技術資料

等価光幕輝度によるトンネル入口照明の調光制御システム

国内営業事業部　営業技術部　中央技術設計センター

キーワード

トンネル入口照明，画像処理，等価光幕輝度，目の順応，累積出現率，省エネルギー

3．トンネル入口照明の制御への応用　(続き)

3.3 省エネ効果の検証(続き)

3.3.5 光源の点灯方式

現行方式の調光制御は，計測量が必ずしも目の順応状態と一致していないことから，1/2点灯程度の大雑把な間引き点滅が行なわれているのに対し，新方式では，高い精度で目の順応状態を計測していると考えられるので，きめ細かな調光制御とした。点灯方式の詳細を表3.5，3.6に，また照明器具の配置を図3.9に示す。

表3.5　野外輝度による点灯方式
調光率 点灯方式
100％ 入口照明を100％点灯。(4灯/スパン)
50％ 入口照明を100％点灯。(2灯/スパン)
0％ 入口照明を消灯
表3.6　等価均一輝度による点灯方式
調光率 点灯方式
100％ 入口照明を100％点灯。 (4灯/スパン)
88％ 入口照明を83％点灯。(4灯/スパン)
75％ 入口照明を75％点灯。(4灯/スパン)
63％ 入口照明を63％点灯。(4灯/スパン)
50％ 入口照明を100％点灯。(2灯/スパン)
38％ 入口照明を76％点灯。(2灯/スパン)
25％ 入口照明を100％点灯。(1灯/スパン)
0％ 入口照明を消灯

図3.9　トンネル照明の配置図

3.3.6 省エネ効果の検証

省エネ効果は，省費電力量の差から検証した。検証方法を以下に示す。また一例として冬の晴天，曇天及び晴天＋曇天時の野外輝度と等価均一輝度の調光率の変動を図3.10～12に示す。

  1. 各調光率の点灯時間を，野外輝度及び等価均一輝度の時刻変動と点灯方式から求める。(表3.7)
  2. 各季節の天候ごとの1日の消費電力量を，各調光率の点灯時間とランプの消費電力及び灯数より求める。(表3.8)
  3. 各月の消費電力量を，各季節の天候ごとの日数とそれに対応する1日の消費電力を乗じ，合算することで求める。(表3.9)
  4. 各月の消費電力量を合算し，年間の消費電力量を求める。
  5. 消費電力量を比較し，年間の省エネ率を求める。
表3.7　各調光率の点灯時間
パターン 1日の点灯時間(h)
野外輝度 等価均一輝度
100％ 50％ 100％ 88％ 75％ 63％ 50％ 38％ 25％
3 春 晴天 7.28 4.47 0 0 0 4.6 2.0 3.3 1.7
4 曇天 3.55 7.98 0 0 0 0 4.2 3.9 3.2
5 晴天＋曇天 5.58 6.13 0 2.4 1.3 0.9 1.2 4.1 1.5
6 夏 晴天 6.93 4.77 0 0 0 3.0 3.2 3.2 2.2
7 曇天 2.67 8.78 0 0 0 0 3.4 4.3 3.6
8 晴天＋曇天 4.72 7.0 0 1.9 0.7 1.8 0.8 4.7 1.7
9 秋 晴天 7.63 4.13 0 0 2.8 3.0 1.5 2.8 1.5
10 曇天 4.3 7.32 0 0 0 2.5 2.4 3.6 2.9
11 晴天＋曇天 5.95 5.8 2.0 0.6 1.5 0.8 1.4 3.8 1.4
12 冬 晴天 7.88 3.92 0 0 3.0 3.1 1.5 2.8 1.4
1 曇天 4.72 6.95 0 0 0 3.0 2.2 3.5 2.7
2 晴天＋曇天 6.48 5.32 2.2 0.6 1.6 0.6 1.1 3.7 1.3
表3.8　各季節の天候ごとの1日の消費電力量
パターン 消費電力量(kWh)
野外輝度 等価均一輝度
3 春 晴天 499 328
4 曇天 396 243
5 晴天＋曇天 454 350
6 夏 晴天 489 301
7 曇天 370 234
8 晴天＋曇天 431 335
9 秋 晴天 509 359
10 曇天 418 278
11 晴天＋曇天 464 370
12 冬 晴天 516 365
1 曇天 430 289
2 晴天＋曇天 480 378
表3.9　各月の消費電力量
月 消費電力量(kWh)
野外輝度 等価均一輝度
1 15284 11045
2 13635 9771
3 14022 9386
4 13510 8928
5 13847 9063
6 12242 7854
7 12910 8324
8 13887 8729
9 13588 9532
10 14790 10516
11 14138 10122
12 15247 10057

図3.10　野外輝度と等価均一輝度の調光率の変動

図3.11　野外輝度と等価均一輝度の調光率の変動

図3.12　野外輝度と等価均一輝度の調光率の変動

3.3.7 結果

トンネル入口照明の調光制御を，等価光幕輝度の値を基に，きめ細かいステップ調光で行なうと，野外輝度による方式と比較して年間で約30％の省エネ効果(図3.13)があると予測できた。

図3.13　調光制御方式による消費電力量の差

4．まとめ

トンネル入口照明の調光制御に，等価光幕輝度の概念を導入することによって，道路トンネルの安全な走行を保障しつつ，高い省エネルギーを兼備したシステムになることが分かった。

今回の点灯方式は，間引き点滅と連続調光を組み合わせて計7段階の調光制御を行なったが，連続調光を採用している為，配線を増加せずとも調光段数を増加できる利点がある。

一方このシステムは，トンネル坑口付近の画像を一日中取得することから，坑口付近の事故やトンネル火災等にも応用でき，更なる安全の向上に繋がると思われる。

この記事は弊社発行「IWASAKI技報」第16号掲載記事に基づいて作成しました。
(2007年4月2日入稿)


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