CN102858045B - 隧道交通的led照明控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道交通灯的照明控制系统。它包括控制服务器、LED照明控制器、LED路灯、数据采集模块、策略应对模块、控制反馈模块、通信协调模块、设定模块、状态检测模块和指令模块，状态检测模块将信号送入通信协调模块，设定模块可通过通信协调模块对系统进行设定，策略应对模块、控制反馈模块、状态检测模块和指令模块通过通信协调模块与控制服务器进行信号的反馈或控制，本系统根据隧道照明的特殊要求，能够分层次控制基本照明组、加强照明组、应急照明组，以应对多种照明需求，并通过策略应对模块，根据实际情况，调整不同照明模式，以到达最佳照明效果和最佳节能效果，并能够根据使用实际情况，进行优化调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明控制系统，，具体的说，涉及一种隧道交通灯的照明控制系统。
背景技术
隧道照明中必须考虑某些特殊的视觉现象，为了对隧道照明进行优化设计，就有必要先了解些基本的视觉问题。在白天，驾驶员进入隧道时会遇到如下视觉问题：刚进入隧道由于白天隧道外的亮度相对于隧道内的高很多，如果隧道足够长，驾驶员看到的是黑乎乎的一个洞，这就是“黑洞”现象；如果隧道很短的话，在驾驶员面前就出一个“黑框”。进入隧道后由明亮的外部进入一个较暗的隧道，视觉会有一定的适应时间，然后才能看清隧道内部的情况，这种现象称为“适应的滞后现象”。在隧道中间段，由于汽车排出的废气集聚，形成烟雾，汽车前照灯的光会被这些烟雾吸收和散射，形成光幕和降低前方障碍物与其背景(路面，墙面)之间的亮度对比度，影响障碍物的能见度，给视觉功能带来不利影响。隧道出口处会出现一个很亮的出口，对驾驶员会产生强烈的眩光，从而看不清路况，容易发生车祸。为此隧道照明通常分为入口照明，内部照明和出口照明。其中对入口照明的要求更加严格，要求从与外界相仿的亮度逐渐降低。具体而言，白天隧道入口照明的亮度要根据隧道外的亮度，车速，入口处的视场和隧道的长度来确定的。
国际照明委员会将隧道入口照明分为(从隧道口开始)阈值段和过渡段。而日本的隧道照明标准中更进一步将隧道入口照明分为引入段，适应段，过渡段。阈值段是为了消除“黑洞”现象，让驾驶员能在洞口辨认障碍物。隧道过渡段照明是为了避免阈值段照明与内部基本照明之间的强烈变化而设置的照明段，其照明水平进一步逐渐下降。
目前，我们国家对隧道照明已经制定的国家标准，对隧道照明各项标准做了较为详细的要求，但这种要求设计并非完美，只是合格隧道照明最低要求。随着照明技术不断进步，节能技术不断应用，对应这种复杂隧道照明，需要根据隧道实际情况，设计能够实时适用隧道照明系统，并能够较好节能效果，已经是当前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的缺点，提供一种系统化照明控制的隧道交通灯的照明控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：隧道交通的LED照明控制系统，它包括控制服务器、LED照明控制器、LED路灯、数据采集模块、策略应对模块、控制反馈模块、通信协调模块、设定模块、状态检测模块和指令模块，状态检测模块检测LED路灯设备和运行状态，将信号送入通信协调模块，设定模块可通过通信协调模块对系统进行设定，策略应对模块、控制反馈模块、状态检测模块和指令模块通过通信协调模块与控制服务器进行信号的反馈或控制，数据采集模块直接将采集信息送入控制服务器；所述的数据采集模块包括交通数据采集模块和气象数据采集模块，其中交通数据采集模块通过电子检测仪器采集车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息，气象数据采集模块采集隧道外部的亮度、隧道内能见度、及隧道内温度相关信息；通信协调模块进行调度协调，与其他模块进行通信和消息传递；设定模块对LED照明控制器、节能等级和调光等级相关参数进行设定，并将信息储存并输送到LED照明控制器；状态检测模块负责检测各个LED灯的设备状态和运行状态；控制反馈模块，根据控制策略执行，主动提取实时的照明参数得到设定理想照度和实际照度的误差，并提示进行深度调节或手动调节，并存储记忆调节修改的方案，为下次手动控制自动提供推荐方案；策略应对模块提供自动控制、紧急状态触发控制、时序控制、自适应控制性和手动控制五种模式，并设定手动控制最高优先级别；指令模块向LED照明控制器发布控制指令，执行照明控制方案。
所述的控制系统还包括用户设定模块、日志设定模块、预案设定模块和设备增减模块，其中用户设定模块对用户添加和删减，并对其权限进行设定；日志设定模块对设备运行进行记录存储和查询，并对保存用户操作信息；预案设定模块对策略应对模块的提供控制预案，并对预案进行增加、删除、修改及查询；设备设定模块对照明用LED路灯、LED照明控制器在控制系统进行添加、修改及删除。
所述的策略应对模块的手动控制为直接响应模式，并设有警告提示；所述的策略应对模块的紧急状态触发控制针对特殊事件，采取的算法控制策略，不在响应任何策略，紧急处理和告警；所述的时序控制为根据当时的天文事件和天气状况此案去的控制策略；所述的自动控制为默认控制，根据实时的隧道外亮度、平均车流量、平均的车速、隧道内能见度或车辆位置信息作为动态的控制输入参数，并依据这些参数建立亮度的理论曲线，根据理论曲线进行调光控制；自适应性控制为设定时间内，根据隧道照明的执行情况和设计规范，系统自动得出不同情况下的节能参数，为策略控制提供参考。
所述的LED照明控制器有多组，每组LED照明控制器控制多个LED路灯，LED照明控制器采用ARM9芯片的作为主处理器的集中控制器，内设有电力载波通信系统，LED照明控制器上设有多种接口和协议与上机位连接，可通过电力线对所控制的LED路灯进行管理和控制；LED照明控制器采用GPRS/CDMA无线网络通信与控制服务器无线通信。
本发明的有益效果是：本发明的LED照明控制系统为智能控制系统，根据隧道照明的特殊要求，能够分层次控制基本照明组、加强照明组、应急照明组，以应对多种照明需求，并通过策略应对模块，根据实际情况，调整不同照明模式，以到达最佳照明效果和最佳节能效果，并能够根据使用实际情况，进行优化调整。整个系统采用智能化控制，并可采用电子地图显示每个LED路灯的位置和状态，方面监控和控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的模块示意图；
图2是本发明的布线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2所示，本发明公开的隧道交通的LED照明控制系统，它包括控制服务器、LED照明控制器1、LED路灯、数据采集模块、策略应对模块、控制反馈模块、通信协调模块、设定模块、状态检测模块和指令模块，状态检测模块检测LED路灯设备和运行状态，将信号送入通信协调模块，设定模块可通过通信协调模块对系统进行设定，策略应对模块、控制反馈模块、状态检测模块和指令模块通过通信协调模块与控制服务器进行信号的反馈或控制，数据采集模块直接将采集信息送入控制服务器。通信协调模块采用TCP协议进行网络通信。
所述的数据采集模块包括交通数据采集模块和气象数据采集模块，其中交通数据采集模块通过电子检测仪器采集车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息，气象数据采集模块采集隧道外部的亮度、隧道内能见度、及隧道内温度相关信息；在灯具状态信息的参数，不是一定要采集的，可以根据设置模块自行设定采集的相关参数。
通信协调模块进行调度协调，与其他模块进行通信和消息传递；设定模块对LED照明控制器、节能等级和调光等级相关参数进行设定，并将信息储存并输送到LED照明控制器；当LED照明控制器与控制服务器之间的通讯中断时，照明控制器进行对应策略应对模式，或自动切换到最大功率工作，保证照明的正常工作和现场安全。
状态检测模块负责检测各个LED灯的设备状态和运行状态；它包括开关的状态、LED灯的温度、回路中的电流等。
控制反馈模块，根据控制策略执行，主动提取实时的照明参数得到设定理想照度和实际照度的误差，并提示进行深度调节或手动调节，并存储记忆调节修改的方案，为下次手动控制自动提供推荐方案；根据控制调节正向误差(过度调节)和负向误差(调节不到位)，并可提示是不进行深度调节或者手动调节，并记录调节过程，进行优化，为手动控制自动提供推荐方案。
策略应对模块提供自动控制、紧急状态触发控制、时序控制、自适应控制性和手动控制五种模式，并设定手动控制最高优先级别；并通过指令模块向LED照明控制器发布控制指令，执行照明控制方案。
所述的策略应对模块的手动控制为直接响应模式，并设有警告提示；比如开关灯操作、节能等级设定操作等，为了避免手动控制给行车安全带来不良的后果，手动控制输出的控制数据与常规算法的控制数据差别过大时，给出警告。
所述的策略应对模块的紧急状态触发控制针对特殊事件，采取的算法控制策略，不在响应任何策略，紧急处理和告警；它主要针对特殊事件，例如交通事故等，在这种情况下，不再响应任何策略应对模式，紧急处理和告警。如果特殊事件引起现场LED照明控制器与控制服务器通信中断是，现场LED照明控制器自动切换到最大功率工作，保证照明的正常工作和现场安全。
所述的时序控制为根据当时的天文事件和天气状况此案去的控制策略；可以根据当地经纬位置，对时序控制参数和节能参数的选择和优化的方案进行调整。
所述的自动控制为默认控制，根据实时的隧道外亮度、平均车流量、平均的车速、隧道内能见度或车辆位置信息作为动态的控制输入参数，并依据这些参数建立亮度的理论曲线，根据理论曲线进行调光控制。
自适应性控制为设定时间内，根据隧道照明的执行情况和设计规范，系统自动得出不同情况下的节能参数，为策略控制提供参考。
所述的控制系统还包括用户设定模块、日志设定模块、预案设定模块和设备增减模块，其中用户设定模块对用户添加和删减，并对其权限进行设定；日志设定模块对设备运行进行记录存储和查询，并对保存用户操作信息；预案设定模块对策略应对模块的提供控制预案，并对预案进行增加、删除、修改及查询；设备设定模块对照明用LED路灯、LED照明控制器1在控制系统进行添加、修改及删除。
见图2所示，所述的LED照明控制器1有多组，每组LED照明控制器1控制多个LED路灯2，可以设置为基本照明组、加强照明组、应急照明组多层控制。LED照明控制器1采用ARM9芯片的作为主处理器的集中控制器，内设有电力载波通信系统，LED照明控制器1上设有多种接口和协议与上机位连接，可通过电力线对所控制的LED路灯进行管理和控制；LED照明控制器1采用GPRS/CDMA无线网络通信与控制服务器3无线通信。LED照明控制器1可设定多种节能参数设定，能够按照不同照明需求实施不同深度的节能控制。
所述的控制服务器3连接一个或多个监控客户端4。
采用本发明提供的隧道交通的LED照明控制系统，为智能控制系统，根据隧道照明的特殊要求，能够分层次控制基本照明组、加强照明组、应急照明组，以应对多种照明需求，并通过策略应对模块，根据实际情况，调整不同照明模式，以到达最佳照明效果和最佳节能效果，并能够根据使用实际情况，进行优化调整。整个系统采用智能化控制，并可采用电子地图显示每个LED路灯的位置和状态，方面监控和控制。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.隧道交通的LED照明控制系统，其特征在于：它包括控制服务器、LED照明控制器、LED路灯、数据采集模块、策略应对模块、控制反馈模块、通信协调模块、设定模块、状态检测模块和指令模块，状态检测模块检测LED路灯设备和运行状态，将信号送入通信协调模块，设定模块可通过通信协调模块对系统进行设定，策略应对模块、控制反馈模块、状态检测模块和指令模块通过通信协调模块与控制服务器进行信号的反馈或控制，数据采集模块直接将采集信息送入控制服务器；
所述的数据采集模块包括交通数据采集模块和气象数据采集模块，其中交通数据采集模块通过电子检测仪器采集车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息，气象数据采集模块采集隧道外部的亮度、隧道内能见度、及隧道内温度相关信息；
通信协调模块进行调度协调，与其他模块进行通信和消息传递；
设定模块对LED照明控制器、节能等级和调光等级相关参数进行设定，并将信息储存并输送到LED照明控制器；
状态检测模块负责检测各个LED灯的设备状态和运行状态；
控制反馈模块，根据控制策略执行，主动提取实时的照明参数得到设定理想照度和实际照度的误差，并提示进行深度调节或手动调节，并存储记忆调节修改的方案，为下次手动控制自动提供推荐方案；
策略应对模块提供自动控制、紧急状态触发控制、时序控制、自适应控制性和手动控制五种模式，并设定手动控制最高优先级别；
指令模块向LED照明控制器发布控制指令，执行照明控制方案。
2.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，所述的控制系统还包括用户设定模块、日志设定模块、预案设定模块和设备增减模块，其中用户设定模块对用户添加和删减，并对其权限进行设定；日志设定模块对设备运行进行记录存储和查询，并对保存用户操作信息；预案设定模块对策略应对模块的提供控制预案，并对预案进行增加、删除、修改及查询；设备设定模块对照明用LED路灯、LED照明控制器在控制系统进行添加、修改及删除。
3.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，所述的策略应对模块的手动控制为直接响应模式，并设有警告提示；所述的策略应对模块的紧急状态触发控制针对特殊事件，采取的算法控制策略，不在响应任何策略，紧急处理和告警；所述的时序控制为根据当时的天文事件和天气状况此案去的控制策略；所述的自动控制为默认控制，根据实时的隧道外亮度、平均车流量、平均的车速、隧道内能见度或车辆位置信息作为动态的控制输入参数，并依据这些参数建立亮度的理论曲线，根据理论曲线进行调光控制；自适应性控制为设定时间内，根据隧道照明的执行情况和设计规范，系统自动得出不同情况下的节能参数，为策略控制提供参考。
4.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，所述的LED照明控制器有多组，每组LED照明控制器控制多个LED路灯，LED照明控制器采用ARM9芯片的作为主处理器的集中控制器，内设有电力载波通信系统，LED照明控制器上设有多种接口和协议与上机位连接，可通过电力线对所控制的LED路灯进行管理和控制；LED照明控制器采用GPRS/CDMA无线网络通信与控制服务器无线通信。
5.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，所述的控制服务器连接一个或多个监控客户端。
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20131028 Address after: 330800 Yichun City, Jiangxi province high security City Industrial Park Applicant after: Outrace (Jiangsu) Technology Co., Ltd. Address before: 523000 Guangdong province Dongguan city Humen Town Industrial Zone Huaide Village Lane Applicant before: Guangdong Outrace Technology Co., Ltd. |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 330800 hi tech Industrial Zone, Jiangxi Applicant after: Ao Qisi Science and Technology Co., Ltd. Address before: 330800 Yichun City, Jiangxi province high security City Industrial Park Applicant before: Outrace (Jiangsu) Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 Termination date: 20180628 |