| 【発明の名称】 |
道路トンネル照明制御システム |
| 【発明者】 |
【氏名】林 憲一郎
【氏名】望月 敏明
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| 【要約】 |
【課題】道路トンネルの照明負荷に供給する電力の省力化を図ると共に、照明制御を簡素化できる道路トンネル照明制御システムを提供することである。
【解決手段】道路トンネル１の両坑口２に設けられた太陽光発電モジュール３でその両坑口２の明るさに応じてそれぞれ発電を行い、その発電電力を集電箱５で集電する。演算部６では、この集電箱５で集電された発電電力に基づいて道路トンネル１坑内の照明モードを決定し、制御部７では、演算部６で決定された照明モードに応じて照明負荷が接続された照明回路１０を入切する入切指令信号を出力する。また、照明回路１０の各照明負荷には、集電箱５からの電力と商用系統からの電力とを連繋して配電する分電盤１２から電力が供給される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 道路トンネルの照明制御を行う道路トンネル照明制御システムにおいて、前記道路トンネルの入口部および出口部の両坑口に設けられその両坑口の明るさに応じて発電を行う太陽光発電モジュールと、前記太陽光発電モジュールの発電電力を集電する集電箱と、前記集電箱で集電された発電電力に基づいて前記道路トンネル坑内の照明モードを決定する演算部と、前記演算部で決定された照明モードに応じて照明負荷が接続された照明回路を入切する入切指令信号を出力するための制御部と、前記集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して前記照明回路の各照明負荷へ配電する分電盤とを備えたことを特徴とする道路トンネル照明制御システム。
【請求項２】 前記演算部は、前記道路トンネルの入口部の太陽光発電モジュールの発電力と前記道路トンネルの出口部の太陽光発電モジュールの発電電力とを比較し、大きい方の発電電力に基づいて前記道路トンネル坑内の照明モードを決定することを特徴とする請求項１に記載の道路トンネル照明制御システム。
【請求項３】 上り線と下り線との各道路トンネルの照明制御を行う道路トンネル照明制御システムにおいて、上り線の道路トンネルの入口部に設けられその入口部の明るさに応じて発電を行う上り線太陽光発電モジュールと、下り線の道路トンネルの入口部に設けられその入口部の明るさに応じて発電を行う下り線太陽光発電モジュールと、前記上り線太陽光発電モジュールの発電電力を集電する上り線集電箱と、前記下り線太陽光発電モジュールの発電電力を集電する下り線集電箱と、前記上り線集電箱で集電された発電電力に基づいて上り線の道路トンネルの照明モードを決定する上り線演算部と、前記下り線集電箱で集電された発電電力に基づいて下り線の道路トンネルの照明モードを決定する下り線演算部と、前記上り線演算部で決定した上り線の道路トンネルの照明モードに応じて上り線照明負荷が接続された上り線照明回路を入切する入切指令信号を出力するための上り線制御部と、前記下り線演算部で決定した下り線の道路トンネルの照明モードに応じて下り線照明負荷が接続された下り線照明回路を入切する入切指令信号を出力するための下り線制御部と、前記上り線集電箱および前記下り線集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して前記上り線照明回路および下り線照明回路の各照明負荷へ配電する分電盤とを備えたことを特徴とする道路トンネル照明制御システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路トンネルの照明制御を行う道路トンネル照明制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、道路トンネルの照明制御システムは、道路トンネルの両坑口に常時明るさを測定するための輝度計を設置し、その輝度計からの出力信号を基に照明モードの選択を行い、その照明モードに従って道路トンネル坑内の照明を調光制御している。すなわち、照明モードに対応して設けられた照明回路の入切指令信号を出力し、その照明回路に接続された照明負荷を点灯消灯し道路トンネル坑内の調光制御を行っている。
【０００３】照明回路の入切指令信号は、照明負荷へ配電を行うための配線用遮断器や開閉器の入切に出力され、この入切により照明モード別に異なる照明回路が選択される。そして、一定時間毎に道路トンネルの両坑口の輝度に基づいて照明モードの更新を行い、その照明制御を行うようにしている。
【０００４】道路トンネルには、対面通行を行う道路トンネルと、上り線および下り線での各トンネルチューブを有した道路トンネルとがある。対面通行を行う道路トンネルでは、道路トンネル両坑口の輝度から判定された照明モードを基に条件設定して道路トンネル坑内全体の明るさを調整している。また、上り線および下り線での各トンネルチューブを有した道路トンネルでは、上り線および下り線の各照明モードを基にして、各トンネルチューブ毎に坑内全体の明るさを調整している。このように、いずれの道路トンネルの場合も、道路トンネルの両坑口の輝度を基に道路トンネル坑内の照明を調光制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、対面通行を行う道路トンネルの照明制御は、道路トンネル両坑口の輝度を測定するための輝度計が必要になると共に、道路トンネル両坑口の照明モードを出力するために高価な２受光用の自動調光装置が必要となる。さらに、道路トンネルの両坑口の照明モードを基に条件設定して道路トンネル坑内全体の明るさを調整しているため、複雑で高価な照明制御システムの構築が必要となっている。また、道路トンネルの照明負荷で消費される電力は、道路トンネル坑内で点灯している照明負荷の数が時間的に変化するが、常時使用しているため多大なものとなっている。
【０００６】一方、上り線および下り線の各トンネルチューブを有した道路トンネルの照明制御も、対面通行を行う道路トンネルの照明制御の場合と同様に、上り線と下り線とで各入口部の輝度を測定するための輝度計が必要になると共に、上り線と下り線との照明モードを各々出力するために高価な２受光用の自動調光装置が必要となる。さらに、上り線と下り線との各照明モードを基にして、各トンネルチューブ毎に坑内全体の明るさを調整しているため、複雑で高価な照明制御システムの構築が必要となっている。また、道路トンネルの照明負荷で消費される電力も、対面通行を行う道路トンネルの照明制御の場合と同様に、多大なものとなっている。
【０００７】本発明の目的は、道路トンネルの照明負荷に供給する電力の省力化を図ると共に、照明制御を簡素化できる道路トンネル照明制御システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる道路トンネル照明制御システムは、道路トンネルの照明制御を行う道路トンネル照明制御システムにおいて、前記道路トンネルの入口部および出口部の両坑口に設けられその両坑口の明るさに応じて発電を行う太陽光発電モジュールと、前記太陽光発電モジュールの発電電力を集電する集電箱と、前記集電箱で集電された発電電力に基づいて前記道路トンネル坑内の照明モードを決定する演算部と、前記演算部で決定された照明モードに応じて照明負荷が接続された照明回路を入切する入切指令信号を出力するための制御部と、前記集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して前記照明回路の各照明負荷へ配電する分電盤とを備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項１の発明に係わる道路トンネル照明制御システムでは、道路トンネルの入口部および出口部の両坑口に設けられた太陽光発電モジュールでその両坑口の明るさに応じてそれぞれ発電を行い、その発電電力を集電箱で集電する。演算部では、この集電箱で集電された発電電力に基づいて道路トンネル坑内の照明モードを決定し、制御部では、演算部で決定された照明モードに応じて照明負荷が接続された照明回路を入切する入切指令信号を出力する。また、照明回路の各照明負荷には、集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して配電する分電盤から電力が供給される。
【００１０】請求項２の発明に係わる道路トンネル照明制御システムは、請求項１の発明において、前記演算部は、前記道路トンネルの入口部の太陽光発電モジュールの発電力と前記道路トンネルの出口部の太陽光発電モジュールの発電電力とを比較し、大きい方の発電電力に基づいて前記道路トンネル坑内の照明モードを決定することを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明に係わる道路トンネル照明制御システムでは、請求項１の発明の作用に加え、道路トンネルの入口部の太陽光発電モジュールの発電力と出口部の太陽光発電モジュールの発電電力とのうち、大きい方の発電電力に基づいて道路トンネル坑内の照明モードを決定する。これにより、演算部での照明制御が簡素化される。
【００１２】請求項３の発明に係わる道路トンネル照明制御システムは、上り線と下り線との各道路トンネルの照明制御を行う道路トンネル照明制御システムにおいて、上り線の道路トンネルの入口部に設けられその入口部の明るさに応じて発電を行う上り線太陽光発電モジュールと、下り線の道路トンネルの入口部に設けられその入口部の明るさに応じて発電を行う下り線太陽光発電モジュールと、前記上り線太陽光発電モジュールの発電電力を集電する上り線集電箱と、前記下り線太陽光発電モジュールの発電電力を集電する下り線集電箱と、前記上り線集電箱で集電された発電電力に基づいて上り線の道路トンネルの照明モードを決定する上り線演算部と、前記下り線集電箱で集電された発電電力に基づいて下り線の道路トンネルの照明モードを決定する下り線演算部と、前記上り線演算部で決定した上り線の道路トンネルの照明モードに応じて上り線照明負荷が接続された上り線照明回路を入切する入切指令信号を出力するための上り線制御部と、前記下り線演算部で決定した下り線の道路トンネルの照明モードに応じて下り線照明負荷が接続された下り線照明回路を入切する入切指令信号を出力するための下り線制御部と、前記上り線集電箱および前記下り線集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して前記上り線照明回路および下り線照明回路の各照明負荷へ配電する分電盤とを備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明に係わる道路トンネル照明制御システムでは、上り線と下り線の各道路トンネルの入口部に設けられた各々の太陽光発電モジュールで発電された発電電力を各々の集電箱で集電し、各々の集電箱で集電した発電電力を基に、各々の演算部で上り線と下り線とで別々に照明モードの選択を行い、各々の制御部は各々の照明回路を入切して各々の道路トンネル坑内の明るさを調整する。つまり、上り線と下り線との道路トンネル坑内の明るさを別々に調光制御する。また、各々の照明回路の各照明負荷には、各々の集電箱からの電力と商用系統からの電力とを連繋して配電する分電盤から電力が供給される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる道路トンネル照明制御システムのブロック構成図である。この第１の実施の形態は、対面通行を行う道路トンネルを照明制御する場合のものである。
【００１５】道路トンネル１の入口部である両坑口２ａ、２ｂには、複数台の太陽光発電モジュール（以下ＰＶモジュールという）３ａ、３ｂが設けられている。すなわち、道路トンネル１の上り線入口部には、太陽光発電を行うための上り線太陽光発電モジュール（上り線ＰＶモジュール）３ａが設けられ、同様に、下り線入口部には複数台の下り線太陽光発電モジュール（下り線ＰＶモジュール）３ｂが設けられている。上り線ＰＶモジュール３ａおよび下り線ＰＶモジュール３ｂは、道路トンネル１の両坑口の明るさに応じて各々の発電を行う。
【００１６】上り線ＰＶモジュール３ａの発電電力は照明制御部４の上り線集電箱５ａで集電され、同様に、下り線ＰＶモジュール３ｂの発電電力は照明制御部４の下り線集電箱５ｂで集電される。
【００１７】上り線集電箱５ａおよび下り線集電箱５ｂで集電された発電電力の値（発電量）は、演算部６に入力される。演算部６では、上り線集電箱５ａおよび下り線集電箱５ｂで集電された発電量に基づいて道路トンネル１の坑内全体の照明モードを決定する。これは、光源の明るさとＰＶモジュール３ａ、３ｂでの発電量との間には比例関係があることから、各ＰＶモジュール３ａ、３ｂでの発電電力は道路トンネル１の入口部の両坑口２ａ、２ｂにおける明るさに相当するからである。演算部６で決定される照明モードには、例えば、「晴天１」、「晴天２」、「曇天１」、「曇天２」等があり、また「昼間」、「夜間」、「深夜」の照明モードがある。
【００１８】演算部６で決定された照明モードは制御部７に入力される。制御部７では演算部６で決定された照明モードに応じて、照明コントロールセンタ８の開閉器９に対し、照明モードに対応して予め設けられた照明回路１０の入切指令信号を出力する。これにより、その照明回路１０に接続された照明負荷を点灯消灯し道路トンネル坑内の調光制御を行う。
【００１９】照明回路１０は、対面通行での上り線の照明を行う上り線照明回路１０ａ、対面通行での下り線の照明を行う下り線照明回路１０ｂ、対面通行での上り線および下り線で共通の照明を行う共通基本回路部１０ｃに分類される。
【００２０】一方、上り線集電箱５ａおよび下り線集電箱５ｂで集電された発電電力は、パワーコンディショナ１１に入力される。パワーコンディショナ１１は、照明負荷へ電源を供給を行うためのＰＶインバータ、および商用系統と系統連繋を行うための連繋保護装置を内蔵している。すなわち、太陽光発電モジュール３ａ、３ｂで得られる発電電力は直流電力であるので、パワーコンディショナ１１のＰＶインバータで交流電力に変換すると共に、連繋保護装置で商用系統からの交流電力と同期をとる。
【００２１】そして、分電盤１２にて、パワーコンディショナ１１を介して得られる太陽光発電モジュール３からの電力と、商用系統から得られる電力とを連繋して、照明コントロールセンタ８の配電用遮断器１３を介し照明回路１０の各照明負荷へ配電を行う。
【００２２】図２は、第１の実施の形態における演算部６および制御部７の動作を示すフローチャートである。道路トンネル１の両坑口２ａ、２ｂに設置した上り線ＰＶモジュール３ａと下り線ＰＶモジュール３ｂとで発電された電力は、照明制御部４の上り線集電箱５ａと下り線集電箱５ｂにそれぞれ別々に入力される。
【００２３】演算部６では、上り線集電箱５ａに集電された発電電力値（発電量）、および下り線集電箱５ｂに集電された発電電力値（発電量）の測定を行う（Ｓ１）。そして、上り線集電箱５ａに集電された発電電力値（上り線発電量）と下り線集電箱５ｂに集電された発電電力値（下り線発電量）とを比較する（Ｓ２）。
【００２４】比較の結果が、（上り線発電量）≧（下り線発電量）の場合は、上り線発電量に応じた照明モードの選択計算を行い（Ｓ３）、比較の結果が逆の場合は下り線発電量に応じた照明モードの選択計算を行う（Ｓ４）。この場合の照明モードの選択計算は、対象となる道路トンネル毎に、発電量と照明モードとの対応を予め設定して入力しておき、従来から行われている現地での輝度測定を実施して照明モードの選択計算を行う。そして、ステップＳ３またはステップＳ４の照明モードの選択計算の結果より照明モードを決定する（Ｓ５）。制御部７では演算部６で決定された照明モードに基づき、照明モード別に照明回路を入切するための入切指令信号を照明コントロールセンタ８に出力する。
【００２５】このように、第１の実施の形態では、道路トンネル１の照明負荷での消費電力を省力化するためにＰＶモジュールを設け、このＰＶモジュールからの電力と商用系統からの電力とを連繋することにより照明負荷への給電を行う。また、光源の明るさとＰＶモジュールでの発電量との間に比例関係があることを利用して、各ＰＶモジュールでの発電電力（入口部の明るさ）に応じてトンネル坑内の照明制御を行う。
【００２６】この第１の実施の形態によれば、ＰＶモジュール３と商用系統とを系統連繋して道路トンネル１の照明負荷への給電を行うので、照明負荷での消費電力を低減できる。また、ＰＶモジュールの発電量は、道路トンネル１の入口部の明るさに比例して変化するので、その発電量を用いて道路トンネル２の坑内の明るさを調整できる。従って、輝度計を設ける必要がなく、また、対面通行の道路トンネルで両坑口２のいずれか一方の明るさに応じてトンネル坑内全体の照明制御を行うので、照明制御システムを簡略化できると共にコスト低減が図れる。
【００２７】次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図３は本発明の第２の実施の形態に係わる道路トンネル照明制御システムのブロック構成図である。この第２の実施の形態は、上り線および下り線での各トンネルチューブを有した道路トンネルを照明制御する場合のものである。
【００２８】上り線の道路トンネル１ａの入口部の坑口２ａには、太陽光発電を行うための上り線太陽光発電モジュール（上り線ＰＶモジュール）３ａが設けられ、同様に、下り線の道路トンネル１ｂの入口部の坑口２ｂには、複数台の下り線太陽光発電モジュール（下り線ＰＶモジュール）３ｂが設けられている。上り線ＰＶモジュール３ａおよび下り線ＰＶモジュール３ｂは、道路トンネル１ａ、１ｂの両坑口２ａ、２ｂの明るさに応じて各々の発電を行う。
【００２９】上り線ＰＶモジュール３ａの発電電力は照明制御部４の上り線集電箱５ａで集電され、同様に、下り線ＰＶモジュール３ｂの発電電力は照明制御部４の下り線集電箱５ｂで集電される。
【００３０】上り線集電箱５ａで集電された発電電力の値（発電量）は、上り線演算部６ａに入力され、その上り線集電箱５ａで集電された発電量に基づいて道路トンネル１ａの坑内全体の照明モードを決定する。これは、光源の明るさとＰＶモジュール３ａでの発電量との間には比例関係があることから、ＰＶモジュール３ａでの発電電力は道路トンネル１ａの入口部の坑口２ａにおける明るさに相当するからである。上り線演算部６ａで決定される照明モードには、例えば、「晴天１」、「晴天２」、「曇天１」、「曇天２」、「昼間」、「夜間」、「深夜」の照明モードがある。
【００３１】同様に、下り線集電箱５ｂで集電された発電電力の値（発電量）は、下り線演算部６ｂに入力され、その下り線集電箱５ｂで集電された発電量に基づいて道路トンネル１ｂの坑内全体の照明モードを決定する。下り線演算部６ｂで決定される照明モードには、例えば、「晴天１」、「晴天２」、「曇天１」、「曇天２」、「昼間」、「夜間」、「深夜」の照明モードがある。
【００３２】上り線演算部６ａで決定された照明モードは上り線制御部７ａに入力され、その照明モードに応じて上り線照明コントロールセンタ８ａの開閉器９ａに対し、照明モードに対応して予め設けられた照明回路１０ａ、１０ｂの入切指令信号を出力する。これにより、その上り線照明回路１０ａに接続された上り線照明負荷を点灯消灯し上り線の道路トンネル１ａの坑内の調光制御を行う。
【００３３】同様に、下り線演算部６ｂで決定された照明モードは下り線制御部７ｂに入力され、その照明モードに応じて下り線照明コントロールセンタ８ｂの開閉器９ｂに対し、照明モードに対応して予め設けられた下り線照明回路１０ｂの入切指令信号を出力する。これにより、その下り線照明回路１０ｂに接続された下り線照明負荷を点灯消灯し下り線の道路トンネル１ｂの坑内の調光制御を行う。
【００３４】一方、上り線集電箱５ａおよび下り線集電箱５ｂで集電された発電電力は、パワーコンディショナ１１に入力される。パワーコンディショナ１１は、照明負荷へ電源を供給を行うためのＰＶインバータ、および商用系統と系統連繋を行うための連繋保護装置を内蔵している。すなわち、太陽光発電モジュール３ａ、３ｂで得られる発電電力は直流電力であるので、パワーコンディショナ１１のＰＶインバータで交流電力に変換すると共に、連繋保護装置で商用系統からの交流電力と同期をとる。
【００３５】そして、分電盤１２にて、パワーコンディショナ１１を介して得られる太陽光発電モジュール３からの電力と、商用系統から得られる電力とを連繋して、照明コントロールセンタ８ａ、８ｂの配電用遮断器１３ａ、１３ｂを介し照明回路１０ａ、１０ｂの各照明負荷へ配電を行う。
【００３６】このように、第２の実施の形態では、上り線の道路トンネル１ａと下り線の道路トンネル１ｂのトンネル照明制御として、各道路トンネル１ａ、１ｂの入口部に設置されたＰＶモジュール３ａ、３ｂから出力される発電電力を基に上り線と下り線とで別々に照明モードの選択を行い、別々に上り線の道路トンネル１ａ、下り線の道路トンネル１ｂの坑内の明るさを制御する。
【００３７】図４は、第２の実施の形態における演算部６および制御部７の動作を示すフローチャートである。図４（ａ）は上り線演算部６ａおよび上り線制御部７ａの動作を示すフローチャートであり、図４（ｂ）は下り線演算部６ｂおよび下り線制御部７ｂの動作を示すフローチャートである。
【００３８】上り線の道路トンネル１ａの坑口２ａに設置した上り線ＰＶモジュール３ａで発電された電力は、照明制御部４の上り線集電箱５ａに入力され、下り線の道路トンネル１ｂの坑口２ｂに設置した下り線ＰＶモジュール３ｂで発電された電力は、照明制御部４の下り線集電箱５ｂに入力される。
【００３９】図４（ａ）において、上り線演算部６ａでは、まず上り線集電箱５ａに集電された発電電力値（発電量）の測定を行う（Ｓ１）。そして、上り線集電箱５ａに集電された発電電力値（上り線発電量）に応じた照明モードの選択計算を行い（Ｓ２）、照明モードの選択計算の結果より照明モードを決定する（Ｓ３）。上り線制御部７ａでは上り線演算部６ａで決定された照明モードに基づき、照明モード別に照明回路を入切するための入切指令信号を照明コントロールセンタ８ａに出力する。
【００４０】同様に、下り線演算部６ｂでは、図４（ｂ）に示すように、まず下り線集電箱５ｂに集電された発電電力値（発電量）の測定を行う（Ｓ１）。そして、下り線集電箱５ｂに集電された発電電力値（下り線発電量）に応じた照明モードの選択計算を行い（Ｓ２）、照明モードの選択計算の結果より照明モードを決定する（Ｓ３）。下り線制御部７ｂでは下り線演算部６ｂで決定された照明モードに基づき、照明モード別に照明回路を入切するための入切指令信号を照明コントロールセンタ８ｂに出力する。
【００４１】この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、上り線と下り線の各道路トンネル１ａ、１ｂの入口部に取り付けられたＰＶモジュール３ａ、３ｂから出力される発電量を基に、上り線と下り線の各道路トンネル１ａ、１ｂ毎に道路トンネル１の坑内全体の照明モードを決定するので、上り線および下り線の各道路トンネルの入口部の明るさに応じて、上り線および下り線の各道路トンネルの坑内全体の照明制御が可能となる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ＰＶモジュールと商用系統とを系統連繋して道路トンネルの照明負荷への給電を行うので、照明負荷での消費電力を低減できる。また、ＰＶモジュールの発電量は、道路トンネルの入口部の明るさに比例して変化するので、その発電量を用いて道路トンネルの坑内の明るさを調整できる。従って、輝度計を設ける必要がない。また、道路トンネルで坑口のの明るさに応じてトンネル坑内全体の照明制御を行うので、照明制御システムを簡略化できると共にコスト低減が図れる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２７日（１９９９．５．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１００５１６
【弁理士】
【氏名又は名称】三谷 惠 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４０００３（Ｐ２０００−３４０００３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４７４０９ |
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