明装置9)の一構成例を図3に示す。電力合成装置4の出力は、出力5内の電力変換装置2により適切な電圧に変換され、それぞれのループ配線10・・・に出力される。ループ配線10を使用することにより、配線の電気抵抗による電圧降下を半分に抑えることが可能となる。   Next, FIG. 3 shows a configuration example of the output 5 (the loop wiring 10 and the lighting device 9). The output of the power combiner 4 is converted to an appropriate voltage by the power converter 2 in the output 5 and output to each loop wiring 10. By using the loop wiring 10, the voltage drop due to the electric resistance of the wiring can be reduced to half.

ループ配線10とすることにより、電圧降下を抑えることができるため、運用時の経済コストと負荷までの電圧降下の低減をもたらすことが出来る。また、断線による消灯をも防ぐことができる。   Since the voltage drop can be suppressed by using the loop wiring 10, it is possible to reduce the economic cost during operation and the voltage drop to the load. In addition, it is possible to prevent light extinction due to disconnection.

なお、電力合成装置の出力側(図3)の電力変換装置2の出力電圧は、制御装置13によって制御される。ここで、制御装置13は、電流計・電圧計7の値をチェックし、電力変換装置2の電圧を決定するためのものであり、該制御装置13としてワンチップマイコンなどを使用することができる。   Note that the output voltage of the power conversion device 2 on the output side (FIG. 3) of the power combining device is controlled by the control device 13. Here, the control device 13 is for checking the value of the ammeter / voltmeter 7 to determine the voltage of the power conversion device 2, and a one-chip microcomputer or the like can be used as the control device 13. .

この図3の例では、3つのループ配線10があり、照明装置9は、入り口からの距離に応じて、3つのループ配線10のうちのひとつに接続される。一番入口に近い照明装置9はループAに接続され、次の位置の照明装置9はループBに接続され、一番奥(中央)の照明装置9はループCに接続されている。
In the example of FIG. 3, there are three loop wires 10, and the lighting device 9 is connected to one of the three loop wires 10 according to the distance from the entrance. The lighting device 9 closest to the entrance is connected to the loop A, the lighting device 9 at the next position is connected to the loop B, and the innermost lighting device 9 (the center) is connected to the loop C.

(照明照度の設定)
ここで、ループA、ループBおよびループCの電圧を調整することで、入り口からの距離に対応して、トンネル内の照明装置9・・・の明るさを変化させることができる。
(Setting of illumination intensity)
Here, by adjusting the voltages of Loop A, Loop B, and Loop C, the brightness of the lighting devices 9 in the tunnel can be changed in accordance with the distance from the entrance.

照明装置9・・・の回路例を図4に示す。LED11にかかる電圧をVD、抵抗器12にかかる電圧をVRとする。LED11の性質より、VDはほぼ一定電圧である。照明装置9にかかる電圧をVとすると、LED11にかかる電圧VDとの関係は次式で表現される。

V=VD+VR

また、LED11に流れる電流Iは、抵抗器12に流れる電流と同じであり、

I=(VR)/R

となる。したがって、LED11に流れる電流を、照明装置9にかかる電圧Vで表すと、次のようになる。

I=(V-VD)/R …式1

VDおよびRは一定であるので、LED11に流れる電流は、照明装置9にかかる電圧Vにより決まることになる。また、LED11の明るさは、電流Iに比例する。
FIG. 4 shows a circuit example of the illumination devices 9. The voltage applied to the LED 11 is VD, and the voltage applied to the resistor 12 is VR. Due to the nature of the LED 11, VD is a substantially constant voltage. When the voltage applied to the illumination device 9 is V, the relationship with the voltage VD applied to the LED 11 is expressed by the following equation.

V = VD + VR

Further, the current I flowing through the LED 11 is the same as the current flowing through the resistor 12,

I = (VR) / R

It becomes. Therefore, the current flowing through the LED 11 is represented by the voltage V applied to the lighting device 9 as follows.

I = (V-VD) / R ... Formula 1

Since VD and R are constant, the current flowing through the LED 11 is determined by the voltage V applied to the lighting device 9. Further, the brightness of the LED 11 is proportional to the current I.

したがって、照明装置9の明るさは、照明装置9にかかる電圧Vにより、制御できることがわかる。   Therefore, it can be seen that the brightness of the lighting device 9 can be controlled by the voltage V applied to the lighting device 9.

よって、三つのループ配線10(ループA、ループB、ループC)それぞれについて電圧を変更することで、トンネル内のそれぞれの照明装置9・・・の明るさを制御することができることとなる。
Therefore, the brightness of each of the lighting devices 9 in the tunnel can be controlled by changing the voltage for each of the three loop wirings 10 (loop A, loop B, loop C).

(外の明るさとの連動)
実際にトンネル8の明るさを制御する例を示す。

Figure 2015135726
トンネル8内の照明装置9・・・は、入り口に近いほど明るく、中央部分が暗くなるように設定されている。また、日中はトンネル8内も明るく、夜間はトンネル8内も暗くなるよう設定される。
このように、トンネル8内の照明装置9・・・による照明制御は、外の明るさと、位置(入り口からの距離)により決定され、位置による明るさは、図3に示す様にいずれかのループ配線10との接続などにより設定することができる。 (Linked with outside brightness)
An example of actually controlling the brightness of the tunnel 8 will be described.
Figure 2015135726
The lighting devices 9 in the tunnel 8 are set so that the closer to the entrance, the brighter the center part becomes darker. In addition, the tunnel 8 is set to be bright during the day and dark within the tunnel 8 at night.
In this way, the illumination control by the lighting devices 9 in the tunnel 8 is determined by the outside brightness and the position (distance from the entrance), and the brightness by the position is either one as shown in FIG. It can be set by connection with the loop wiring 10 or the like.

一方、外の明るさについては、太陽光発電装置が接続されている場合、太陽光発電装置の発電電力により知ることができる。ここで、太陽光発電装置の発電電力は、電流計・電圧計7により測定することができ、制御装置13により、測定した電力(電流×電圧)にしたがってループ配線10・・・に供給する電圧を制御することで、外の明るさに対応したトンネル8内の照明照度を設定することが可能となる。
または、照度計を制御装置13に接続し、これに基づいてトンネル8内の照明照度を決めることも可能である。
On the other hand, the outside brightness can be known from the generated power of the photovoltaic power generation apparatus when the photovoltaic power generation apparatus is connected. Here, the electric power generated by the solar power generation device can be measured by an ammeter / voltmeter 7, and the voltage supplied to the loop wiring 10... By the control device 13 according to the measured power (current × voltage). It is possible to set the illumination illuminance in the tunnel 8 corresponding to the outside brightness.
Alternatively, it is possible to connect an illuminance meter to the control device 13 and determine the illumination illuminance in the tunnel 8 based on this.

(低ノイズ)
水銀灯やナトリウムランプは、放電管であるため、放電する際にノイズを発生させてしまうが、LED11を使用すると、放電によるノイズは発生しない。そのため、照明装置9について、図4のような回路でLED11を直流で使用した場合、ノイズの発生を最小限に抑えることが可能となる。
(Low noise)
Since mercury lamps and sodium lamps are discharge tubes, noise is generated when discharging, but when the LED 11 is used, noise due to discharge does not occur. Therefore, when the LED 11 is used with a direct current in the circuit as shown in FIG. 4 for the lighting device 9, it is possible to minimize the generation of noise.

(照明装置9の故障検出)
照明装置9の故障は事故の原因になりうるので、ただちに修理・交換などの対処が行われることが望ましい。そのためには、照明装置9の故障を検出する必要がある。本発明においては、照明装置9の故障の検出が可能である。
(Failure detection of lighting device 9)
Since a failure of the lighting device 9 can cause an accident, it is desirable to take measures such as repair and replacement immediately. For this purpose, it is necessary to detect a failure of the lighting device 9. In the present invention, it is possible to detect a failure of the lighting device 9.

この原理について図5を参照して説明する。
図5に、電力変換装置2からループ配線10、照明装置9の配線を示す。このうち、電流計・電圧計7からループ配線10、照明装置9の部分を抜粋したものが図6である。
ここで、ループ配線10の抵抗値をRL(Ω)とし、配線の長さを、電流計・電圧計7から照明装置9までについてそれぞれL1(m)、L2(m)とする。
This principle will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows the wiring from the power conversion device 2 to the loop wiring 10 and the lighting device 9. Among these, FIG. 6 shows an excerpt of the loop wiring 10 and the illumination device 9 from the ammeter / voltmeter 7.
Here, the resistance value of the loop wiring 10 is set to RL (Ω), and the lengths of the wiring are set to L1 (m) and L2 (m) for the ammeter / voltmeter 7 to the lighting device 9, respectively.

L1、L2の抵抗値はそれぞれ(L1×RL)/(L1+L2)、(L2×RL)/(L1+L2)であり、L1とL2の抵抗成分が並列接続になっているとみなせることから、電流計・電圧計7から照明装置9までのループ配線10における抵抗値は、
(L1×L2×RL)/((L1+L2)×(L1+L2))
と表現される。電源+側と―側があるので、全体ではこの2倍の
2×(L1×L2×RL)/((L1+L2)×(L1+L2))
という値の抵抗値となる。これをRXとする。
The resistance values of L1 and L2 are (L1 × RL) / (L1 + L2) and (L2 × RL) / (L1 + L2), respectively, and it can be considered that the resistance components of L1 and L2 are connected in parallel. From the ammeter / voltmeter 7 to the lighting device 9, the resistance value in the loop wiring 10 is
(L1 × L2 × RL) / ((L1 + L2) × (L1 + L2))
It is expressed. Since there are power supply + side and-side, the total is twice this
2 × (L1 × L2 × RL) / ((L1 + L2) × (L1 + L2))
The resistance value is as follows. This is RX.

式1より、
I=(V-VD)/R
において、RにこのRXを加えた値を代入すると、
I=(V-VD)/(R+RX)
となり、電流計・電圧計7から見た消費電力(両端の合計)は、
V×(V-VD)/(R+RX)
となる。
From Equation 1,
I = (V-VD) / R
And substituting a value obtained by adding this RX to R,
I = (V-VD) / (R + RX)
The power consumption seen from the ammeter / voltmeter 7 (total of both ends) is
V × (V-VD) / (R + RX)
It becomes.

もし、この照明装置9が故障した場合は、それだけの電力の消費がなくなるため、電流計・電圧計7の値をチェックすることで、照明装置9の故障を容易に検出することができるものとなる。   If the lighting device 9 breaks down, the power consumption is not so much, so that the failure of the lighting device 9 can be easily detected by checking the value of the ammeter / voltmeter 7. Become.

照明装置9が複数存在する場合についても、同様にして、配線の抵抗分と、照明装置9の数、取り付け位置から、任意の位置の照明装置9においてどれだけ電力が消費されるかを計算することが可能であり、また、その位置の照明装置9が外された場合の電力も計算可能である。どれかひとつの照明装置9が故障した場合、この計算値と、ループの両端の電流計・電圧計7の測定値を比較することで、故障個所を推定できるのである。
Similarly, when there are a plurality of lighting devices 9, the amount of power consumed in the lighting device 9 at an arbitrary position is calculated in the same manner from the resistance of the wiring, the number of lighting devices 9, and the mounting position. It is also possible to calculate the power when the lighting device 9 at that position is removed. If any one of the lighting devices 9 breaks down, the location of the failure can be estimated by comparing this calculated value with the measured values of the ammeter / voltmeter 7 at both ends of the loop.

(事故検出)
通常、ループ配線10の両端の電流計・電圧計7には、それぞれに照明装置9・・・への電流が流れている。しかし、何らかの原因により、片側の電流値が0になった場合は、そのループ配線10に接続されている照明装置9までの間で断線が発生したと考えられる。電流値が減少して、なおかつ減少した電流値が0ではなかった場合は、照明装置9と照明装置9の間で断線したと判断できる。
(Accident detection)
Usually, the current to the lighting devices 9... Flows through the ammeter / voltmeter 7 at both ends of the loop wiring 10. However, when the current value on one side becomes 0 for some reason, it is considered that a disconnection has occurred between the lighting device 9 connected to the loop wiring 10. When the current value is decreased and the decreased current value is not 0, it can be determined that the lighting device 9 and the lighting device 9 are disconnected.

ループの片側のみ電圧をかけることで、その消費電力から、電圧をかけた側に照明装置9が何個接続されているかを知ることができる。これにより、何番目の照明と何番目の照明の間で配線が切れたかを知ることができる。   By applying a voltage to only one side of the loop, it is possible to know how many lighting devices 9 are connected to the applied voltage side from the power consumption. Thereby, it is possible to know what number of illuminations and what number of illuminations the wiring is cut.

例えば、3個の照明装置9が接続されている場合、片側(こちら側をAとする)のみ電圧をかけた場合、消費電力は照明装置1台分であり、反対側(こちら側をBとする)からのみ電圧をかけたとき、消費電力が照明装置2台分であった場合、Aから見て1番目と2番目の照明装置の間で断線が発生したと考えられる。   For example, when three lighting devices 9 are connected, when voltage is applied only to one side (this side is A), the power consumption is one lighting device, and the other side (this side is B). When the voltage is applied only when the power consumption is equivalent to two lighting devices, it is considered that a disconnection has occurred between the first and second lighting devices as viewed from A.

ループ配線10が、充分に保護されているならば、ループ配線10の断線は、落盤などの事故の発生した可能性を示すものであり、このような事態が発生した場合に、何らかの形で警報を出すことで、事故の防止につながる。
If the loop wiring 10 is sufficiently protected, the disconnection of the loop wiring 10 indicates a possibility that an accident such as a falling board has occurred. If such a situation occurs, an alarm is generated in some way. This will help prevent accidents.

(煙検出)
次に、例えば、照明装置9内にまたは該照明装置9に隣接して受光素子14を配置することで、煙検出が可能となる。なお、煙検出器として受光素子14を挙げたが、煙を検出できる感知器であれば受光素子14に限定されるものではない。
(Smoke detection)
Next, for example, by arranging the light receiving element 14 in the lighting device 9 or adjacent to the lighting device 9, smoke can be detected. In addition, although the light receiving element 14 was mentioned as a smoke detector, if it is a sensor which can detect smoke, it will not be limited to the light receiving element 14.

図7に一例を示す。トンネル8内で煙15が発生した場合、その付近の照明装置9から出た光が煙15に反射し、受光素子14に到達することで、受光素子14の検出光量が変化する。これを利用して、煙検出を行うことが可能である。
また、受光素子14を複数配置することで、煙の発生位置を絞り込むこともできる。
An example is shown in FIG. When smoke 15 is generated in the tunnel 8, the light emitted from the lighting device 9 in the vicinity thereof is reflected by the smoke 15 and reaches the light receiving element 14, whereby the detected light amount of the light receiving element 14 changes. It is possible to detect smoke using this.
In addition, by arranging a plurality of light receiving elements 14, it is possible to narrow down the smoke generation position.

1 電力源
2 電力変換装置
3 AC/DC変換装置
4 電力合成装置
5 出力部(電力変換回路、ループ配線、照明装置)
6 逆流防止ダイオード
7 電流計・電圧計
8 トンネル
9 照明装置
10 ループ配線
11 LED
12 抵抗器
13 制御装置
14 受光素子
15 煙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power source 2 Power converter 3 AC / DC converter 4 Power synthesizer 5 Output part (power converter circuit, loop wiring, lighting device)
6 Backflow prevention diode 7 Ammeter / Voltmeter 8 Tunnel 9 Lighting device 10 Loop wiring 11 LED
12 Resistor 13 Control device 14 Light receiving element 15 Smoke

Claims (9)

端部に外部と連通する開口を有する構造物内に設置された、複数種類の電源装置から電力供給が受けられる複数照明装置からなる照明設備の照度制御システムであり、
前記構造物内に設置された複数照明装置のそれぞれの照度を、前記複数照明装置のそれぞれの設置位置から前記開口までの距離の違い及びリアルタイムでの外部の照度を各々計測し、該計測値により構造物内に設けられた複数照明装置のそれぞれの照度を決定する、
ことを特徴とする照明設備の照度制御システム。
It is an illuminance control system for lighting equipment that is installed in a structure having an opening that communicates with the outside at an end, and that includes a plurality of lighting devices that can receive power supply from a plurality of types of power supply devices.
The illuminance of each of the plurality of lighting devices installed in the structure is measured by measuring the difference in distance from each installation position of the plurality of lighting devices to the opening and the external illuminance in real time. Determine the illuminance of each of a plurality of illumination devices provided in the structure;
An illuminance control system for lighting equipment.
前記複数照明装置のそれぞれの設置位置から前記開口までの距離の違いの計測は、複数の照明装置に接続したループ配線の違いから計測できる、
ことを特徴とする請求項1記載の照明設備の照度制御システム。
Measurement of the difference in distance from each installation position of the plurality of lighting devices to the opening can be measured from the difference in loop wiring connected to the plurality of lighting devices,
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1.
リアルタイムでの外部の照度の計測は、太陽光発電装置が接続されている場合に、該太陽光発電装置の発電電力の値を基に計測する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の照明設備の照度制御システム。
The measurement of the external illuminance in real time is measured based on the value of the generated power of the solar power generation device when the solar power generation device is connected.
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1 or 2.
前記複数照明装置につき、放電ノイズを発しないLEDを使用し、前記構造物内で受信する放送機器の受信状態に影響を及ぼさない照度制御システムとした、
ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の照明設備の照度制御システム。
For the plurality of lighting devices, an LED that does not emit discharge noise is used, and an illuminance control system that does not affect the reception state of the broadcasting device that receives in the structure,
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1, claim 2, or claim 3.
前記複数種類の電源装置は、太陽光発電、風力発電、商用電源、バッテリー、非常用発電機が含まれる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載の照明設備の照度制御システム。
The plurality of types of power supply devices include solar power generation, wind power generation, commercial power supply, battery, emergency generator,
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4.
前記複数種類の電源装置の内、いずれかの電源装置が失われても他の電源装置で電力供給できる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5記載の照明設備の照度制御システム。
Of the plurality of types of power supply devices, even if one of the power supply devices is lost, the other power supply device can supply power.
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5.
前記外部の照度に連動して前記構造物内に設置した複数照明装置の照度を決定できる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6記載の照明設備の照度制御システム。
The illuminance of a plurality of lighting devices installed in the structure in conjunction with the external illuminance can be determined,
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6.
前記ループ配線に接続された照明装置の両側に電流計・電圧計を設置し、該電流計・電圧計の検出値により、構築物内で発生したトラブル並びに照明装置の故障および該照明装置の故障個所が検出できる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6または請求項7記載の照明設備の照度制御システム。
Ammeters and voltmeters are installed on both sides of the lighting device connected to the loop wiring, and troubles occurring in the structure, failure of the lighting device, and failure points of the lighting device are detected by the detected values of the ammeter and voltmeter. Can be detected,
The illumination control illuminance control system according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
前記照明装置内または前記照明装置に隣設して煙検出器を設置し、該煙検出器により煙の発生並びに方向を検出できる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7または請求項8記載の照明設備の照度制御システム。
A smoke detector is installed in the lighting device or adjacent to the lighting device, and the generation and direction of smoke can be detected by the smoke detector.
The illuminance control system for lighting equipment according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, or claim 8.
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