分析道路照明設計參數的敏度
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敏度分析，或叫靈敏度分析(sensitivity analysis)是數學(xué)的一個(gè)分支：數值代數中的一個(gè)概念，它廣泛應用于控制工程、結構優(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)，輸出結果會(huì )有什么樣的變化。按照傳統理論，做敏度分析首先要有關(guān)于輸出量和輸入量之間關(guān)系的數學(xué)函數表達式，再通過(guò)一系列微積分的運算才能得出結論。但是，有些問(wèn)題的數學(xué)模型是很難表達的，這就造成了求解的困難。而現如今，電子計算機可以將很復雜的問(wèn)題全部數值化，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)展到現在的4.1。功能更是日臻完備。
從前，許多設計師以"概念"與"經(jīng)驗"來(lái)做照明設計的判斷，但在照明產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)業(yè)訴求上來(lái)說(shuō)，如果要真正做好照明規劃，還需要燈具廠(chǎng)商提供各種正確的照明數據，再經(jīng)過(guò)電腦模擬計算之后，才可以較精準地產(chǎn)生設計者所要的數據與效果;不然，只能是一個(gè)人為的個(gè)人經(jīng)驗值而已。
德國DIAL公司基于多年在照明技術(shù)與市場(chǎng)研究的觀(guān)察，發(fā)現世界各國的照明計算軟件多局限于單一廠(chǎng)牌的運算，而所有的照明設計案卻大多為采用多家廠(chǎng)商的照明燈具之綜合應用，并不符合實(shí)際的操作需求。因此，邀集了世界著(zhù)名廠(chǎng)商如Philips, BEGA, THORN, ERCO, OSRAM, BJB, Meyer, Louis Poulsen 等公司，共同投資于具有"統合應用性"的新照明軟件之開(kāi)發(fā)，并于1992年成功地推出了DIALux照明軟件，首次現身于漢諾威展覽中，即得到各界的認可，并逐漸成為歐洲照明軟件的頂級品牌。
由于DIALux可以統合各種照明燈具，做精準的照明計算，且還具有虛擬實(shí)境的功能，讓整個(gè)空間設計案，不管是室內、室外、建筑、展場(chǎng)的"照明設計規劃"，都能以3D立體圖的方式在電腦中完美地呈現，而所有的照明數據，也都以圖表化的方式清楚地詳列出來(lái)，加上操作介面相當簡(jiǎn)易、人性化，因此一推出便立即在歐洲各國引起熱烈的回響，也為業(yè)界建立起一個(gè)公認的照明"標準"依據。
DIALux除了現有的十多種歐洲語(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當成一個(gè)照明設計的實(shí)驗室，在施工前將照明的配置圖于軟件上反復實(shí)驗到最完美的地步。如此一來(lái)，就不會(huì )再有施工時(shí)，發(fā)現照度不夠，或是發(fā)現照明角度不恰當等問(wèn)題，而臨時(shí)換燈具、改配置等情形發(fā)生了。
目前，擁有堅強的照明技術(shù)團隊與研究室背景的德國DIALux照明軟件，成為歐美各國的設計師實(shí)現"完美照明"與"精準設計"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。
? 使用者自定的燈具和模組資料庫。
? 數萬(wàn)種燈具產(chǎn)品選擇。
? 設室內、戶(hù)外、街道、燈具排列等精靈模式，可快速完成設計。
? 處理燈具和瞄準位置的繪圖方式。
? 靈活、精準、和快速的運算。
? 能與其他軟件相容。
? 能任意旋轉三維或平面圖的各個(gè)角度觀(guān)看您的作品。
? 依據CIE(國際照明學(xué)會(huì ))各項標準。
? 專(zhuān)業(yè)和詳細的報告使客戶(hù)留下深刻的印象。
3道路照明設計模型的基本參數
本文參照的是CIE(國際照明委員會(huì ))推薦的道路照明設計標準，見(jiàn)表1
假想基本計算模型的路寬8米，雙向2車(chē)道，照明等級M2，維護系數0.75，柏油路面類(lèi)型R3，亮度系數0.07，見(jiàn)圖1、圖2。
圖1 基本計算模型平面圖
圖2 基本計算模型斷面圖
燈 具：Philips 204 Family SGS204 TP PC 1xSON-PP150W
光通量：17000 lm
光強最大值：
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(xiàn)形成規定角度的所有方向上，照明裝置安裝正確。
安排符合光強等級 G2.
安排符合眩光指數等級 D.5.
瓦 數：168 W
排 列：?jiǎn)蝹扰帕?BR> 燈桿距離：24.0 m
圖3 路燈配光曲線(xiàn)
4基本計算模型計算結果
基本計算模型計算結果見(jiàn)圖4-圖6。
圖4 路面等照度圖
圖5 線(xiàn)道1觀(guān)察器所見(jiàn)路面亮度圖
5敏度分析結果
因燈桿距離、燈具安裝高度、吊桿角度這三個(gè)設計參數對最終結果的影響很大，所以應重點(diǎn)研究它們的變化對結果的影響。
通過(guò)程序計算，得出線(xiàn)道1(line1)及線(xiàn)道2(line2)的結果，如圖7-圖15。(因TI在5%-9%之間，SR在0.4-0.5之間，變化很小，故不對他們進(jìn)行繪圖分析)
圖7 燈桿距離的變化對平均亮度的影響
圖8 燈桿距離的變化對總體均勻度的影響
圖9 燈桿距離的變化對縱向均勻度的影響
圖10 燈具安裝高度的變化對平均亮度的影響
圖11 燈具安裝高度的變化對總體均勻度的影響
圖12 燈具安裝高度的變化對縱向均勻度的影響
圖13 吊桿角度的變化對平均亮度的影響
圖14 吊桿角度的變化對總體均勻度的影響
圖15 吊桿角度的變化對縱向均勻度的影響
綜合各種結果可以作出判斷，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計方案。進(jìn)一步，還可以分析懸臂長(cháng)度等因素對設計結果的影響。
6結語(yǔ)
應用DIALux4.1軟件輔助道路照明的設計，有助于在設
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