分析道路照明設(shè)計(jì)參數(shù)的敏度
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敏度分析，或叫靈敏度分析(sensitivity analysis)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支：數(shù)值代數(shù)中的一個(gè)概念，它廣泛應(yīng)用于控制工程、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等學(xué)科。實(shí)際上就是確定如果一個(gè)或更多的輸入值發(fā)生變化時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)有什么樣的變化。按照傳統(tǒng)理論，做敏度分析首先要有關(guān)于輸出量和輸入量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式，再通過(guò)一系列微積分的運(yùn)算才能得出結(jié)論。但是，有些問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型是很難表達(dá)的，這就造成了求解的困難。而現(xiàn)如今，電子計(jì)算機(jī)可以將很復(fù)雜的問(wèn)題全部數(shù)值化，從而令許多難題迎刃而解。
2 DIALux程序簡(jiǎn)介
DIALux軟件誕生至今已整整14年，版本也從最初的1.0發(fā)展到現(xiàn)在的4.1。功能更是日臻完備。
從前，許多設(shè)計(jì)師以"概念"與"經(jīng)驗(yàn)"來(lái)做照明設(shè)計(jì)的判斷，但在照明產(chǎn)業(yè)的專業(yè)訴求上來(lái)說(shuō)，如果要真正做好照明規(guī)劃，還需要燈具廠商提供各種正確的照明數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)電腦模擬計(jì)算之后，才可以較精準(zhǔn)地產(chǎn)生設(shè)計(jì)者所要的數(shù)據(jù)與效果;不然，只能是一個(gè)人為的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)值而已。
德國(guó)DIAL公司基于多年在照明技術(shù)與市場(chǎng)研究的觀察，發(fā)現(xiàn)世界各國(guó)的照明計(jì)算軟件多局限于單一廠牌的運(yùn)算，而所有的照明設(shè)計(jì)案卻大多為采用多家廠商的照明燈具之綜合應(yīng)用，并不符合實(shí)際的操作需求。因此，邀集了世界著名廠商如Philips, BEGA, THORN, ERCO, OSRAM, BJB, Meyer, Louis Poulsen 等公司，共同投資于具有"統(tǒng)合應(yīng)用性"的新照明軟件之開發(fā)，并于1992年成功地推出了DIALux照明軟件，首次現(xiàn)身于漢諾威展覽中，即得到各界的認(rèn)可，并逐漸成為歐洲照明軟件的頂級(jí)品牌。
由于DIALux可以統(tǒng)合各種照明燈具，做精準(zhǔn)的照明計(jì)算，且還具有虛擬實(shí)境的功能，讓整個(gè)空間設(shè)計(jì)案，不管是室內(nèi)、室外、建筑、展場(chǎng)的"照明設(shè)計(jì)規(guī)劃"，都能以3D立體圖的方式在電腦中完美地呈現(xiàn)，而所有的照明數(shù)據(jù)，也都以圖表化的方式清楚地詳列出來(lái)，加上操作介面相當(dāng)簡(jiǎn)易、人性化，因此一推出便立即在歐洲各國(guó)引起熱烈的回響，也為業(yè)界建立起一個(gè)公認(rèn)的照明"標(biāo)準(zhǔn)"依據(jù)。
DIALux除了現(xiàn)有的十多種歐洲語(yǔ)系外，已于2003年底推出了中文版。
另外，DIALux最大的特點(diǎn)為其"共享軟件"的理念，且每年都會(huì)有約兩次的升級(jí)改版，因此任何人都能到"DIALux"的網(wǎng)站上下載使用。
使用者可以將DIALux當(dāng)成一個(gè)照明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室，在施工前將照明的配置圖于軟件上反復(fù)實(shí)驗(yàn)到最完美的地步。如此一來(lái)，就不會(huì)再有施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)照度不夠，或是發(fā)現(xiàn)照明角度不恰當(dāng)?shù)葐?wèn)題，而臨時(shí)換燈具、改配置等情形發(fā)生了。
目前，擁有堅(jiān)強(qiáng)的照明技術(shù)團(tuán)隊(duì)與研究室背景的德國(guó)DIALux照明軟件，成為歐美各國(guó)的設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)"完美照明"與"精準(zhǔn)設(shè)計(jì)"理想的最佳輔助工具。
*DIALux 的主要功能與特性：
? 人性化的工作介面。
? 豐富的材質(zhì)和建模元件庫(kù)。
? 使用者自定的燈具和模組資料庫(kù)。
? 數(shù)萬(wàn)種燈具產(chǎn)品選擇。
? 設(shè)室內(nèi)、戶外、街道、燈具排列等精靈模式，可快速完成設(shè)計(jì)。
? 處理燈具和瞄準(zhǔn)位置的繪圖方式。
? 靈活、精準(zhǔn)、和快速的運(yùn)算。
? 能與其他軟件相容。
? 能任意旋轉(zhuǎn)三維或平面圖的各個(gè)角度觀看您的作品。
? 依據(jù)CIE(國(guó)際照明學(xué)會(huì))各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
? 專業(yè)和詳細(xì)的報(bào)告使客戶留下深刻的印象。
3道路照明設(shè)計(jì)模型的基本參數(shù)
本文參照的是CIE(國(guó)際照明委員會(huì))推薦的道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，見表1
假想基本計(jì)算模型的路寬8米，雙向2車道，照明等級(jí)M2，維護(hù)系數(shù)0.75，柏油路面類型R3，亮度系數(shù)0.07，見圖1、圖2。
圖1 基本計(jì)算模型平面圖
圖2 基本計(jì)算模型斷面圖
燈 具：Philips 204 Family SGS204 TP PC 1xSON-PP150W
光通量：17000 lm
光強(qiáng)最大值：
角 度 70°：305 cd/klm
角 度 80°：120 cd/klm
角 度 90°：11 cd/klm
在能夠與下部垂直線形成規(guī)定角度的所有方向上，照明裝置安裝正確。
安排符合光強(qiáng)等級(jí) G2.
安排符合眩光指數(shù)等級(jí) D.5.
瓦 數(shù)：168 W
排 列：?jiǎn)蝹?cè)排列
燈桿距離：24.0 m
圖3 路燈配光曲線
4基本計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果
基本計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果見圖4-圖6。
圖4 路面等照度圖
圖5 線道1觀察器所見路面亮度圖
5敏度分析結(jié)果
因燈桿距離、燈具安裝高度、吊桿角度這三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)最終結(jié)果的影響很大，所以應(yīng)重點(diǎn)研究它們的變化對(duì)結(jié)果的影響。
通過(guò)程序計(jì)算，得出線道1(line1)及線道2(line2)的結(jié)果，如圖7-圖15。(因TI在5%-9%之間，SR在0.4-0.5之間，變化很小，故不對(duì)他們進(jìn)行繪圖分析)
圖7 燈桿距離的變化對(duì)平均亮度的影響
圖8 燈桿距離的變化對(duì)總體均勻度的影響
圖9 燈桿距離的變化對(duì)縱向均勻度的影響
圖10 燈具安裝高度的變化對(duì)平均亮度的影響
圖11 燈具安裝高度的變化對(duì)總體均勻度的影響
圖12 燈具安裝高度的變化對(duì)縱向均勻度的影響
圖13 吊桿角度的變化對(duì)平均亮度的影響
圖14 吊桿角度的變化對(duì)總體均勻度的影響
圖15 吊桿角度的變化對(duì)縱向均勻度的影響
綜合各種結(jié)果可以作出判斷，選擇燈桿距離24m、燈具安裝高度8m、吊桿角度6°是一種比較合理的設(shè)計(jì)方案。進(jìn)一步，還可以分析懸臂長(zhǎng)度等因素對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響。
6結(jié)語(yǔ)
應(yīng)用DIALux4.1軟件輔助道路照明的設(shè)計(jì)，有助于在設(shè)
評(píng)論