LED路灯道路模型与照明仿真分析
摘 要：针对目前LED路灯的道路照明问题,该文采用DIALUX软件对道路照明方案进行模型建立,以雷士照明灯具库为例,研究并分析在固定LED光源功率和配光曲线的前提下,LED路灯的照明效果是否满足国际照明标准CIE。根据光学仿真建模分析结果,得出影响LED路灯照明效果的关键因素:照明器的安装方式;LED灯杆的安装高度;LED灯杆的安装距离;照明器光源功率;照明器的配光曲线。并提出有效可行的LED道路照明解决方案,同时提高学生的学习兴趣和授课效果。
关键词：DIALUX LED路灯 仿真分析
《LED产品设计开发》是高职光电子技术专业一门重要的专业核心课,但是在LED路灯道路照明的教学环节中,存在很多实际问题,需要通过专业的光学设计软件DIALUX来进行模型建立与仿真分析,以具体的案例为主,通过改变相关参数来达到不同的仿真照明效果,让学生自己动手,以图像的形式展示,更好的提高学生的学习效果。
图1 LED路灯实物图
2
图2 配光曲线分析
在道路上设置照明器是为了在夜间给车辆和行人提供必要的能见度。道路照明可以改善交通条件、减轻驾驶员疲劳、并有利于提高道路通行能力和保证交通安全。目前,随着大功率高亮度LED的迅速发展,由于其具有节能环保等优点,使得LED作为新一代照明光源被广泛关注。与传统的道路照明灯(高压钠灯和金属卤素灯)相比, LED路灯的主要优点是:光学性能佳、可快速启动、便于控制、高效、省电、节能环保、可靠耐用、寿命长等[1]。
2
道路通常用规定的路面平均照度和均匀度两个指标。前者的单位是lx,即每1m2水平照射面积上,均匀分布1lm的光通量;后者是最小水平照度与平均水平照度的比值。实际上道路的亮度分布与照度分布有相当大的差别。因此国际照明委员会建议用路面亮度、均匀度、眩光和诱导性四个指标衡量。建议城市干道、高速公路的路面亮度取2cd/m2,纵向均匀度取0.7,G=6[2-3]。
1 建立模拟仿真实训平台
目前,本文道路照明器选择雷士照明LED路灯,如图1所示,功率为200W。照明器要合理使用光能,防止眩光。照明器发出的光线要沿要求的角度照射,落在路面上呈指定的光斑,光线分布均匀,亮度大且眩光小,因此本文的眩光指数G=6,二次光学配光曲线为蝙蝠翼型,如图2所示。
根据具体的道路断面形式、宽度、车辆和行人的情况,道路器可采用在道路两侧对称布置、两侧交错布置,一侧布置、分隔岛双叉布置和路中央悬挂布置等形式。该文的采用的具体参数如下:道路宽度25m;两侧交错布置;分隔岛宽度1m;三排双向车道;车道宽度3m;灯杆高度12m;灯杆安装距离25m;维护系数0.80;路面为R3柏油。
建立的LED道路照明的物理模型如图3所示。通过DIALUX光学设计软件,进行不同道路模型建立,分别为:
(1)两侧对称布置和两侧交错布置; (2)LED灯杆的安装高度12 m和15 m; (3)LED灯杆的安装距离20 m和25 m;
2
LED路灯道路模型与照明仿真分析
