一種電氣間模塊燈具位置優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種燈具位置優(yōu)化方法，尤其設(shè)及海洋油氣照明系統(tǒng)的燈具位置優(yōu)化 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)隨著海洋油氣裝備的發(fā)展，照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中占據(jù)了非常重要的地位，合 理的布置燈具位置，可有效的提高照明質(zhì)量，減小燈具的數(shù)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利 潤(rùn)率。而現(xiàn)階段在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)軟件中根據(jù)自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)將燈 具的位置進(jìn)行簡(jiǎn)單的布局，求出照度值手動(dòng)調(diào)整燈具數(shù)量及燈具位置。因采用人工調(diào)整的 方法效率較低，且不能保證在有效的時(shí)間內(nèi)求解出最佳的燈具數(shù)量和燈具的位置，給企業(yè) 造成人力、物力、財(cái)力的極大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服已有的技術(shù)缺陷，提供一種更加安全便捷、可靠、高效的電 氣間模塊照明系統(tǒng)的燈具位置優(yōu)化方法。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] 本發(fā)明的一種電氣間模塊照明系統(tǒng)的燈具位置優(yōu)化方法，它包括W下步驟：
[0006] 步驟一、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定燈具的型號(hào)及照度要求，根據(jù)公式
求得所需的燈具數(shù)量，式中Nmin-所需燈具數(shù)量的最小值，F(xiàn).C-設(shè)計(jì)照度值，A-房間面積， 化.-空間利用系數(shù)，M-維護(hù)系數(shù)，取0.7~0.8，Im-燈具的光通量；
[0007] 步驟二、按照步驟一所求得的燈具數(shù)量將均布在電氣間模塊內(nèi)，然后在每個(gè)燈具 周圍選取η個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的照度值，計(jì)算公式如下：
[0011]式中：Ε為選定測(cè)量點(diǎn)的照度值，D為燈具的安裝高度，S為測(cè)量點(diǎn)距燈具安裝點(diǎn)的 距離，Ω為燈具的光通量，A為發(fā)光角所夾的曲面面積，α與β為燈具的發(fā)光角，發(fā)光角是光強(qiáng) 曲線上最大光強(qiáng)的1/2與法向光強(qiáng)的夾角；
[0012]步驟Ξ、根據(jù)所有測(cè)量點(diǎn)照度值計(jì)算出所有測(cè)量點(diǎn)的照度平均值，然后將點(diǎn)的照 度平均值與設(shè)計(jì)照度進(jìn)行對(duì)比；
[0013] 步驟四、若點(diǎn)的照度平均值<設(shè)計(jì)照度，則增加一個(gè)燈具，重復(fù)所述的步驟二和步 驟Ξ，直到點(diǎn)的照度平均值 >設(shè)計(jì)照度，然后再判斷點(diǎn)的照度平均值-設(shè)計(jì)照度是否大于 ει，如果點(diǎn)的照度平均值-設(shè)計(jì)照度〉ει，則表明燈具的照度要求滿足設(shè)計(jì)要求，停止照度優(yōu) 化;如果點(diǎn)的照度平均值-設(shè)計(jì)照度< ει，則需進(jìn)行步驟五；
[0014] 步驟五、設(shè)定照度均勻度誤差為62,所述的ε2=|測(cè)量點(diǎn)的照度值-點(diǎn)的照度平均值 ，比較測(cè)量點(diǎn)的照度值與點(diǎn)的照度平均值大小，若測(cè)量點(diǎn)的照度值 <點(diǎn)的照度平均值，貝U 將燈具的布置位置向測(cè)量點(diǎn)處移動(dòng)一個(gè)距離A S，使得測(cè)量點(diǎn)的照度值增加一個(gè)Δ值;若測(cè) 量點(diǎn)的照度值 >點(diǎn)的照度平均值，則燈具的布置位置向遠(yuǎn)離測(cè)量點(diǎn)處移動(dòng)一個(gè)距離As使 得測(cè)量點(diǎn)的照度值減小一個(gè)A值，計(jì)算移動(dòng)后測(cè)量點(diǎn)的照度值并計(jì)算移動(dòng)后測(cè)量點(diǎn)的照度 均勻度誤差，直到點(diǎn)的照度值與點(diǎn)的照度平均值的差值在E2的范圍內(nèi)，停止優(yōu)化，Δ =ε2/η， Δ S =測(cè)量點(diǎn)與燈具間的距離/η，η為在步驟二中該移動(dòng)的燈具周圍選取的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0016] 本發(fā)明通過(guò)使用電氣間模塊燈具位置優(yōu)化平臺(tái)完成電氣間模塊的燈具位置優(yōu)化 問(wèn)題，取代原有人工手動(dòng)優(yōu)化的方式。通過(guò)本發(fā)明一種電氣間模塊燈具位置優(yōu)化方法的應(yīng) 用，不僅提高了電氣間模塊照明系統(tǒng)燈具的照明質(zhì)量，而且提高了設(shè)計(jì)者的工作效率，降低 的電氣間模塊照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用，為公司節(jié)省了大量人力，提高公司的效益。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明一種電氣間模塊燈具位置優(yōu)化方法流程圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明一種電氣間模塊燈具位置優(yōu)化方法中設(shè)及球坐標(biāo)示意圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明一種電氣間模塊燈具位置優(yōu)化方法中設(shè)及的xoy平面內(nèi)弧度、夾角示 意圖；
[0020] 圖4是燈具發(fā)光角示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022] 本發(fā)明的一種電氣間模塊照明系統(tǒng)的燈具位置優(yōu)化方法，它包括W下步驟：
[0023] 步驟一、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定燈具的型號(hào)及照度要求，根據(jù)公式
求得所需的燈具數(shù)量，式中Nmin-所需燈具數(shù)量的最小值，F(xiàn).C-設(shè)計(jì)照度值，A-房間面積， 化空間利用系數(shù)(可在中國(guó)電力出版社2006年出版的《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)》中查找）， M-維護(hù)系數(shù)，一般取0.7~0.8，Im-燈具的光通量。
[0024] 步驟二、按照步驟一所求得的燈具數(shù)量將燈具均布在電氣間模塊內(nèi)，然后在每個(gè) 燈具周圍選取η個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的照度值E，包括W下步驟：
[0025] (a)計(jì)算燈具發(fā)光角所夾的曲面面積Α;
[0026] 設(shè)燈具的發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)0,建立如圖2所示的球坐標(biāo)系，點(diǎn)P為位于球坐標(biāo)系上的任 一測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(x，y，z)，由曲面面積公式(1)求得：
[0027]
[0028] 其中:A-發(fā)光角所夾的曲面面積，f為變量z對(duì)變量X的偏導(dǎo)數(shù)，;^為變量z對(duì)變量 y的偏導(dǎo)數(shù);x、y、z為測(cè)量點(diǎn)P的位置變量。
[0029] 球體的上半球球面方程見(jiàn)式(2):
[0033]將球坐標(biāo)系中的測(cè)量點(diǎn)P，弧長(zhǎng)R1，弧長(zhǎng)R2投影到垂直于Z軸的xoy平面上，分別為 P，、rl及弧長(zhǎng)R1為從測(cè)量點(diǎn)巧IjPl的弧線長(zhǎng)度，弧長(zhǎng)R2為從測(cè)量點(diǎn)巧ljP2的弧線長(zhǎng)度，P1、 P2為發(fā)光角α、β與球坐標(biāo)系的XOZ平面、yoz平面的交點(diǎn)，如圖3所示，則xoy平面上經(jīng)過(guò)弧長(zhǎng) 4，'2的兩條楠圓曲線為111、112，111、112的公式由公式(4)，公式(5)表示為：
[0036] 其中：α與β為燈具的發(fā)光角如圖4所示。圖中0為燈具的發(fā)光點(diǎn)，發(fā)光角是光強(qiáng)曲線 上最大光強(qiáng)的l/2Imax與法向光強(qiáng)亢的夾角。
[0037] 由公式(4)和公式（5)知兩條楠圓曲線nl和n2在xy平面內(nèi)所構(gòu)成的交點(diǎn)P，的坐標(biāo) 及夾角為：
[0040] 其中，01為交點(diǎn)P，和坐標(biāo)原點(diǎn)0的連線與X軸的夾角，恥為交點(diǎn)P，和坐標(biāo)