隧道太阳光与传统灯具协同照明系统和方法与流程

本发明涉及隧道照明，尤其是涉及隧道太阳光与传统灯具协同照明系统和方法。

背景技术：

1、随着我国经济实力的提升，公路的建设总里程越来越大，而且基于国家科技水平的提高、建设经验进一步积累的原因，修建隧道已不再是难题，公路的隧道比例也越来越大。公路隧道的增多，隧道照明设施也必须与之相匹配，因此也带来了隧道照明系统的规模和数量的增大，相伴而来的则是用电量和运营成本的增加。在保证安全的前提下，使用经济节能的隧道照明系统，是公路隧道运营成本得以降低的关键所在。现有的研究主要从以下几个方面进行优化设计来达到节能的目的，如选择节能灯具、优化灯具布置、改进照明控制技术等。针对目前隧道照明采用的灯具而言，常用的基本上是高压钠灯、高压钠灯与led组合或单纯使用led进行隧道照明。但是，使用这些灯具的照明方式电能消耗仍然很大。在提倡资源节约的时代，如果能将太阳光充分利用到隧道照明，将会极大地节约电能。

2、公开号为cn204372810u提供了一种应用于隧道的节能照明系统，包括追光模块、菲涅尔透镜、照明光缆、光纤散射光灯、感光元件、控制模块、照明灯；其中追光模块和菲涅尔透镜固定在一起安装在隧道外阳光能照射到的地方，照明光缆的首端固定于菲涅尔透镜下方的菲涅尔透镜焦点处，照明光缆的尾端固定于隧道内需要照明的地方，光纤散射光灯固定于照明光缆的尾部；感光元件均匀地安装在隧道内，控制模块安装在照明系统供电控制室，由感光元件感知隧道内实际亮度并传入到控制模块，进而根据需要控制照明灯，如：通过调整每一盏照明灯的供电电压，直接调节照明灯的亮度，进而控制隧道内的光强，实现对隧道的照明。但在隧道内仅有行人通行或无人时，隧道内的照明灯一直呈打开的状态，使隧道内保持高强度的照明，其虽利用了太阳光在一定程度上节省了电能的消耗，但也在一些不必要的场合使用了电能供应的照明灯，特别在夜间，需要加大照明灯的输出功率实现照明，存在着能源浪费现象。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出隧道太阳光与传统灯具协同照明系统和方法，解决现有技术中隧道照明时存在能源浪费现象的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供隧道太阳光与传统灯具协同照明系统和方法。

3、第一方面，本发明提供了一种隧道太阳光与传统灯具协同照明系统，用于隧道照明，隧道具有人行道和车道，包括太阳光系统、太阳能系统、电源系统、光感器以及感应器；

4、太阳光系统、太阳能系统、电源系统分别具有第一照明端、第二照明端以及第三照明端，并分别用于引入太阳光至隧道、用于将太阳能转化为电能，以及连接电网，其中，隧道沿长度方向形成的若干个分区内均分别设置有至少一第一照明端、至少一第二照明端以及至少一第三照明端；

5、光感器设于隧道外以及隧道内的各个分区，用以监测亮度；

6、感应器分别设于各个分区，以分别感应人行道的行人和车道的车辆，并基于光感器检测的亮度，触发对应的第二照明端或第三照明端开启。

7、在一些实施例中，光感器包括第一光感器以及第二光感器，感应器包括行人感应器以及车辆感应器；

8、第一光感器及第二光感器分别设于隧道外以及隧道内，均用于检测光照亮度，第一光感器与各个行人感应器连接，第二光感器与各个车辆感应器电连接；

9、各个行人感应器以及车辆感应器均分别对应设于各个分区内，且同一分区内，行人感应器与第二照明端连接，车辆感应器及第三照明端进行连接；

10、太阳光系统以及太阳能系统均设置有两个，并分别设于隧道的两侧。

11、在一些实施例中，太阳光系统包括采光器、导光管以及若干个光散射器，采光器通过支撑机构设于隧道洞口，其能够跟随太阳的位置而转动，用以基于凸透镜聚光原理采集阳光，导光管与采光器的输出端连接，若干个光散射器分别分布于各个分区，且每个光散射器均通过导光接头与导光管连接，导光接头的端口朝向导光管中自然光入射的方向。光散射器包括灯筒、第一棱镜、第二棱镜、三个凹透镜和散射光罩，灯筒的一端与导光管连通，第一棱镜设于灯筒的内部一侧并与导光管的自然光出口对应，第二棱镜相对于第一棱镜设置，散射光罩设于灯筒的另一端，并与第二棱镜的出光口对应，各个凹透镜的两面均为内凹结构，三个凹透镜依次并列设于散射光罩与第二棱镜之间。其中，导光管为内涂高反射率涂层的金属管。

12、在一些实施例中，太阳能系统包括太阳能光伏板、蓄电池以及若干个太阳能灯，太阳能光伏板通过支撑机构设于隧道洞口，其能够跟随太阳的位置而转动，蓄电池与太阳能光伏板连接，若干个太阳能灯与蓄电池电连接，且各个太阳能灯分别分布于各个分区，并均位于人行道上方。

13、在一些实施例中，电源系统包括若干个传统灯具以及总控开关，若干个传统灯具分别分布于各个分区，并设于隧道的拱顶，且各个传统灯具均通过总控开关与电源连接，每个分区内均设置有三个传统灯具。

14、在一些实施例中，行人感应器包括触摸式感应开关，在隧道内光线亮度足够时，触摸式感应开关处于关闭状态；在隧道内光线亮度不足时，触摸式感应开关处于预备工作状态，用以在行人触摸下，触发对应分区的太阳能系统的第二照明端开启设定时间；车辆感应器包括声控开关，在隧道内光线亮度足够时，声控开关处于关闭状态；在隧道内光线亮度不足时，声控开关处于预备工作状态，用以在车辆在隧道内行驶产生的噪声下，触发对应分区的电源系统的第三照明端开启设定时间。

15、第二方面，本发明提供了一种隧道太阳光与传统灯具协同照明方法，适用于如上述的隧道太阳光与传统灯具协同照明系统，方法包括：

16、s100：通过太阳光系统将太阳光引入隧道，通过第一照明端为人行道和车道提供照明光源；

17、s200：通过光感器检测隧道外的光线亮度，当亮度达到设定值时，则表示隧道外引入的太阳光可供隧道内的人行道照明，此时感应器的人行道检测区为关闭状态，通过太阳光系统在隧道内继续为人行道提供光源；

18、s300：当光感器检测隧道外的光线亮度在设定值以下时，光感器触发每个感应器的人行道检测区开启，在隧道内有行人经过时，通过感应器触发对应分区的太阳能系统的第二照明端开启，在对应分区内为行人提供足够的光源；

19、s400：通过光感器检测隧道内的光线亮度，当亮度达到设定值时，则表示隧道外引入的太阳光可供隧道内的车道照明，此时感应器的车道检测区为关闭状态，通过太阳光系统在隧道内继续为车道提供光源；

20、s500：当光感器检测隧道内的光线亮度在设定值以下时，光感器触发每个感应器的车道检测区开启，在隧道内有车辆经过时，通过感应器触发对应分区的电源系统的第三照明端开启，在对应分区内为车辆提供足够的光源。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过设置的太阳光系统、太阳能系统、光感器以及感应器，通过太阳光系统可以将隧道外的太阳光引入隧道内，太阳能系统将太阳能转化为电能，并将电能储存起来，在晴天时，光感器检测的隧道外亮度达到其设定值，可以通过太阳光系统为人行道提供照明，在夜间和阴雨天时，光感器检测到隧道外亮度在设定值以下，此时通过感应器的人行道检测区控制对应分区的太阳能系统的第二照明端启闭，为人行道提供合适强度的光照；

22、通过设置的太阳光系统、电源系统、光感器以及感应器，电源系统直接利用外部电网电源进行照明，当太阳能系统引出的太阳光亮度足够时，光感器检测的隧道内亮度达到其设定值，此时可以直接利用太阳光系统为车道提供照明，当太阳能系统引出的太阳光亮度不足时，光感器检测到隧道内亮度在设定值以下，此时通过感应器的车辆检测区控制对应分区的电源系统的第三照明端启闭，为车道提供合适强度的光照；

23、以使本发明可以对隧道内的人行道区域及车道区域分别进行控制照明，减少了电能的消耗，且有效保证了人行道区域及车道区域的通行照明照度，同时本方案将隧道分区控制，减少能源浪费，进一步达到节能的效果，对日照充足地区公路隧道的建设和运营具有良好的经济效益。