(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有し道路またはトンネルに設けられる照明器具と、前記光源により照明された路面輝度を計測する路面輝度測定装置と、この路面輝度測定装置による前記路面輝度のセンシングデータを入力して所要の前記路面輝度となるように前記照明器具の出力を制御する制御装置とを備え、前記路面輝度測定装置は車両に設けられ、この車両の走行時に測定された前記センシングデータを無線で前記制御装置に入力する照明装置。
【請求項２】
前記路面輝度測定装置は走行車線の中央の俯角０．５〜１．５度の範囲の輝度を計測する請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記車両の前記路面輝度測定装置からの前記センシングデータを受信する受信機および前記照明器具を、前記トンネルを分割する複数のゾーン毎に設けた請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路およびトンネルにおいて設置される照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路およびトンネルにおける路面の明るさ（輝度）は「道路照明施設設置基準・同解説」（以下、設置基準とする）等において規定されており、経年による光源光束の低下及び照明器具の汚れによる照度の低下を考慮して、常時所要の明るさを確保する必要がある。そのため従来の道路・トンネル照明の設計は、前述の経年による照度の低下を考慮して照明装置の配置計画（照明器具の設置台数、光源Ｗ数）が行なわれている。照明装置の配置計画はトンネル縦断方向に対して一定になっている。
【０００３】
一方、設置基準等では路面の明るさを輝度で規定しているものの、設計上は、平均路面輝度と平均路面照度の比から求められる平均照度換算係数を用いて照度で設計されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
照明器具からの光出力の経年変化による低下を考慮した従来の照明設計では、照明装置の設置初期、寿命による光源の交換後および照明器具の清掃後における路面の明るさが、所要値を上回り、過剰なエネルギー消費となる。
【０００５】
また、路面の明るさを左右する路面の反射特性は、走行車両による舗装表面の摩耗や煤塵による汚れ等によって経年変化をともない、例えばアスファルト舗装では、初期３０ｌｘ／ｃｄ/ m2に対して、４、５年後に１８ｌｘ／ｃｄ/ m2となり安定すると言われている。したがって、設計時は、経年変化がほぼ安定した磁気の平均照度換算係数が用いられており、適切な路面輝度が確保されていないことがある。
【０００６】
また、照明器具の汚れの進行具合は、トンネル縦断方向に対して異なるため一方通行であれば出口に近い照明器具ほど汚れやすくなり、光源の光出力レベルが一定だと縦断方向において明るさの均一性が損なわれる。
【０００７】
またトンネル内における所要の路面の明るさ（輝度）は、トンネル内の煤煙透過率に左右され、煤煙透過率が高いほど所要の路面輝度は低くなる。「道路照明施設設置基準・同解説」等において規定されるトンネル内の所要路面輝度は、煤煙透過率５０％が確保されているものとして定められており、夜間では交通量が減少し煤煙透過率が高まることからタイマ制御で路面輝度を低減する運用が行なわれている。
【０００８】
トンネル内の交通量は、常時コンスタントに発生せず変動し、昼間時においても煤煙透過率が５０％以上となることが考えられる。現状のトンネル内部の照明の運用は、時間帯に応じて照明レベルを制御していることから昼間時に交通量が低下し煤煙透過率が５０％以上となる場合、過剰なエネルギー消費となる。
【０００９】
照明装置の設置初期、寿命による光源の交換後および照明器具の清掃後は、所要の明るさ以上の光出力となっている。そこで、光源光束および照明器具の汚れの経年変化による光出力の低下を想定したデータに基づき、必要な路面の明るさが得られるように照明器具の光出力を制御している。
【００１０】
しかし、トンネル内の照明器具の汚れによる光出力の経年変化は、トンネルの長さ方向によって異なり、一方通行のトンネルの場合、出口に近い照明器具ほど汚れの進行は速く、光出力の低下は著しくなる。従来技術では、トンネル長さ方向の照明器具の位置に関わらず等しい光出力の制御を行なうため、トンネルの走行方向において路面の明るさが不均一となる。
【００１１】
さらに光源に蛍光灯等の周囲温度によって光出力が変動する照明器具を用いたトンネル照明の場合、トンネル内の代表的な温度をセンシングし、その温度に基づいて必要な光源の光出力を設定し、全ての照明器具に対応して一律に制御を行なっている。
【００１２】
またトンネル内の温度は、トンネルの長さ方向によって異なることがある。一方通行のトンネルにおいては、出口側に近いほどトンネル内温度が高くなる傾向にあり、例えば入口側と出口側で約１０度程度の差が確認されている、周囲温度によって光出力が変動する光源を用いた場合、トンネル走行方向において路面の明るさが不均一となるという問題がある。
【００１３】
したがって、この発明の目的は、道路およびトンネルにおいて適切な路面輝度を確保することができる照明装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の照明装置は、光源を有し道路またはトンネルに設けられる照明器具と、前記光源により照明された路面輝度を計測する路面輝度測定装置と、この路面輝度測定装置による前記路面輝度のセンシングデータを入力して所要の前記路面輝度となるように前記照明器具の出力を制御する制御装置とを備え、前記路面輝度測定装置は車両に設けられ、この車両の走行時に測定された前記センシングデータを無線で前記制御装置に入力する。
【００１５】
請求項１記載の照明装置によれば、道路およびトンネルにおいて適切な路面輝度を確保することができる。また所要の明るさを常時維持することができるため従来に比べて消費電力の節減ができる。路面輝度測定装置が車両に設けられ、この車両の走行時の測定データを無線で前記制御装置に入力するため、煤塵などの汚れによる計測精度の低下がなくなり、またメンテナンスを容易に行なうことができる。
【００２０】
請求項２記載の照明装置は、請求項１において、前記路面輝度測定装置が走行車線の中央の俯角０．５〜１．５度の範囲の輝度を計測するものである。
【００２１】
請求項２記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００２４】
請求項３記載の照明装置は、請求項１において、前記車両の前記路面輝度測定装置からの前記センシングデータを受信する受信機および前記照明器具を、前記トンネルを分割する複数のゾーン毎に設けたものである。
【００２５】
請求項３記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果があるほか、トンネル内の位置による路面輝度のばらつきを抑えることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１により説明する。すなわち、この照明装置は、トンネル用であり、照明器具１と、制御装置２と、路面輝度測定装置３とを有する。
【００４３】
照明器具１は光源を備えたものであり、多数個の照明器具１がトンネル内の側壁に所定の高さでかつ路面に平行に一定間隔で配置されている。
【００４４】
制御装置２は、照明器具１の出力を制御するものであり、壁面に設置されている。したがって、照明器具１の光源の光出力レベルに従って調光レベルが調整される。
【００４５】
路面輝度測定装置３は、路面輝度を測定するもので、実施の形態では路面輝度を計測する路面輝度計測装置である。例えば輝度計や、ＣＣＤカメラを用いた画像処理により輝度をセンシングするものなどがあり、壁面に常設されている。制御装置２は路面輝度計測装置による路面輝度のセシングデータを用いて、所要の路面輝度となるように照明器具１の調光レベルを設定する。ここで、路面輝度計測装置は、車道の路面７の走行車線の中央の俯角０．５〜１．５度の計測範囲Ａの輝度の計測を想定し、設置するものとする。計測範囲Ａのトンネル断面の方向は車道の範囲である。ただし、そのような観測条件が満たされず、観測結果が著しく異なる場合は、前述の観測条件による路面輝度の計測結果との比を求め、計測結果にその比を乗じることで所要の観測条件による路面輝度を推定するものとする。
【００４６】
第１の実施の形態によれば、所要の路面輝度を維持することができ、視認性、安全性を確保することができる。これにより照明器具の出力光束（器具汚れ、ランプの光束減退）や路面の反射特性の経年変化を考慮し、適切な路面輝度を確保することができる。
【００４７】
また所要の明るさを常時維持することができるため従来に比べて消費電力の節減ができる。
【００４８】
この発明の第２の実施の形態を図２および図３により説明する。すなわち、第１の実施の形態において、路面輝度測定装置３を車両４に設け、この車両４の前方の計測範囲Ｂを走行しながら計測し、車両４の走行時の測定データで制御装置２により照明器具１の調光レベルを調節するものである。計測範囲Ｂはトンネル断面方向が車道の路面７の幅員である。車両４は測定データを送信する送信機５を有し、制御装置２は送信機５の信号を受信する受信機６を有し、無線によって送受信する。
【００４９】
なお車両４の走行時の測定データを制御装置２に入力し、調光レベルを変化させる一連の作業を適切な路面輝度となるまで繰り返すようにしてもよい。
【００５０】
第２の実施の形態によれば、路面輝度測定装置３を車両４に設けることによって煤塵などの汚れによる計測精度の低下がなくなる。また容易にメンテナンスを行なうことができる。その他は第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
この発明の第３の実施の形態を図４により説明する。すなわち、第１の実施の形態において、路面輝度測定装置３はトンネルの縦断方向に分割された複数のゾーン８ａ、８ｂ毎に常設され、ゾーン８ａ、８ｂ内の計測範囲Ｃを計測するものである。路面輝度測定装置３による路面輝度のセンシングデータで制御装置２により所要の路面輝度となるように調光レベルを設定する。
【００５２】
トンネル内の煤煙濃度は走行方向において変化し、トンネル出口に近いほど高くなる傾向にある。また照明器具１の調光レベルが同じでも照明器具１の汚れの違いや路面反射特性の経年変化によりトンネルの場所によって輝度が異なる。このため、ゾーン８ａ、８ｂ別の器具汚れの違い、路面７の反射特性の経年変化を考慮して調光レベルを設定する。
【００５３】
照明器具１の場所による汚れ方の違い、路面７の反射特性の経年変化を考慮して、トンネル位置による路面輝度のばらつきを抑えることができ、トンネルの長さ方向に対して、路面の明るさを均一に図ることができる。その他は第１の実施の形態と同様である。
【００５４】
なお、第３の実施の形態では２ゾーンであったが、ゾーン数はトンネル長さに応じて設定する。
【００５５】
この発明の第４の実施の形態を図５により説明する。すなわち、第３の実施の形態において、路面輝度測定装置３は車両４に設けられ、車両４の前方の路面７の計測範囲ｄを計測する。車両４は路面輝度測定装置３の出力データを送信する送信機５を有し、出力データを受信する受信機６をトンネルの縦断方向に分割された複数のゾーン８ａ、８ｂ毎に設けている。したがって、第３の実施の形態と同様な効果がある。
【００５６】
この発明の第５の実施の形態を図６により説明する。すなわち、第１の実施の形態において路面輝度測定装置に代えて、制御装置２が煤煙透過率に関連して照明器具の光出力を制御するものであり、実施の形態では煤煙透過率を計測して制御装置２に入力信号を送る透過率計測装置９を備えており、煤煙透過率に応じて照明器具１の光出力を制御する。すなわち煤煙透過率の計測データに基づいて所要の路面輝度を設定し、所要路面輝度に応じて調光レベルを設定する。
【００５７】
図６は、透過率計測装置９として例えばＶＩ計（透過率測定器）を用いて透過率をセンシングする場合の図である。
【００５８】
実施の形態によれば、例えば設計速度１００ｋｍ／ｈにおける所要路面輝度は、煤煙透過率５０％のとき所要路面輝度９ｃｄ／ｃｍ2 であり、煤煙透過率８０％のとき所要路面輝度４．５ｃｄ／ｃｍ2 であり、透過率が高い時に路面輝度を低減し、省エネルギが図れる。このように、昼間時においても交通量が少なく煤煙透過率が５０％以上となる場合は、所要路面輝度を低減することができ、これにより消費電力の節減が図れる。
【００５９】
なお、トンネル長が長く、トンネル走行方向で煤煙透過率が一様でない場合は、トンネル内を複数のゾーンに分割し、そのゾーンごとに透過率を計測して所要の路面輝度を設定する。
【００６０】
この発明の第６の実施の形態を図７により説明する。すなわち、第５の実施の形態において、透過率計測装置９に代えて、煤煙透過率に相関の高い車種別交通量を計測し制御装置２に入力信号を送る車種別交通量計測装置１０を備え、煤煙透過率に応じて照明器具１の光出力の調光レベルを制御する。
【００６１】
図７は例えばディーゼルエンジン搭載の大型車や小型車など車種別交通量計測装置１０、例えばトラフィックカウンタからの交通量データに基づいてトンネル内の煤煙透過率を推定し、所要路面輝度を設定する場合の図である。煤煙透過率と車種別交通量との相関によるセンシングデータに基づいて制御装置２により第５の実施の形態と同様に、照明器具１の光出力の調光レベルを制御可能である。
【００６２】
この発明の第７の実施の形態を図８により説明する。すなわち、第１の実施の形態において、路面輝度測定装置３に代えて、照明器具１をトンネル照明用に設け、トンネルの長さ方向に分割された複数のゾーン８ａ〜８ｃ毎に光源の光出力を制御して、照明器具１の光出力がほぼ等しくなるように調光レベルを設定するものである。
【００６３】
現行のトンネル照明制御システムは、光源の経年変化と器具の汚れによる光束減退を考慮して調光レベルを設定し、トンネル全長の照明器具は常に同レベルに調光されていた。しかし、トンネル内の煤煙濃度は、走行方向において変化し、トンネル出口に近いほど高くなる傾向にあり、照明器具の汚れ方に入口側と出口側で差が生じる。このようなゾーン８ａ〜８ｃ別の器具汚れの違いを考慮して調光レベルを設定する必要がある。
【００６４】
すなわち制御装置２には、ゾーン８ａ〜８ｃ別に光出力の制御が行なえるように、照明器具１の汚れによる光出力の経年変化のデータ（図８中のグラフ参照）をゾーン８ａ〜８ｃ別に保持して制御を行なう。例えば、照明器具１の汚れによって照明器具１からの光出力は経年によって低下する。その経年変化を考慮して経過時間と必要とされる光源の出力の関係を設定したデータに基づいて照明器具１の制御を行なうのである。トンネルの諸条件に応じて設定された経過時間と必要とされる光源の出力の関係は、ゾーン８ａ〜８ｃ別に設定し、各ゾーン８ａ〜８ｃごとに適切なレベルに制御を行なう。とくにトンネルの出口に近いほど煤煙濃度が高くなることから、光源の光出力は一方通行の道路トンネルの場合、トンネルの入口から出口に向かうに従って、各ゾーン８ａ〜８ｃ毎の光源の光出力を増加する。
【００６５】
第７の実施の形態によれば、トンネル内の位置による照度のばらつきを抑え、トンネル走行方向において路面の明るさを均一に確保することができる。
【００６６】
なお、ゾーン８ａ〜８ｃは３ゾーンで構成されているが、トンネル長さに応じてゾーン数を設定する。
【００６７】
この発明の第９の実施の形態を図９により説明する。すなわち、第７の実施の形態において、各照明器具１の光源の光出力がほぼ一定となるように制御することに代えて、各ゾーン８ａ〜８ｃごとに照明器具１の周囲温度が推定できるトンネル内の温度を計測して制御装置２に入力信号を送る温度計測装置１２を設け、照明器具１の光出力を制御する。
【００６８】
このため、温度計測装置１２例えば温度センサを複数のゾーン８ａ〜８ｃごとに配置し、その温度Ｘ℃、Ｙ℃、Ｚ℃等をパラメータとする、調光レベルに対する光源の光出力の相関データ（図９中のグラフ参照）を制御装置２に記憶保持しておき、温度計測装置１２からの計測データに基づいて各ゾーン８ａ〜８ｃの光出力レベルの制御を行なう。
【００６９】
第８の実施の形態によれば、各ゾーン８ａ〜８ｃ毎に雰囲気温度を計測して制御装置２に入力信号を送る温度計測装置１２を設け、制御装置２により照明器具１の光出力を制御するので、一方通行のトンネルのように、トンネルの入口側から出口側へと各ゾーン８ａ〜８ｃ毎の雰囲気温度が高くなることに対応して制御することも可能となる。
【００７０】
その結果、トンネル内部の温度が位置によって異なっても、蛍光灯の温度特性に対する考慮をゾーン８ａ〜８ｃに合わせて行なうことができる。したがってトンネル内の温度差による出力光束のばらつきを抑制することができ、トンネル走行方向の視認性を一定に保つことができる。トンネル走行方向において明るさを均一に確保することができ、トンネルにおいて適切な路面輝度を確保できる。
【００７１】
なお、この実施の形態では３ゾーンで構成されているが、トンネル長に応じてゾーン数を設定する。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１記載の照明装置によれば、道路およびトンネルにおいて適切な路面輝度を確保することができる。また所要の明るさを常時維持することができるため従来に比べて消費電力の節減ができる。路面輝度測定装置が車両に設けられ、この車両の走行時の測定データを無線で前記制御装置に入力するため、煤塵などの汚れによる計測精度の低下がなくなり、またメンテナンスを容易に行なうことができる。
【００７５】
請求項２記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００７７】
請求項３記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果があるほか、トンネル内の位置による路面輝度のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図２】第２の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図３】その概略平面図である。
【図４】第３の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図５】第４の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図６】第５の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図７】第６の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図８】第７の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【図９】第８の実施の形態の説明のための概略側面図である。
【符号の説明】
１    照明器具
２    制御装置
３    路面輝度測定装置
４    車両
５    送信機
６    受信機
７    路面
８ａ〜８ｃ    ゾーン
９    透過率測定装置
１０    車種別交通量計測装置
１２    温度計測装置
【図１】
0004543459.tif 000002
【図２】
0004543459.tif 000003
【図３】
0004543459.tif 000004
【図４】
0004543459.tif 000005
【図５】
0004543459.tif 000006
【図６】
0004543459.tif 000007
【図７】
0004543459.tif 000008
【図８】
0004543459.tif 000009
【図９】
0004543459.tif 000010