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2019.01.30
如何做一根懂事的路燈

    在這條10 米寬的雙車道上,每隔30 米就有一根10 米高150W 的led 路燈,這幾百根造價萬元的的路燈,會在日落後的15 分鐘內打開,發出由藍光和黃色熒光粉混合而成的白光。

 

   做一根路燈並不容易,太暗肯定不行,但是太亮又會閃瞎司機的眼睛。如何讓路燈恰到好處的發光?中國的2600 萬路燈又是如何被統一管理的?

 

 

 

 

 

 

首先我們需要明確兩個基本概念:

 

 

光通量的單位是流明,代表光源的發光總量,除以給定方向上的立體角,就是光強。

 

假設一個光通量1000 流明的燈泡,平均向所有方向發光,則這個燈泡的光強是1000/4π = 79.6 cd。

 

用來測量這些光度數據的設備叫分佈光度計,這是一份專利。

分佈光度計的核心結構是兩根相互垂直的旋轉軸。

 

 

 

垂直於水平面的旋轉軸兩端有光度探頭和攝像頭,被測光源在設備中央,縱軸繞光源旋轉一圈就能測量各個角度的光度數據。

 

 

 

 

之後把光源橫向旋轉,縱軸再次測量,再橫向旋轉,再測量,以此把光源橫向旋轉360° 後,就能測出光源在各個發光平面上不同角度的發光強度。

 

 

有了確定距離的光強數據,我們就可以畫出路燈的配光曲線。

 

      路燈的光強分佈通常用c-γ 坐標系表示,路燈是坐標系的中心點,把路燈向路面做垂線,把垂線平移就可以拉出一個c 平面,讓c 平面圍繞垂線旋轉,就得到了各個角度上的c 平面,其中c=0° 和c=180° 度與道路方向平行。

 

 

γ 表示光線和垂線的夾角,這樣,空間中的每一個方向就都能用c 和γ 來確定了。

 

 

 

確定一個c 平面角度,把這個平面上每個γ 角的光強數據帶入這張由γ 角和光強值構成的圖表中(以光通量為1000 lm 進行換算),把所有點連起來,就能得到測路燈在這個c 平面上的配光曲線。

 

 

 

配光曲線意味著什麼?

 

這是我們根據左上角的配光曲線渲染出來的路燈模型,這個綠色光圈上的每一個點的光強都對應著配光曲線上對應y 角的光強值。

 

那我們現在來思考一個問題,合理的路燈配光曲線應該是什麼樣的?

 

首先,曲線應該足夠平滑,不要讓人感覺忽明忽暗。

 

 

然後,在你距離路燈較遠時,路燈應該發出更強的光,這樣,你在每個位置的感受到的亮度才能差不多。

 

 

 

最後,為了防止眩光,80 度γ 角以上應該限制光強,這種形狀也被業內稱為蝙蝠翼式配光。

 

 

 

根據不同的配光方式,我們可以把路燈分為三類——截光型,半截光型,非截光型。

 

這樣分類是為了限制司機敏感角度的光線強度,防止眩光。

 

 

 

這個一份半截光型路燈的測試報告,總光通量4646 流明,平均光強1321 cd ,相當於1300 支蠟燭。

 

但在90° γ 角上的光強最高也不超過30 cd,幾乎感覺不到光線。而截光型對於80/90° γ 角光強的限制會更低。

 

 

 

機動車道照明中,大於40km/h 的主幹路與快速路必須用截光型路燈,速度較低的次幹路和支路可以用半截光路燈。

 

 

 

 

而路燈的類型又會影響路燈的高度、間距,不同的道路也有不同的路燈配置方案,時間有限,我們無法一一展開,感興趣的觀眾可以在我們的公眾號回复「路燈」獲取關於路燈配置的相關規定。

 

 

 

隨著智能控制系統的完善,未來的路燈將越來越智能