[发明专利]一种基于平均照度的道路照明系统设计方法

权利要求书

1.一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：对整个照明区域建立空间直角坐标系，设在照明区域内设置有n个照明路灯，第k个照明路灯的发光点为P_k,k＝1,2,…,n，观测区域M内的观测点A在建立的空间直角坐标系中的坐标为(x，y，z)；

步骤二：设第k个照明路灯距离地面的安装高度为l_k，第k个照明路灯距离灯杆的悬挑长度为d_k，第k个照明路灯的仰角为α_k，第k+1个照明路灯与第k个照明路灯之间的距离为D_k，则P_k的坐标为其中，D₀＝0，为P_k在X轴方向坐标，d_k为P_k在Y轴方向坐标，l_k为P_k在Z轴方向坐标；

步骤三：计算道路照明系统中第k个照明路灯的发光点P_k至观测点A的距离R_k；

步骤四：将道路照明系统中第k个照明路灯的发光点P_k与观测点A之间的连线记为P_kA，计算P_kA与地面法线的夹角θ_k的余弦值；

步骤五、计算第k个照明路灯的发光点P_k在连线P_kA方向光束的投角β_k；

步骤六、利用步骤三计算出的距离R_k、步骤四计算出的夹角θ_k的余弦值以及步骤五计算出的投角β_k，来计算道路照明系统中第k个照明路灯P_k在观测点A处的照度E_k；

所述步骤六的具体过程为：

式中：为第k个照明路灯的发光点P_k在P_kA方向的发光强度，为第k个照明路灯的光通量；

步骤七、利用步骤六计算出的照度E_k来计算道路照明系统在观测点A处的总照度E；

步骤八、根据步骤七计算出的在观测点A处的总照度E，来计算观测区域M内的平均照度E_av；

步骤九、结合道路类型和平均照度E_av要求，来对道路照明系统中的路灯间距、路灯距离地面安装高度、路灯仰角、路灯距离灯杆悬挑长度以及光通量进行配置。

2.根据权利要求1所述的一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，所述步骤一中建立的空间直角坐标系为：

空间直角坐标系的X轴和Y轴均位于道路平面内，X轴与道路边缘平行，并规定以车辆前进方向为X轴正方向，Y轴与道路边缘垂直，并规定以指向道路中心线方向为Y轴正方向，Z轴垂直于道路平面，并规定以向上为Z轴正方向，X轴、Y轴和Z轴构成右手坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：

式中，R_k为第k个照明路灯的发光点P_k至观测点A的距离，i＝1,2,…,k。

4.根据权利要求3所述的一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，所述步骤四的具体过程为：

式中，θ_k为P_kA与地面法线的夹角。

5.根据权利要求4所述的一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，所述步骤五的具体过程为：

式中，β_k为第k个照明路灯的发光点P_k在连线P_kA方向光束的投角。

6.根据权利要求5所述的一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，其特征在于，所述步骤七的具体过程为：

式中，E为道路照明系统在观测点A处的总照度。