[发明专利]一种公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法

说明书

本发明公开了一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法，根据灯具配光数据分别建立各灯在公路隧道路面计算区域内任一点产生的水平照度和总水平照度计算模型，以隧道路面照度、亮度、照度均匀度、频闪等满足交通安全要求为优化约束条件，以隧道中间段照明总功耗最小为目标，建立优化模型，得到该布灯方式的优化布灯参数，使照明灯具在其工作寿命期间，充分发挥照明能力，实现照明系统的节能。本发明根据所选灯具的配光数据，优化灯具的布灯参数，当灯具按照优化的布灯参数安装时，照明系统将在满足交通安全要求的前提下，总能耗最小，从而降低隧道运营的能耗成本和总成本，具有明显的经济社会效益。

技术领域

本发明是一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法，属于公路隧道照明节能技术研究领域。

背景技术

隧道照明是高速公路隧道内必须安装的设备系统，是高速公路隧道营运安全的基本保障，同时隧道照明系统又是高速公路隧道内的高能耗系统，照明能耗成本在高速公路隧道运营成本中占有很大比重。根据《公路隧道照明设计细则》，长度大于100m的隧道均应设置照明。有关公路隧道用电量统计表明，隧道每公里年电费为40余万元；随着我国高速公路建设步伐的加快，高速公路隧道里程还将不断增加，巨大的照明能耗和费用既给隧道运营单位造成巨大负担，也不符合国家倡导的“节能减排”要求。因此，对隧道照明节能进行技术研究非常具有非常重要现实意义。

我国的《公路隧道照明设计细则》只规定了隧道照明灯具的布置形式，但没有给出灯具安装参数的优化方法，国际照明委员会标准也存在同样的问题。在实际隧道照明设计中，通常是凭借经验进行灯具的安装，由于灯具安装参数不合理导致照明光线不足(欠照明)或浪费(过照明)的现象较为普遍，对照明灯具的安装参数进行优化可以避免或减少这种现象。但大部分国内外专家和学者对隧道照明的节能技术研究，主要集中在照明控制方面，而在布灯参数优化方面的研究相对较少。

拱顶侧偏布灯方式是高速公路隧道中间段照明布灯方式的一种，本发明通过建立高速公路隧道中间段路面的水平照度模型和隧道安全运行对隧道照明系统要求的约束条件，研究了高速公路隧道照明中间段拱顶侧偏布灯参数之间的关系，发明了一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段照明节能的拱顶侧偏布灯参数优化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法，该方法可以实现隧道照明灯具在工作寿命内，充分发挥其照明能力，减少或避免隧道路面“过照明”、和“欠照明”现象，在满足交通安全要求的前提下，实现隧道照明系统的节能。

一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法，是以灯具的功率、安装高度、纵向安装间距、横向侧偏距离和安装仰角为优化参数，以公路隧道路面照度、亮度、照度均匀度、频闪等满足交通安全的要求为约束条件，以隧道中间段照明总功耗最小为目标，建立基于灯具配光数据的拱顶侧偏布灯参数优化模型。

一种基于灯具配光数据的公路隧道中间段拱顶侧偏布灯参数优化方法，具体步骤为：

步骤一：确定计算区域、计算用的灯具数量和坐标系

以相邻的2盏灯具之间的路面区域为计算区域，该区域内的点为计算点，同时考虑计算区域外侧相邻的2盏灯具对计算区域内计算点照度的影响，共有 4盏灯具对计算点的照度产生影响；以隧道纵向为X轴、隧道横向为Y轴、高度方向为Z轴，以计算区域的中心点为原点，建立三维直角坐标系；

步骤二：依据灯具配光数据，确定偏离灯具光轴线γ角处的实际光强 I_c(γ，θ)的计算式