CN105282947A - 一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，包括：环境信息采集单元、车辆信息采集单元、图像信息采集单元、变电所监控工作站；环境信息采集单元和车辆信息采集单元将检测到的数据信息传送至变电所监控工作站，当所述变电所监控工作站接收到有车辆进入隧道时根据公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的亮度值，将该亮度值传送至调光照明控制单元，所述调光照明控制单元依次控制各个灯具的亮度；图像信息采集单元将采集到的隧道内部图像信息传送至变电所监控工作站，变电所监控工作站接收图像信息采集单元传送的数据信息判定隧道内无车出现时：如果隧道入口处的车辆信息采集单元也检测到没有车辆将进入隧道时，调光照明控制单元将隧道内灯具亮度调到低耗能状态。

Description

一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统

技术领域

本发明涉及隧道内照明控制技术领域，尤其涉及一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统。

背景技术

公路隧道照明在公路监控系统和隧道建设中有重要地位，是保证隧道正常行车安全的必要前提。由于隧道是一个相对封闭的暗环境，在传统的高速公路隧道运营中，为保证隧道的正常行车安全，无论光照好坏，无论白天夜晚，无论有车无车，隧道照明灯都长期点亮以给予隧道内环境充足的照明，造成大量的电能浪费。因此，对隧道照明节能技术的研究具有非常重要的现实意义。目前，我国主要从布灯方式、照明灯具选择、系统维护、控制方式等几个方面来研究隧道照明节能技术，合理的控制方式能使隧道照明系统最大程度的实现节能。

现如今，隧道照明控制方式主要包括人工控制，时序控制和自动调光控制。人工控制需由专人负责照明管理，根据不同时段和天气等环境因素，主观决定灯具开关数量和方式。这种控制方式导致运营成本高，科学智能化极低；时序控制根据白天黑夜分时段对灯具亮度调节，这种方式未考虑洞外亮度、车流量等因素对隧道内实际亮度的需求。自动控制是根据洞内外亮度值控制各个照明回路的开关，从节能、经济方面考虑，自动控制方式优于其他两种控制方式，国内大多数隧道照明系统都采用了自动控制方式。

目前，我国现有隧道有些采取了智能控制，其一般工作过程为：通过车辆检测模块检测车辆是否经过隧道。而后中心服务器根据车辆检测模块的检测结果，向各个控制区域发送调光控制指令，控制照明灯具的开启和关闭。虽然该系统有了一定节能效果，但是在实际应用中仍然存在缺陷，主要包括：1)车辆检测模块检测车辆的检测精度低，存在漏检情况；当有车辆检测不到时，分不清是传感器漏检还是实际有车停在隧道内，这时如果调低隧道亮度会造成安全事故。2)现存系统在有车经过隧道时，灯具的照明亮度一般都设为固定照明亮度值，没有根据隧道外部环境亮度变化进行实时调节，这样节能效果就大为降低。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，具体方案是：一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征在于包括：

采集隧道洞外亮度值的环境信息采集单元；

采集车流量大小、车辆速度和车辆有无信息的车辆信息采集单元；

采集隧道内部图像信息的图像信息采集单元；

所述环境信息采集单元和车辆信息采集单元将检测到的数据信息传送至变电所监控工作站，当所述变电所监控工作站接收到有车辆进入隧道时根据公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的亮度值，将该亮度值传送至调光照明控制单元，所述调光照明控制单元依次控制各个灯具的亮度；

所述图像信息采集单元将采集到的隧道内部图像信息传送至变电所监控工作站，所述变电所监控工作站接收图像信息采集单元传送的数据信息判定隧道内无车出现时：如果隧道入口处的车辆信息采集单元也检测到没有车辆将进入隧道时，调光照明控制单元将隧道内灯具亮度调到低耗能状态。

所述环境信息采集单元采用光强检测器采集隧道洞外亮度信息。

所述车辆信息采集单元包括线圈车辆检测器、红外探测器以及雷达测速仪，所述车辆信息采集单元安装在隧道洞外距入口一定距离处，其距入口的距离由车速、灯具亮度调节的反应时间确定。

所述图像信息采集单元包括设置在隧道内部的监控摄像机。

所述变电所监控工作站包括服务器和显示平台，所述服务器上运行隧道照明监控软件，用户通过显示平台查看隧道内各段亮度状态以及灯具的状态信息。

所述调光照明控制单元包括照明灯具、局端调光控制器和远端调光控制器，局端调光控制器接收变电所监控工作站上运行的隧道照明监控软件传来的调光指令，将调光指令传送给隧道内各个远端调光控制器，远端调光控制器接收局端调光控制器的控制指令，确定需要调光的回路及具体的调光等级，远端调光控制器将调光指令转换成对应的脉冲信号通过PWM调光方式调整每个远端调光控制器管控范围内的各路灯具的亮度。

本发明公开的基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，采用车辆检测器与设置在隧道内部的监控摄像机相结合，有效的判断隧道内车辆的驶入和驶出，使车辆检测的可靠性增大。且在车辆进入隧道时，将灯具调亮，灯具调节的亮度不是最大亮度，而是以洞外亮度值、车流量大小和车辆速度为基础根据隧道照明细则计算的隧道所需亮度，在保证照明系统安全运行的前提下，实现了电量的最大化节省。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开系统的结构示意图；

图2为本发明中系统工作的流程图；

图3为本发明中系统控制过程的流程图；

图4为搭建的隧道照明监控系统的模拟示意图；

图5为本发明中本系统工作过程中实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示的基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，包括环境信息采集单元1、车辆信息采集单元2、图像信息采集单元3、调光照明控制单元4和变电所监控工作站5。环境信息采集单元1采集隧道洞外亮度值，车辆信息采集单元2采集车流量大小、车辆速度和车辆有无信息，图像信息采集单元3采集隧道内部图像信息，环境信息采集单元1和车辆信息采集单元2将检测到的数据信息传送至变电所监控工作站5，当所述变电所监控工作站5接收到有车辆进入隧道时根据公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的亮度值，将该亮度值传送至调光照明控制单元4，所述调光照明控制单元4依次控制各个灯具的亮度。图像信息采集单元3将采集到的隧道内部图像信息传送至变电所监控工作站5，变电所监控工作站5接收图像信息采集单元3传送的数据信息判定隧道内无车出现时：如果隧道入口处的车辆信息采集单元也检测到没有车辆将进入隧道时，调光照明控制单元4将隧道内灯具亮度调到低耗能状态。

如图2-图4所示，基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统具体工作流程如下：S1：环境信息采集单元1采集洞外亮度值；

S2：车辆信息采集单元2采集车流量大小、车辆速度和车辆有无信息；

S3：图像信息采集单元3负责采集隧道内部图像信息；

S4：上述采集的洞外亮度值、车流量大小、车辆速度传输到变电所监控工作站5，如果车辆检测器检测到有车辆进入隧道，则变电所监控工作站上运行的软件以采集到的信息为基础根据公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的亮度值；

S5：调光照明控制单元4接收监控工作站传送的调节亮度值，依次控制各个灯具的亮度；

S6：如果变电所监控工作站5由接收到图像信息采集单元3传送的信息判定隧道内无车出现，且隧道入口处的车辆检测器也检测到没有车辆即将进入隧道时，此时将隧道内灯具亮度调为低耗能状态。

公路隧道照明设计细则是:2014年7月14日中华人民共和国交通运输部发布，并于2014年8月1日实施的《公路隧道照明设计细则JTG/TD70/2一01一2014》。

实施例：

为了解决隧道照明节能智慧控制问题，本发明按照图5搭建隧道照明节能控制系统，具体实施过程为：

S1、由环境信息采集单元1采集洞外亮度值L₂₀(S)；

S2、由车辆信息采集单元2采集洞外亮度值、车流量大小、车辆速度、车辆有无信息；

S3、S1和S2采集的信息传送给变电所监控工作站5，如果车辆信息采集单元2判定有车即将进入隧道，变电所监控工作站5由采集的信息根据公路隧道照明细则计算亮度值。

根据公路隧道照明设计细则，入口段划分为两个照明段，各段亮度的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{th1}=k\×L_{20}\left(S\right)\\ L_{th2}=0.5\×k\×L_{20}\left(S\right)\end{array}\right.$

其中k为入口段亮度折减系数，k的值可以根据《公路隧道照明设计细则JTG/TD70/2—01—2014》中表4.1.1取值。

根据公路隧道照明设计细则，过渡段分为三个照明段，各段亮度的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{tr1}=0.15\×L_{th1}\\ L_{tr2}=0.05\×L_{th1}\\ L_{tr3}=0.02\×L_{th1}\end{array}\right.$

中间段的照明亮度由隧道单双向、行车速度、车流量等因素共同决定。

根据公路隧道照明设计细则，出口段分为两个照明段，各段亮度的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{ex1}=3\×L_{in}\\ L_{ex2}=5\×L_{in}\end{array}\right.$

S4、变电所监控工作站5将计算的隧道各段所需亮度传送给调光照明控制单元4中的局端调光控制器，局端调光控制器将接收到的调光指令传送给隧道内调光照明控制单元4中的各个远端调光控制器，调光照明控制单元4中的远端调光控制器将调光指令转换成对应的脉冲信号通过PWM调光方式调整每个远端调光控制器管控范围内的各个灯具的亮度。

S5、由图像信息采集单元3中的监控摄像机实时采集隧道内部路面图像，将采集的图像实时传送给变电所监控工作站5。

S6、变电所监控工作站5根据图像信息采集单元3传送的隧道内路面图像判断隧道内部有无车辆。如果判定隧道内部没有车辆，且车辆信息采集单元2也判定没有车辆即将进入隧道的情况下，变电所监控工作站5给调光照明控制单元4传送将灯具亮度调为低耗能状态的命令。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征在于包括：

采集隧道洞外亮度值的环境信息采集单元；

采集车流量大小、车辆速度和车辆有无信息的车辆信息采集单元；

采集隧道内部图像信息的图像信息采集单元；

所述环境信息采集单元和车辆信息采集单元将检测到的数据信息传送至变电所监控工作站，当所述变电所监控工作站接收到有车辆进入隧道时根据公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的亮度值，将该亮度值传送至调光照明控制单元，所述调光照明控制单元依次控制各个灯具的亮度；

所述图像信息采集单元将采集到的隧道内部图像信息传送至变电所监控工作站，所述变电所监控工作站接收图像信息采集单元传送的数据信息判定隧道内无车出现时：如果隧道入口处的车辆信息采集单元也检测到没有车辆将进入隧道时，调光照明控制单元将隧道内灯具亮度调到低耗能状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征还在于：所述环境信息采集单元采用光强检测器采集隧道洞外亮度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征还在于：所述车辆信息采集单元包括线圈车辆检测器、红外探测器以及雷达测速仪，所述车辆信息采集单元安装在隧道洞外距入口一定距离处，其距入口的距离由车速、灯具亮度调节的反应时间确定。

4.根据权利要求1所述的一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征还在于：所述图像信息采集单元包括设置在隧道内部的监控摄像机。

5.根据权利要求1所述的一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征还在于：所述变电所监控工作站包括服务器和显示平台，所述服务器上运行隧道照明监控软件，用户通过显示平台查看隧道内各段亮度状态以及灯具的状态信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统，其特征还在于：所述调光照明控制单元包括照明灯具、局端调光控制器和远端调光控制器，局端调光控制器接收变电所监控工作站上运行的隧道照明监控软件传来的调光指令，将调光指令传送给隧道内各个远端调光控制器，远端调光控制器接收局端调光控制器的控制指令，确定需要调光的回路及具体的调光等级，远端调光控制器将调光指令转换成对应的脉冲信号通过PWM调光方式调整每个远端调光控制器管控范围内的各路灯具的亮度。