一种公路隧道照明系统和照明方法
技术领域
本发明涉及公路交通工程设施领域,特别涉及一种公路隧道照明系统和照明方法。
背景技术
公路隧道照明系统的功能包括三个方面,分别为:第一,在公路隧道无自然光照环境中为道路使用者提供辨认隧道线路、路面信息和交通流情况的亮度条件;第二,使道路使用者在进出公路隧道时尽快适应自然光照环境和隧道人工光照环境的差异,避免“黑洞”和“白洞”效应;第三,缓解公路隧道半封闭空间对道路使用者心里的压迫感。
目前,公路隧道照明系统包括亮度监测器、车辆监测器、控制器和多个照明灯具;亮度监测器和车辆监测器分别设置在公路隧道的洞口位置,且分别与控制器连接;多个照明灯具分别设置在公路隧道中,多个照明灯具中包括的每个照明灯具分别与控制器连接。亮度监测器获取公路隧道的洞口的亮度,并将该亮度发送给控制器;车辆监测器获取该公路隧道的车流量,并将该车流量发送给控制器;控制器根据该亮度和车流量,控制照明灯具的工作状态。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
由于公路隧道内空气流通性较差,车辆尾气和烟尘等扩散能力较弱,车辆尾气和烟尘等会在公路隧道中形成“光幕”,从而降低目标物和路面的亮度对比度,导致人眼辨识能力下降,容易造成交通事故。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种公路隧道照明系统和方法。技术方案如下:
一方面,本发明提供了一种公路隧道照明系统,所述系统包括:亮度监测器、车辆监测器、控制器、多个照明灯具和能见度监测模块;
所述亮度监测器设置在公路隧道的洞口位置,所述车辆监测器设置在所述公路隧道的任一位置,所述多个照明灯具分别设置在所述公路隧道中,所述能见度监测模块设置在所述公路隧道中;
所述亮度监测器、所述车辆监测器、所述多个照明灯具和所述能见度监测模块分别与所述控制器连接;
所述亮度监测器用于获取所述公路隧道外部的亮度,并将所述亮度发送给所述控制器;
所述车辆监测器用于获取所述公路隧道中的车流量,并将所述车流量发送给所述控制器;
所述能见度监测模块用于获取所述公路隧道中的能见度,并将所述能见度发送给所述控制器;
所述控制器用于根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,控制所述多个照明灯具的工作状态。
进一步地,所述能见度监测模块包括多个能见度监测器;
所述多个能见度监测器分别设置在所述公路隧道中,且所述多个能见度监测器中相邻两个能见度监测器之间的间距相等,所述多个能见度监测器中的每个能见度监测器分别与所述控制器连接;
所述每个能见度监测器用于获取所述公路隧道中的能见度,并将所述能见度发送给所述控制器;
所述控制器用于根据所述亮度、所述车流量、所述每个能见度监测器获取的能见度,控制所述每个能见度监测器对应的照明灯具的工作状态。
进一步地,所述系统还包括:色温监测器;
所述色温监测器设置在所述公路隧道的洞口前方,且与所述控制器连接;
所述色温监测器用于获取所述公路隧道外部的色温,并将所述色温发送给所述控制器;
所述控制器用于根据所述亮度、所述车流量、所述能见度和所述色温,控制所述多个照明灯具的工作状态。
进一步地,所述色温监测器为具有色温采集功能的传感器或者多个具有特定波长透过率“窗口”的照度传感器;
所述照度传感器用于获取所述公路隧道外部的照度,并将所述照度发送给所述控制器;
所述控制器用于根据所述照度,获取所述公路隧道外部的色温。
进一步地,所述多个照明灯具中的每个照明灯具具有高显色指数的功能和低显色指数的功能。
进一步地,所述多个照明灯具中的每个照明灯具具有高色温的功能和低色温的功能。
另一方面,本发明提供了一种公路隧道照明方法,所述方法包括:
控制器接收公路隧道照明系统中包括的亮度监测器发送的亮度、车辆监测器发送的车流量、能见度监测模块发送的能见度;
所述控制器根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,控制所述公路隧道照明系统中包括的多个照明灯具的工作状态。
进一步地,所述控制器根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,控制所述公路隧道照明系统中包括的多个照明灯具的工作状态,包括:
所述控制器根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,从亮度范围、车流量范围、能见度范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具的工作状态;
所述控制器将所述多个照明灯具的工作状态设置为所述获取的工作状态。
进一步地,所述控制器接收公路隧道照明系统包括的能见度监测模块发送的能见度,包括:
所述控制器接收能见度监测模块包括的多个能见度监测器发送的所述多个能见度监测器中包括的每个能见度监测器发送的能见度;
相应的,所述控制器根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,控制所述公路隧道系统中包括的多个照明灯具的工作状态,包括:
所述控制器根据所述亮度、所述车流量、所述每个能见度监测器获取的能见度,获取所述每个能见度监测器对应的照明灯具的工作状态;
所述控制器将所述每个能见度监测器对应的照明灯具的工作状态设置为所述获取的每个能见度监测器对应的工作状态。
进一步地,所述方法还包括:
所述控制器接收所述公路隧道照明系统包括的色温监测器发送的色温;
相应的,所述控制器根据所述亮度、所述车流量和所述能见度,控制所述多个照明灯具的工作状态,包括:
所述控制器根据所述亮度、所述车流量、所述能见度和所述色温,控制所述多个照明灯具的工作状态。
在本发明中,通过在公路隧道照明系统中增加能见度监测模块,通过该能见度监测模块获取公路隧道中的能见度,控制器结合公路隧道外部的亮度、公路隧道中的车流量和公路隧道中的能见度,控制公路隧道系统中包括的多个照明灯具的工作状态,从而更加准确地控制照明灯具的工作状态,增加目标物和路面的亮度对比度,为道路使用者提供更舒适的灯光,能够减少交通事故发生概率。
附图说明
图1-1是本发明实施例1提供的一种公路隧道照明系统的结构示意图;
图1-2是本发明实施例1提供的另一种公路隧道照明系统的结构示意图;
图1-3是本发明实施例1提供的另一种公路隧道照明系统的结构示意图;
图2是本发明实施例2提供的一种公路隧道照明方法流程图;
图3是本发明实施例3提供的一种公路隧道照明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明实施例提供了一种公路隧道照明系统,参见图1-1,其中,该系统包括:亮度监测器101、车辆监测器102、控制器103、多个照明灯具104和能见度监测模块105。
亮度监测器101设置在公路隧道的洞口位置,也可以设置在公路隧道的洞口前方,在本发明实施例中对亮度监测器101的设置位置不作具体限定。
车辆监测器102设置在公路隧道的任一位置。例如,车辆监测器102设置在公路隧道的洞口位置、洞尾位置、洞口前方、或者公路隧道中的任一位置等,在本发明实施例中对车辆监测器102的设置位置不作具体限定。
多个照明灯具104分别设置在公路隧道中。在本发明实施例中照明灯具104具有高显色指数的功能和低显色指数的功能;或者,照片灯具104具有高光效的功能和低光效的功能;或者,照明灯具104具有高色温的功能和低色温的功能。因此,照明灯具104包括高显色指数的芯片和低显色指数的芯片;或者照明灯具104包括高光效的芯片和低光效的芯片;或者照明灯具104包括高色温的芯片和低色温的芯片。
在本发明实施例中,为了降低芯片的使用数量,同一个芯片可以具有多个功能,照明灯具的功能包括:高显色指数、低显色指数、高光效、低光效、高色温和低色温等。因此,同一个芯片可以具有以上任一组合功能。例如,同一个芯片可以具有高显色指数和低显色指数的功能,或者,同一个芯片可以具有高光效和低光效的功能;或者,同一个芯片可以具有高色温和低色温的功能;或者,同一个芯片可以具有高显色指数、低显色指数、高光效、低光效、高色温和低色温的功能等。
能见度监测模块105设置在公路隧道中;例如,能见度监测模块105可以设置在公路隧道的中间位置、洞口位置或者公路隧道中的任一位置等。在本发明实施例中,对能见度监测模块105的设置位置不作具体限定。
其中,亮度监测器101、车辆监测器102、多个照明灯具104和能见度监测模块105分别与控制器103连接。
亮度监测器101用于获取公路隧道外部的亮度,并将该亮度发送给控制器103;车辆监测器102用于获取公路隧道中的车流量,并将该车流量发送给控制器103;能见度监测模块105用于获取公路隧道中的能见度,并将该能见度发送给控制器103。
控制器103接收亮度监测器101发送的亮度,接收车辆监测器102发送的车流量,以及接收能见度监测模块105发送的能见度;并根据该亮度、该车流量和该能见度,控制多个照明灯具104的工作状态。
其中,控制器103根据该亮度、该车流量和该能见度,控制多个照明灯具104的工作状态的步骤可以为:
控制器103根据该亮度确定该亮度所在的亮度范围,根据该车流量确定该车流量所在的车流量范围,根据该能见度,确定该能见度所在的能见度范围;根据该亮度范围、该车流量范围和该能见度范围,从亮度范围、车流量范围和能见度范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具104的工作状态,将多个照明灯具104的工作状态设置为获取的工作状态。
其中,工作状态包括显色指数的类型,工作状态还可以包括显色指数的类型和能效的类型;例如,获取的工作状态为低显色指数,则将照明灯具104的工作状态切换为低显色指数;再如,获取的工作状态为低显色指数和高能效,则将照明灯具104的工作状态切换为低显色指数和高能效。
进一步地,参见图1-2,该能见度监测模块105可以包括一个或多个能见度监测器1051;如果该能见度监测模块105包括一个能见度监测器1051,则优先地将该能见度监测器1051设置在公路隧道的洞口位置,也可以将该能见度监测器1051设置在公路隧道的中间位置等。
如果该能见度监测模块105包括多个能见度监测器1051,将多个能见度监测器1051均匀地设置在公路隧道中,相邻两个能见度监测器1051之间的间距相等;多个能见度监测器1051中的每个能见度监测器1051分别与控制器连接。
其中,多个能见度监测器1051中的两个能见度监测器1051分别设置在公路隧道的洞口位置和洞尾位置。例如,如果能见度监测模块105包括两个能见度监测器1051,则将这两个能见度监测器1051分别设置在公路隧道的洞口位置和洞尾位置;如果能见度监测模块105包括至少三个能见度监测器1051,则在公路隧道的洞尾位置和洞尾位置分别设置一个能见度监测器1051,然后将能见度监测模块105包括的能见度监测器1051中除这两个能见度监测器1051之外的其他能见度监测器1051均匀设置在公路隧道中,使得相邻两个能见度监测器1051之间的间距相等。
其中,相邻两个能见度监测器之间的间距不大于预设间距。
预设间距可以根据需要进行设置并更改,在本发明实施例中对预设间距不作具体限定;例如,预设间距可以为1km等。
其中,每个能见度监测器1051用于监测该能见度监测器1051的所在位置处的能见度,并将每个能见度监测器1051获取的能见度发送给控制器103。
对于每个能见度监测器1051,控制器103根据该亮度、该车流量、该能见度监测器1051获取的能见度,控制该能见度监测器1051对应的照明灯具104的工作状态,具体过程如下:
控制器103根据该亮度确定该亮度所在的亮度范围,根据该车流量确定该车流量所在的车流量范围,根据该能见度监测器1051获取的能见度确定该能见度所在的能见度范围;根据该亮度范围、该车流量范围和该能见度范围,从亮度范围、车流量范围和能见度范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具104的工作状态,将该能见度监测器1051对应的照明灯具104的工作状态设置为获取的工作状态。
例如,能见度监测模块105包括3个能见度监测器1051,分别为第一能见度监测器1051、第二能见度监测器1051和第三能见度监测器1051,且第一能见度监测器1051设置在公路隧道的洞口位置,第二能见度监测器1051设置在公路隧道的中间位置,第三能见度监测器1051设置在公路隧道的洞尾位置。该系统中包括6个照明灯具104,分别为第一照明灯具104、第二照明灯具104、第三照明灯具104、第四照明灯具104、第五照明灯具104和第六照明灯具104;且第一照明灯具104、第二照明灯具104、第三照明灯具104、第四照明灯具104、第五照明灯具104和第六照明灯具104均匀设置在公路隧道中;并且,第一能见度监测器1051对应第一照明灯具104和第二照明灯具104,第二能见度监测器1051对应第三照明灯具104和第四照明灯具104,第三能见度监测器1051对应第五照明灯具104和第六照明灯具104。
则控制器103根据第一能见度监测器1051获取的能见度,控制第一照明灯具104和第二照明灯具104的工作状态;控制器103根据第二能见度监测器1051获取的能见度,控制第三照明灯具104和第四照明灯具104的工作状态;控制器103根据第三能见度监测器1051获取的能见度,控制第五照明灯具104和第六照明灯具104的工作状态。
其中,能见度监测器1051可以为具有采集能见度的传感器或者CO/VI(一氧化碳/能见度)传感器。如果能见度监测器1051为CO/VI传感器时,CO/VI传感器获取公路隧道内的一氧化碳量,将一氧化碳量转换为能见度,将能见度发送给控制器103。
进一步地,参见图1-3,该系统还包括:色温监测器106,该色温监测器106设置在公路隧道的洞口前方,且该色温监测器106与控制器103连接。
其中,色温监测器106用于获取公路隧道外部的色温,并将色温发送给控制器103。
控制器103根据该亮度、车流量、该能见度和该色温,控制多个照明灯具104的工作状态,具体过程如下:
控制器103根据该亮度确定该亮度所在的亮度范围,根据该车流量确定该车流量所在的车流量范围,根据该能见度,确定该能见度所在的能见度范围,根据该色温确定该色温所在的色温范围;根据该亮度范围、该车流量范围、该能见度范围和该色温范围,从亮度范围、车流量范围、能见度范围、色温范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具104的工作状态,将多个照明灯具104的工作状态设置为获取的工作状态。
例如,获取的工作状态为“高色温、高光效和低显色指数”,则将多个照明灯具104的工作状态设置为“高色温、高光效和低显色指数”;再如,获取的工作状态为“低色温、高光效和低显色指数”,则将多个照明灯具104的工作状态设置为“低色温、高光效和低显色指数”;再如,获取的工作状态为“低色温、低光效和高显色指数”,则将多个照明灯具104的工作状态设置为低色温、低光效和高显色指数。
如果该能见度是能见度监测器1051获取的,将该能见度监测器1051对应的照明灯具104的工作状态设置为获取的工作状态。
在公路隧道照明系统中增加色温监测器106,色温监测器106用于监测公路隧道外部的色温;控制器103根据公路隧道外部的色温控制控制公路隧道内部的色温,从而避免公路隧道内外过高的色温差导致人眼视觉的不舒适性,降低交通事故发生率。
色温监测器106设置在公路隧道的洞口前方,且与公路隧道的洞口位置之间的距离为预设距离的位置处。
预设距离可以根据需要进行设置并更改,在本发明实施例中对预设距离不作具体限定,例如,预设距离为30米-100米之间的任一距离。则在本发明实施例中,将色温监测器106设置在公路隧道洞口前方30米-100米范围内。
其中,色温监测器106的接收端平行于路面向上,对色温监测器106的设置高度不作具体限定,只要保证色温监测器106不被任何东西遮挡即可。
在本发明实施例中,也可以在公路隧道洞口前方设置多个色温监测器106;多个色温监测器106可以均匀设置在公路隧道洞口前方,也可以不均匀设置在公路隧道洞口前方。例如,在公路隧道的洞口前方30-100米范围内设置三个色温监测器106,则可以在公路隧道的洞口位置前方30米设置一个色温监测器106,在洞口位置前方60米设置一个色温监测器106,在洞口位置前方90米设置一个色温监测器106等。
如果该系统中包括多个色温监测器106,控制器103分别接收多个色温监测器106发送的色温,计算多个色温的平均值作为公路隧道外部的色温。
其中,色温监测器106可以为具有色温采集功能的传感器;为了降低成本,也可以将多个具有特定波长透过率“窗口”的照度传感器作为色温监测器106。
当色温监测器106是多个具有特定波长透过率“窗口”的照度传感器时,该照度传感器获取公路隧道外的照度,发送一组照度给控制器103;控制器103根据该组照度,获取该组照度对应的色温,然后根据色温对照明灯具104进行控制。
其中,控制器103根据该组照度,获取该组照度对应的色温的步骤可以为:
控制器103根据该组照度,从照度和色温的对应关系中获取该组照度对应的色温;或者,控制器103获取换算函数,根据该照度和该换算函数将该组照度换算为色温。
在本发明中,通过在公路隧道照明系统中增加能见度监测模块105,通过该能见度监测模块105获取公路隧道中的能见度,控制器103结合公路隧道外部的亮度、公路隧道中的车流量和公路隧道中的能见度,控制公路隧道系统中包括的多个照明灯具104的工作状态,从而更加准确地控制照明灯具104的工作状态,增加目标物和路面的亮度对比度,为道路使用者提供更舒适的灯光,能够减少交通事故发生概率。
实施例2
本发明实施例提供了一种公路隧道照明方法,参见图2,其中,该方法包括:
步骤201:控制器接收公路隧道照明系统中包括的亮度监测器发送的亮度、车辆监测器发送的车流量、能见度监测模块发送的能见度;
公路隧道照明系统中包括亮度监测器、车辆监测器和能见度监测模块;亮度监测器用于获取公路隧道外部的亮度,并将该亮度发送给控制器;车辆监测器用于获取公路隧道中的车流量,并将该车流量发送给控制器;能见度监测模块用于获取公路隧道中的能见度,并将该能见度发送给控制器。
其中,需要说明的是,如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,每个能见度监测器获取公路隧道内部的能见度,发送该能见度给控制器;控制器接收每个能见度监测器发送的能见度。
步骤202:控制器根据该亮度、该车流量和该能见度,控制公路隧道照明系统中包括的多个照明灯具的工作状态。
其中,步骤202可以通过以下步骤(1)和(2)实现,包括:
(1):控制器根据该亮度、该车流量和该能见度,从亮度范围、车流量范围、能见度范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具的工作状态;
控制器根据该亮度确定该亮度所在的亮度范围,根据该车流量确定该车流量所在的车流量范围,根据该能见度确定该能见度所在的能见度范围;根据该亮度范围、该车流量范围和该能见度范围,从亮度范围、车流量范围、能见度范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具的工作状态。
如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,对于每个能见度监测器获取的能见度,按照以上步骤获取该能见度监测器对应的照明灯具的工作状态。
(2):控制器将多个照明灯具的工作状态设置为获取的工作状态。
如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,则本步骤可以为:
将每个能见度监测器对应的照明灯具的工作状态设置为获取的每个能见度监测器对应的工作状态。
在本发明中,通过在公路隧道照明系统中增加能见度监测模块,通过该能见度监测模块获取公路隧道中的能见度,控制器结合公路隧道外部的亮度、公路隧道中的车流量和公路隧道中的能见度,控制公路隧道系统中包括的多个照明灯具的工作状态,从而更加准确地控制照明灯具的工作状态,增加目标物和路面的亮度对比度,为道路使用者提供更舒适的灯光,能够减少交通事故发生概率。
实施例3
本发明实施例提供了一种公路隧道照明方法,参见图3,其中,该方法包括:
步骤301:控制器接收公路隧道照明系统中包括的亮度监测器发送的亮度、车辆监测器发送的车流量、能见度监测模块发送的能见度和色温监测器发送的色温;
公路隧道照明系统中包括亮度监测器、车辆监测器、能见度监测模块和色温监测器;亮度监测器用于获取公路隧道外部的亮度,并将该亮度发送给控制器;车辆监测器用于获取公路隧道中的车流量,并将该车流量发送给控制器;能见度监测模块用于获取公路隧道中的能见度,并将该能见度发送给控制器;色温监测器用于获取公路隧道外部的色温,并将该色温发送给控制器。
其中,需要说明的是,如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,每个能见度监测器获取公路隧道内部的能见度,发送该能见度给控制器;控制器接收每个能见度监测器发送的能见度。
步骤302:控制器根据该亮度、该车流量、该能见度和该色温,控制多个照明灯具的工作状态。
其中,步骤302可以通过以下步骤(1)和(2)实现,包括:
(1):控制器根据该亮度、该车流量、该能见度和该色温,从亮度范围、车流量范围、能见度范围、色温范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具的工作状态;
控制器根据该亮度确定该亮度所在的亮度范围,根据该车流量确定该车流量所在的车流量范围,根据该能见度确定该能见度所在的能见度范围,根据该色温确定该色温所在的色温范围;根据该亮度范围、该车流量范围、该能见度范围和该色温范围,从亮度范围、车流量范围、能见度范围、色温范围和工作状态的对应关系中获取照明灯具的工作状态。
如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,对于每个能见度监测器获取的能见度,按照以上步骤获取该能见度监测器对应的照明灯具的工作状态。
(2):控制器将多个照明灯具的工作状态设置为获取的工作状态。
如果能见度监测模块包括多个能见度监测器,则本步骤可以为:将每个能见度监测器对应的照明灯具的工作状态设置为获取的每个能见度监测器对应的工作状态。
在本发明中,通过在公路隧道照明系统中增加能见度监测模块,通过该能见度监测模块获取公路隧道中的能见度,控制器结合公路隧道外部的亮度、公路隧道中的车流量和公路隧道中的能见度,控制公路隧道系统中包括的多个照明灯具的工作状态,从而更加准确地控制照明灯具的工作状态,增加目标物和路面的亮度对比度,为道路使用者提供更舒适的灯光,能够减少交通事故发生概率。
需要说明的是:上述实施例提供的公路隧道照明系统在公路隧道照明时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将系统的中结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的公路隧道照明系统与公路隧道照明方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。