CN106255256A - 综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法，包括信号采集模块、远程监控计算机、GPRS通信模块、控制模块、回路调光模块和LED照明终端。采用回路无极调光控制，根据车速、光照度和运行模式等作为参数，控制灯具应用区域内的光照度，经控制器处理后将求得的给定值与现场值之差作为控制量输出，从而连续整体调节灯具的功率。本发明的有益效果为：对隧道可依据交通流量及洞外亮度进行灯具的动态调光控制，对管廊可根据运行模式进行定态调光，从而得到最优的照明效果并能够达到节能的目的。

Description

综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法
技术领域
本发明属于管廊及隧道照明和回路调光节能系统领域，具体涉及一种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法。
背景技术
隧道照明是保障公路隧道安全行车和运营的重要组成部分，同时也是隧道内能耗最大的环节，而管廊作为国家新兴的利国利民地下城市建设，照明是保障管廊运营的根本，也是管廊内最大的能耗设备。对于两者而言，照明控制系统设计的好坏决定着整个照明系统的优劣，合理的控制算法和控制方法直接影响着照明效果的好坏以及行车安全。
现有的控制方法主要包括手动控制方法、时序控制方法和远程单灯调光控制方法。手动控制和时序控制方法易于实施，在实际应用中稳定可靠，但只能回路开关灯，无法实现照度的合理调整，基本没有节能效果。远程单灯调光控制方法主要存在系统反应慢，无法根据实时车流量和车速的变化对洞内亮度进行调节，往往车辆走了一半隧道，调光还没有执行；另外单灯控制系统设备复杂，造价高，终端在管廊或者隧道内安装都比较困难，尤其在要求防爆的管廊电力或者燃气仓内，成本和安装难度更是成倍增加。
我国隧道照明系统大多采用有级控制方式，但存在着一些问题，主要表现在:1.因布线回路的限制只能做到3～6级控制等级，洞外亮度、车流量和车速等参数只是在设计阶段以最大值考虑，最终各段照明亮度也始终是处于最大值状态，照明系统效率偏低，存在着大量的电能浪费。
目前，依据隧道照明设计依据规范通常把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段等四个段来设计照明。各段的长度和照度是从全年行车安全要求出发，对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度、最大交通量和最高车速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度，无法实现对照明的按需调节和实时控制，存在很大的照明浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统，主要由远程监控计算机、GPRS通信模块、控制模块、信号采集模块、回路调光模块、LED灯具构成；所述信号采集模块的输出与控制模块的输入端相连，所述控制模块通过GPRS通信模块与远程监控计算机相连，所述控制模块与回路调光控制模块相连，所述回路调光控制模块的输出与管廊或隧道内相应电力线回路安装的LED灯具调光线相连；其中，信号采集模块:采集隧道环境情况和交通状况，包括亮度检测器、车流量检测器和车速检测器；远程监控计算机:控制管理整个系统的运行，包括接收和处理收集的信息，收发控制命令；按照照明设计规范和管廊及隧道的照明灯具配置情况，计算出各段所产生的亮度；控制模块:接收信息、上传信息和接收发送实时控制命令；并将控制命令和灯具运行状态比较后，向回路调光模块发出相应的控制命令；回路调光模块:接受调光命令并通过调光线输出0～10V或PWM大功率信号来实现整条线路上的LED灯具调光；所述控制模块包括有存储单元，存储单元内存储有预设的控制程序，当正常的通讯中断时，调用上述预设的控制程序并发送给回路调光控制模块。
这种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统的控制方法，包括如下步骤:
步骤1:开始，系统初始化；
步骤2:设置控制模式，同时信息采集模块采集照度或者车流量和相关信息；
步骤3:本地控制模块接收到信息采集模块发送的信息存储在本地的存储单元内，同时上传给远程监控计算机；远程监控计算机根据照度及控制模式需求照度，将照度调整控制命令发送给隧道本地控制模块，并通过控制模块命令回路调光模块输送调光信号，LED灯具接到命令进行调光，达到照度满足控制模式照度需求；
步骤4:照度仪将调整后的照度反馈给信号采集仪，并上传至计算机，达到照度设置要求，调光结束；采用回路无极调光控制，根据车速、光照度和运行模式作为参数，控制灯具应用区域内的光照度，经控制模块处理后将求得的给定值与现场值之差作为控制量输出，从而连续整体调节灯具的功率。
本发明的有益效果为：对隧道可依据交通流量及洞外亮度进行灯具的动态调光控制，对管廊可根据运行模式进行定态调光，从而得到最优的照明效果并能够达到节能的目的。
附图说明
图1为本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步阐述，实施例将帮助更好地理解本发明，但本发明并不仅仅局限于下述实施例。
如图所示，这种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统，主要由远程监控计算机、GPRS通信模块、控制模块、信号采集模块、回路调光模块、LED灯具构成；所述信号采集模块的输出与控制模块的输入端相连，所述控制模块通过GPRS通信模块与远程监控计算机相连，所述控制模块与回路调光控制模块相连，所述回路调光控制模块的输出与管廊或隧道内相应电力线回路安装的LED灯具调光线相连；其中，信号采集模块:采集隧道环境情况和交通状况，包括亮度检测器、车流量检测器和车速检测器；远程监控计算机:控制管理整个系统的运行，包括接收和处理收集的信息，收发控制命令；按照照明设计规范和管廊及隧道的照明灯具配置情况，计算出各段所产生的亮度；控制模块:接收信息、上传信息和接收发送实时控制命令；并将控制命令和灯具运行状态比较后，向回路调光模块发出相应的控制命令；回路调光模块:接受调光命令并通过调光线输出0～10V或PWM大功率信号来实现整条线路上的LED灯具调光。
所述回路调光控制模块为大功率调光信号输出，不需要在每个灯具终端安装终端调光模块,只需要把调光线连接至统一调光回路中的所有灯具的驱动电源调光接口即可，实现回路上灯具的统一调光。
所述隧道本地的控制模块包括有存储单元，存储单元内存储有预设的基本控制程序及特殊程序，当正常的通讯中断时，调用上述预设的基本控制程序或特殊程序并发送给回路调光控制模块，并由其向每个回路的灯具下发调光指令。
这种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统的控制方法，包括如下步骤:
步骤1:开始，系统初始化；
步骤2:设置控制模式，同时信息采集模块采集照度或者车流量和相关信息；
步骤3:本地控制模块接收到信息采集模块发送的信息存储在本地的存储单元内，同时上传给远程监控计算机；远程监控计算机根据照度及控制模式需求照度，将照度调整控制命令发送给隧道本地控制模块，并通过控制模块命令回路调光模块输送调光信号，LED灯具接到命令进行调光，达到照度满足控制模式照度需求；
步骤4:照度仪将调整后的照度反馈给信号采集仪，并上传至计算机，达到照度设置要求，调光结束；采用回路无极调光控制，根据车速、光照度和运行模式作为参数，控制灯具应用区域内的光照度，经控制模块处理后将求得的给定值与现场值之差作为控制量输出，从而连续整体调节灯具的功率。
该控制系统有三种照度控制模式：1、根据不同时间段亮度需求进行灯具的定时调光控制，2、根据应用场景的不同工作模式需求进行照度自动调整，对灯具进行整体调光，在管廊环境中就有检修模式、正常运行模式、巡检模式三种说法。3、系统时时跟随影响参数的变化而自适应调节灯具亮度，实现了照明需求的最优化计算和动态照明控制输出。
【系统调光测试】
本次测试主要是验证照度调整的反应时间及精度，同时检测PWM信号的衰减等是否满足隧道及管廊应用环境中的需求，测试数据显示完全满足。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统，其特征在于：主要由远程监控计算机、GPRS通信模块、控制模块、信号采集模块、回路调光模块、LED灯具构成；所述信号采集模块的输出与控制模块的输入端相连，所述控制模块通过GPRS通信模块与远程监控计算机相连，所述控制模块与回路调光控制模块相连，所述回路调光控制模块的输出与管廊或隧道内相应电力线回路安装的LED灯具调光线相连；其中，信号采集模块:采集隧道环境情况和交通状况，包括亮度检测器、车流量检测器和车速检测器；远程监控计算机:控制管理整个系统的运行，包括接收和处理收集的信息，收发控制命令；按照照明设计规范和管廊及隧道的照明灯具配置情况，计算出各段所产生的亮度；控制模块:接收信息、上传信息和接收发送实时控制命令；并将控制命令和灯具运行状态比较后，向回路调光模块发出相应的控制命令；回路调光模块:接受调光命令并通过调光线输出0～10V或PWM大功率信号来实现整条线路上的LED灯具调光；所述控制模块包括有存储单元，存储单元内存储有预设的控制程序，当正常的通讯中断时，调用上述预设的控制程序并发送给回路调光控制模块。
2.一种采用如权利要求1所述的综合管廊及隧道照明回路调光节能系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤:
步骤1:开始，系统初始化；
步骤2:设置控制模式，同时信息采集模块采集照度或者车流量和相关信息；
步骤3:本地控制模块接收到信息采集模块发送的信息存储在本地的存储单元内，同时上传给远程监控计算机；远程监控计算机根据照度及控制模式需求照度，将照度调整控制命令发送给隧道本地控制模块，并通过控制模块命令回路调光模块输送调光信号，LED灯具接到命令进行调光，达到照度满足控制模式照度需求；
步骤4:照度仪将调整后的照度反馈给信号采集仪，并上传至计算机，达到照度设置要求，调光结束；采用回路无极调光控制，根据车速、光照度和运行模式作为参数，控制灯具应用区域内的光照度，经控制模块处理后将求得的给定值与现场值之差作为控制量输出，从而连续整体调节灯具的功率。
3.一种综合管廊及隧道照明回路调光节能系统及控制方法，包括信号采集模块、远程监控计算机、GPRS通信模块、控制输出模块、回路调光模块、LED灯具。采用回路无极调光控制，根据车速、洞内外亮度和车流量等信息作为参数，控制灯具应用区域内的光照度，经控制器处理后将求得的给定值与现场值之差作为控制量输出，从而连续整体调节灯具的功率。该控制系统有三种照度控制模式：1、根据不同时间段亮度需求进行灯具的定时调光控制，2、根据应用场景的不同工作模式需求进行照度自动调整，对灯具进行整体调光，在管廊环境中就有检修模式、正常运行模式、巡检模式三种说法。3、系统时时跟随影响参数的变化而自适应调节洞内亮度，实现了照明需求的最优化计算和动态照明控制输出。
4.如权利要求3所述的隧道照明调光控制系统，其特征在于，所述回路调光控制模块为大功率调光信号输出，不需要在每个灯具终端安装终端调光模块,只需要把调光线连接至统一调光回路中的所有灯具的驱动电源调光接口即可，实现回路上灯具的统一调光。
5.如权利要求3所述的隧道照明调光控制系统，其特征在于:所述隧道本地控制模块包括有存储单元，存储单元内存储有预设的基本控制程序及特殊程序，当正常的通讯中断时，调用上述预设的基本控制程序或特殊程序并发送给调光模块，并由其向每个回路的灯具下发调光指令。
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