(57)【要約】【課題】基本照明電力使用量の削減を図ることができ、しかも照明具の照射量を無段階式に調光することができるトンネルの基本照明システムを提供する。【解決手段】トンネルの全長にわたり所定間隔に配置した灯具により一定の明るさを確保するようにしたトンネルの基本照明システムにおいて、前記灯具１としてＬＥＤ照明具を用いた。更に、このＬＥＤ照明具を、野外輝度計２からのデータ、及びトンネル内の路面輝度計５からのデータを取り込み、これらのデータに基づいて前記ＬＥＤ照明具の照射量を無段階式に制御する照明制御部３に連結した。また、前記照明制御部３に、更に監視カメラ装置１１、煤煙透過率計測器１２、交通量計測器１３、使用電力量計測器１４の１種、または２種以上を連結することもできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの全長にわたり所定間隔に配置した灯具により一定の明るさを確保するようにしたトンネルの基本照明システムにおいて、前記灯具としてＬＥＤ照明具を用い、このＬＥＤ照明具を、野外輝度計からのデータ、及びトンネル内の路面輝度計からのデータを取り込み、これらのデータに基づいて前記ＬＥＤ照明具の照射量を無段階式に制御する照明制御部に連結したことを特徴とするトンネルの基本照明システム。
【請求項２】
照明制御部に、更に監視カメラ装置、煤煙透過率計測器、交通量計測器、使用電力量計測器の１種、または２種以上を連結して、これらの測定機器のデータを野外輝度計、及び路面輝度計からのデータに加えて、ＬＥＤ照明具の照射量を制御するようにした請求項１に記載のトンネルの基本照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基本照明電力使用量の削減を図ることができ、しかも照明具の照射量を無段階式に調光することができるトンネルの基本照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本の高速道路は山岳部を通過する路線が多いため必然的にトンネルも多く、一般的にはトンネルは屋外の道路に比べると多くの設備が設置されることから省エネルギー化が重要な課題となっている。特に、トンネルの中心的設備である照明装置については、省エネタイプで環境にやさしい照明システムの開発が求められている。
【０００３】
前記トンネルの照明の構成として、入口部照明と称される入口部に設けられる照明がある。これは、昼間にドライバーがトンネルに侵入した際に生じる急激な輝度の変化と、侵入直後から起きる眼の順応の遅れを緩和するために設置される装置であり、入口から一定距離の間をドライバーの眼に違和感が生じないように輝度を徐々に落としていく調光を行っている。この入口部照明装置については、種々の開発が行われている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
【０００４】
また、基本照明と称されるトンネルの全長にわたり所定間隔に配置した灯具により一定の明るさを確保するようにしたトンネルの照明システムがある（例えば、特許文献３を参照）。
この基本照明システムでは、図４に示すように、トンネル２０の坑口に野外輝度計２を設置し、これにより野外輝度を測定するとともに、測定した野外輝度データを照明制御部３に取り込み、このデータとタイマの制御とに基づいて灯具１の照射量の制御を行い、トンネル内の路面輝度を調整するようにしたものが普通である。この灯具１の制御の一例を示すと、例えば野外輝度に応じて、明るい昼間では１００％点灯、夕方からは５０％点灯、深夜では２５％点灯というように３段階の調整を行っている。
【０００５】
しかしながら、野外輝度をベースとした３段階の大まかな調整のため灯具の最適な照射量を得ることが難しいという問題があり、一方、調整を細かくすると制御機器が複雑になり設備費も増大するという問題があった。また、安全性が確保可能な照射量となるように常に上位側の照射量に制御しているため、例えば６０％の点灯でよい場合であっても１００％点灯という信号が出力されることとなり、消費電力が大きくなるという問題や、点灯条件を切り換えた場合の照射量の変化が大きくドライバーに対して危険であるという問題もあった。更には、灯具として高圧ナトリウムランプやセラミックメタルハライドランプ等の高圧金属蒸気放電ランプを用いた場合は、再点灯する際に即座に点灯することが難しく、野外輝度がめまぐるしく変化するような天候のときは灯具の照射量が野外輝度に追従できなくなるという問題も指摘されていた。
【０００６】
一方、トンネル内には監視カメラ装置１１や煤煙透過率計測器１２等の種々の計測機器が設置されている。従来、これらの機器から得られた各データは、前記照明制御部３とは別の各々の計測器３１、３２に送られ、この計測器３１、３２からの信号を受けて、例えば事故発生のアラームを発生したり、換気装置の出力を上げる等の緊急処置をとるシステムとなっていた。即ち、前記データは灯具の照射量の制御には全くリンクしていないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２２５５５９号公報
【特許文献２】特開平５−１３５８８０号公報
【特許文献３】特開２００３−３４７０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は従来の問題点を解決して、野外輝度だけでなくトンネル内の路面輝度も考慮して照明具の照射量を最適に制御することができ、また電力使用量の大幅な削減を図ることもでき、更には照明具の照射量を無段階式に調光することができてドライバーに快適な走行環境を提供することができるトンネルの基本照明システムを提供することを目的として完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明のトンネルの基本照明システムは、トンネルの全長にわたり所定間隔に配置した灯具により一定の明るさを確保するようにしたトンネルの基本照明システムにおいて、前記灯具としてＬＥＤ照明具を用い、このＬＥＤ照明具を、野外輝度計からのデータ、及びトンネル内の路面輝度計からのデータを取り込み、これらのデータに基づいて前記ＬＥＤ照明具の照射量を無段階式に制御する照明制御部に連結したことを特徴とするものである。
【００１０】
前記照明制御部に、更に監視カメラ装置、煤煙透過率計測器、交通量計測器、使用電力量計測器の１種、または２種以上を連結して、これらの測定機器のデータを野外輝度計、及び路面輝度計からのデータに加えて、ＬＥＤ照明具の照射量を制御するようにすることが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、灯具としてＬＥＤ照明具を用い、このＬＥＤ照明具を、野外輝度計からのデータ、及びトンネル内の路面輝度計からのデータを取り込み、これらのデータに基づいて前記ＬＥＤ照明具の照射量を無段階式に制御する照明制御部に連結したので、従来の蛍光灯や高圧金属蒸気放電ランプ等と異なり、照射量を無段階式に制御することができてドライバーに快適な走行環境を提供することができるとともに、過剰な照射量になることがなく電力消費量を大幅に改善することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、前記照明制御部に、更に監視カメラ装置、煤煙透過率計測器、交通量計測器、使用電力量計測器の１種、または２種以上を連結して、これらの測定機器のデータを野外輝度計、及び路面輝度計からのデータに加えて、ＬＥＤ照明具の照射量を制御するようにしたので、例えば監視カメラ装置等の機器からの情報を反映し、事故発生の際はトンネル内の路面輝度を上昇させるように照射量をアップする等のより総合的で最適な制御が行えることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】トンネル内部を示す概略図である。
【図２】本発明の照明システムを示す概略の回路図である。
【図３】従来の灯具の光束維持率と時間の関係を示すグラフである。
【図４】従来例の照明システムを示す概略の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しつつ本発明について説明する。
本発明は、トンネルの全長にわたり所定間隔に配置した灯具により一定の明るさを確保するようにしたトンネルの基本照明システムである。
図１にトンネル内部の概略を示す。図において、２０はトンネル、１は全長にわたり所定間隔（基本的には等間隔）で配置される灯具である。また、１１は監視カメラ装置、１２は煤煙透過率計測器である。なお、図４の従来例と同じ装置については、同じ番号を用いる。
【００１５】
本発明では前記灯具１として、従来の蛍光灯、あるいは高圧ナトリウムランプ等の高圧金属蒸気放電ランプと異なり、ＬＥＤ照明具を使用する。このＬＥＤ照明具は、図２に示されるように、照明制御部３に連結されている。この照明制御部３は、野外輝度計２からのデータ、及びトンネル内の路面輝度計５からのデータを取り込み、これらのデータに基づいて前記ＬＥＤ照明具１の照射量を無段階式に制御するよう構成されている。
【００１６】
前記野外輝度とは、トンネル２０の入口手前１５０ｍの地点、地上１．５ｍからトンネル坑口を見たときの、トンネル坑口を中心とした視角２０度の円形視野内の平均輝度を意味する。また、トンネル内の路面輝度とは、トンネル入口部照明と出口部照明を除いた基本照明部分の路面の輝度を意味する。
また、輝度（ｃｄ／ｍ２）は輝度計により直接に測定する方式だけでなく、例えば、照度計で照度を測定し、このデータを輝度に換算することもできる。
【００１７】
ＬＥＤ照明具を使用することにより、電力使用量を大幅に削減することができ、また照射量を無段階式に制御することが可能となる。
即ち、ＬＥＤ照明具は、発光ダイオードからなる照明具で、Ｐ型半導体とＮ型半導体を接合したＰＮ接合構造で作られており、原理的には電子の持つエネルギーを光エネルギーに変換することで発光するものである。電力使用量が非常に小さく、また、オン・オフ制御でなく照射量を無段階式に制御できるため、トンネル内の明るさを急激に変化させることなく、しかも任意の明るさに設定できることとなる。
しかも、ＬＥＤ照明具の照射量を野外輝度計２からのデータだけでなく、トンネル内の路面輝度計５からのデータも取り込んで総合的に制御するので、実際のトンネル内輝度を考慮したきめ細かな制御を行うことが可能となる。
【００１８】
例えば、輝度計２とトンネル内の路面輝度計５で計測した輝度データの信号は制御器３に入力されると、信号変換基板を経てＬＥＤ調光制御装置（図示せず）に入力される。このＬＥＤ調光制御装置は、野外輝度に対応してＬＥＤ照明具の照射量を最適なものとする制御信号を出力するようにプログラムされており、この信号に対応してＬＥＤ照明具の照射量が決定される。前記信号変換基板とＬＥＤ調光制御装置による制御は一例を示すものであり、これに限定されることなく、あらゆる制御装置を使用することができることは勿論である。
また、このＬＥＤ照明具は、従来の蛍光灯や高圧金属蒸気放電ランプと異なり、照射量をオン・オフ制御でなく供給される電力に応じて無段階式に変化できるので、前記ＬＥＤ調光制御装置からの信号に従い供給する電力をコントロールすることや、ＬＥＤ照明具の配置位置、個数等を調整することによって、路面輝度を無段階式かつ自由に調整することが可能である。この結果、従来のように無駄に明るい照射をすることなく任意の最適照射量に調整することが可能で、電力使用量の大幅な削減を図ることができ、またドライバーに対しても優しい照明となる。更には、屋外輝度が頻繁に変化してもタイムラグがなく即座に追従して最適照射量とすることができるので、安全性の高い照明を確保することができることとなる。
【００１９】
また、前記照明制御部３には野外輝度計２、及びトンネル内の路面輝度計５に加えて、更に監視カメラ装置１１、煤煙透過率計測器１２、交通量計測器１３、使用電力量計測器１４の１種、または２種以上が連結されたものとすることができる。そして、これらの測定機器のデータを野外輝度計２、及び路面輝度計５からのデータに加えることで、ＬＥＤ照明具の照射量をトンネル内の状況に合わせてよりきめ細かく制御できるように構成されている。
【００２０】
例えば、監視カメラ装置１１によりトンネル内事故を発見した場合は、トンネル内の路面輝度を上昇させるよう照明制御部３がプログラムされており、これに基づきトンネル内が明るくなって安全性の確保と事故処理の迅速化を図ることができる。
【００２１】
また、煤煙透過率計測器１２によりトンネル内の視認性が良好との情報を得た場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を若干下げて消費電力の削減を図り、視認性が悪いとの情報を得た場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を若干上げて安全性を向上させるよう照明制御部３をプログラムすることができる。
また、交通量計測器１３（計測器はトンネル外に設置され、計測データが照明制御部に入力される）により交通量が少ないとの情報を得た場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を若干下げて消費電力の削減を図るよう照明制御部３をプログラムすることができる。
この煤煙透過率計測器１２と交通量計測器１３のデータはリンクさせることが有効であり、例えば煤煙透過率が７０％以上か否か、推定交通量が１００００台（１日当り）以下か否かを基準値として、両方を満足する場合は路面輝度を４．５カンデラ（標準値は９．０カンデラ）に設定する等の制御を行う。
【００２２】
また、使用電力量計測器１４により使用電力量が多いとの情報を得た場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を若干下げて消費電力の削減を図るよう照明制御部３をプログラムすることができる。
【００２３】
更に、トンネルの灯具１の清掃や壁面の清掃等によりトンネル内の輝度を高く保持できる場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を抑制して基準路面輝度よりも若干高いだけの照射量を維持し、一方、トンネル内の路面輝度計５により時間の経過に伴うランプの劣化や灯具自身の汚損、あるいはトンネル壁面の汚損等で輝度が落ちてきたことを検知した場合は、ＬＥＤ照明具の照射量を上昇させ基準路面輝度を若干上回るように補正する制御を行うことが好ましい。
図３は、従来の灯具の光束維持率（％）と時間（ｈ）の関係を示すグラフであり、曲線Ａは劣化や汚損を考慮した場合の灯具の光束の変化、直線Ｂは基準路面輝度の運用光束を示している。図３に示すように、従来方式では、ランプの劣化や灯具自身の汚損で輝度が落ちてきた場合の光束を８０％に設定しているため、当初から８０％の光束に低下するまでの長期間はほぼ１００％の過剰な光束で照射しており、消費電力の無駄が発生している。これに対して、本発明ではトンネル内の路面輝度計５で計測した輝度データを取り込むことにより、灯具の照射量が基準路面輝度を下回らないように常に光束を補正するように制御を行うシステムとなっている。従って、当初から１００％の過剰な光束を維持する必要はなく、基準路面輝度を僅かに上回る程度の照射量となるように光束を維持（例えば、光束が８５％程度）すればよく、消費電力の無駄を極力小さくできる。
【００２４】
以上のように、本発明では野外輝度だけでなくトンネル内の路面輝度も考慮して照明具の照射量を最適に制御することが可能となり、また電力使用量の大幅な削減を図ることもできる。更には、照明具の照射量を無段階式に調光することができてドライバーに快適な走行環境を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１  灯具
２  野外輝度計
３  照明制御武
４  計測器
５  路面輝度計
１１  監視カメラ装置
１２  煤煙透過率計測器
１３  交通量計測器
１４  使用電力量計測器
２０  トンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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