[发明专利]一种基于平均照度的道路照明系统设计方法

说明书

一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，它属于道路照明系统设计技术领域。本发明解决了采用现有方法难以对道路照明系统中的任意点照度进行连续准确的定量计算，导致无法对城市道路路灯的配置优化提供有效指导的问题。本发明方法的输入参数容易获取，可以对整个道路空间中的照度分布进行定量描述，提高对道路照明系统平均照度计算的准确性与连续性，便于对路灯的配置方案进行合理优化，也能够为建立照明与驾驶员视认特性的关系模型奠定基础。本发明可以应用于道路照明系统的设计。

技术领域

本发明属于道路照明系统设计技术领域，具体涉及一种基于平均照度的道路照明系统设计方法。

背景技术

路面平均照度是城市道路照明系统的评价指标之一，也是路灯配置的一项重要参考指标，城市道路要合理配置路灯，技术上首先就要对路面上任意点照度和道路平均照度等评价指标进行计算。目前最精确的道路照度计算方法是采用“道路照明逐点法”对路面上任意点照度进行计算，但该方法在计算过程中需要基于观测点与灯具之间的高度角和方位角数据，输入参数不易获取，难以对道路照明系统中的任意点照度进行连续准确的定量计算，因此工程上常采用“利用系数法”对道路照度评价指标进行计算，但是该方法精确度较低，连续性较差。综上所述，建立一种输入参数易获取，可对照明系统中任意点照度进行连续精确计算的方法十分重要。

发明内容

本发明的目的是为解决采用现有方法难以对道路照明系统中的任意点照度进行连续准确的定量计算，导致无法对城市道路路灯的配置优化提供有效指导的问题，而提出了一种基于平均照度的道路照明系统设计方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种基于平均照度的道路照明系统设计方法，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；

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Eav；