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关于合理布置路灯的研究
作者:管理员    发布于:2016-02-23 14:11:53    文字:【】【】【

  根据20,整理得一个能思想的人,才真是一个力量无边的人。

  4劳―贿置路翁霞北京史泰然(学生)情况出发,通过对路灯照明建模,分析研究了怎样调节路灯的高度和路灯之间的距离来满足照明功能且利用少的能源。文章首先分析了路灯照明的特性,然后建立一盏灯照明面积大的模型及两灯间距大的模型,在此基础上优化排路灯及两排路灯的数学模型,并着重分析了怎样利用少能源实现照明功能。后文章得出路灯安置优解的般解法,为城市建设提供了有效方法。

  1问题的提出路灯的高度和路灯之间的间距般是依靠经验进行设置的,并没有从优化的角度进行考虑。在能源曰益减少的今天,本文笔者考虑怎样安排校园中的路灯,这对于节约能源及夜晚校园环境的烘托具有非常重要的意义。

  2模型的分析为保证路段上处处都能有满足正常活动需要的照明强度,取照度的小值为20Wm2,即为13700流明。以下主要考虑高度和间距的优化问题,为简化模型,设路灯的额定功率为定值=2200W.在考虑一排路灯的情况时,假设为完全规范的,即处处等宽。即宽度5m(实地测量某路的宽度)。

  经查阅物理知识,照明强度直接影响可见度,只有照明强度不低于某定值c.时,才能认为物体可见。在这里认为对所有物体c.均为20Wm2.路长的计算:所考虑路段路的两侧均铺有花转,所以用砖的块数乘以每块砖的边长再乘灯数减1来计算路长,经观测,灯的间距大致相同,仅有少数有些差别,平均值为64块砖路长为64X0.29X14260m.路灯的高度灯的功率P;路灯的间距/;路的度d=5m;路长L= 260m;物体可见的低照明强3模型的建立盏路灯的优化问题由物理学知识可知,被光线照射的物体的亮度依赖于它与光源之间的距离平方的倒数和光线的投射角度。路灯到某点A的照明强度为c=中P为灯的功率,Zi为灯的高度,r为灯到点A的距离。地面上物体可见的区域为一只有当)2―h2的区域物体可见,物体可见区域的面积为以为圆心,以对5关于h求导,得h=时,面积达大值,可求得路灯得优高度。已知其7“中P W.m2,可得优高度h为4.60两盏路灯间距小的优化问题主要考虑当高度为何值时,两灯的距离可达小值。

  如所示,A点的照度在路面的各点中小,所以Z和h的只需满足其中P和d均为定值且Z越大Ca越大,只需求当Ca小时,使5大的h值。)2h225.对上式关于h求导,得=40时,取得大值。即h=―排路灯的优化问题优化目的是确定路灯高度h和路灯之间的距离/,使得路灯之间的距离大。

  求大的路灯间距由可知,路灯L和M之间的路段,与中点Q相对的只点的照明强度小,并且计算该点照明强度时,只需考虑路灯K,L,M,N对其的影响,其他较远的路灯对其的影响可忽略。

  且要使只点的物体可见应有C>c.,其中P求使得Z大的h值,具体做法:取一系列h值求使得c>c.的Z值,比较Z的大小取大值。

  6.6m时,Z大。大值为5,所以路的另一端还需一盏灯,即所需灯的总数为17盏。

  路灯的布点是否适当直接关系到照明的效果。双侧布灯大体有2种方式:一种是对称布置,另一种是交错布置,各有优劣。对称布置的优点是比较美观,但不足之处是照度不够均匀,适合较宽的道路;交错布置美观上不如对称布灯,但照度比较均匀。由于校内道路即使是干道也不是很宽,如果对称布置,照度不均匀的缺点会更加突出,所以事实上选择交错布置的方式更好。

  由可知,照明强度低的点一定出现在路的中线上,且对图中AB段照明强度呈周期性变化,所以只需使AB的中点C照明强度大于等于20Wm2即可。并且计算该点照明强度时,只需考虑路灯,H,M,N对其的影响,其他较远的路灯对其的影响可忽略。

  且要使C点的物体可见应有,>,其中P求使得Z大的h值,具体做法:取一系列h值求使得c,的Z值,比较Z的大小取大值。

  考虑边界问题A、C两点为路的边界,设距A点近的灯E与A的距离为z米,则点的照明强度为:(只考虑E和H两灯的影响)15m,因为13.15>6m,所以改变还需一盏灯,即总需8盏。

  综上,安装两排灯时所需总数为15盏。

  4结论根据上述计算可知,安装两排灯时所需灯数较少,所以此种情况更能节约用电。据调查,该路段长56m,灯的功率2200W,灯共计15盏。经计算照明强度小点的值为13.04Wm2,所以照明强度稍低,建议增加灯的数目。

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