CN109005613A - 隧道照明智能控制方法及系统 - Google Patents
隧道照明智能控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109005613A CN109005613A CN201710423284.9A CN201710423284A CN109005613A CN 109005613 A CN109005613 A CN 109005613A CN 201710423284 A CN201710423284 A CN 201710423284A CN 109005613 A CN109005613 A CN 109005613A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- light source
- illumination
- brightness
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/10—Controlling the intensity of the light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Abstract
本发明公开一种隧道照明智能控制方法及系统。该方法包括：S10分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；S30依据车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于车辆通过隧道。此外，本发明还提供相应的隧道照明智能控制系统。本发明可有效降低隧道照明的能耗，延长了隧道内照明光源的使用寿命，可以降低交通事故的发生频率和隧道的运营管控成本。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种隧道照明智能控制方法及系统。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，人们对道路照明质量的要求也越来越高，公路隧道具有缩短里程及利用地下空间的特点，机动车驾驶员行车时视觉感受到的是路面的亮度，特别是隧道内外的亮度差异对行车安全影响特别大，为了行车安全与节能的协调管理，隧道管理中心对照明灯的调光控制犹为重要。2016年，在全国公路隧道学术年会报告中提及我国公路隧道建成达12683.9km，同比增长15.2％，位居世界第一。如何提高公路隧道照明的安全舒适性及降低运营成本,已成为相关部门的关注的焦点，采用高效节能技术减少能耗实现“按需照明”已迫在眉捷，为了更好地提高照明质量及确保行车安全与舒适性，具有高效节能及更易于控制的LED(light emitting diode，LED)在照明中得到大量推广应用，尽管也有隧道采用LED照明，但现有技术中的隧道照明控制仍然浪费较大，比如有些时间段，隧道车流量极少，而光源却一直开着，还有就是有时环境光亮度较强，有时环境光亮度很低，比如夜晚或阴天，靠近隧道口的光源照射路面时，因没有考虑环境光亮度的变化，因而对行车安全造成不小的影响。
发明内容
本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种隧道照明智能控制方法及系统，用以解决现有技术中隧道光源浪费，以及隧道内外的亮度差异影响行车安全的技术问题。
本发明提供一种隧道照明智能控制方法，所述隧道照明智能控制方法包括以下步骤：
S10分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前还包括以下步骤：
S01建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；
S02建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；
S03建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S03与步骤S10之间进一步包括以下步骤：
S04评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；
S05评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前进一步包括以下步骤：
S06对所述隧道照明进行负荷分级，确定负荷供电优先级顺序，并检测隧道照明的供电保障情况，依据隧道照明的供电保障情况，按供电优先级顺序供电，以确保隧道照明正常工作。
本发明还提供一种隧道照明智能控制系统，所述隧道照明智能控制系统包括：
环境光亮度信息获取模块，用于分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；
车辆信息获取模块，用于获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
隧道光源亮度调节模块，用于依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
优选地，所述隧道照明智能控制系统还包括：
第一关系模型建立模块，用于建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；
第二关系模型建立模块，用于建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；
第三关系模型建立模块，用于建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。
优选地，所述隧道照明智能控制系统进一步包括：
照明功率密度评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；
光质量评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。
本发明还提供一种隧道照明智能控制系统，所述隧道照明智能控制系统包括：
控制中心设备，用于控制整个隧道照明智能控制系统正常工作；
环境亮度信息采集器，采集隧道内和隧道外的光亮度信息；
车速与车流量监测器，监测进入隧道的车辆的行驶速度信息以及当前隧道内的车流量信息；
第一光源模组，设于所述隧道入口段；
第三光源模组，设于所述隧道的中间段；
第五光源模组，设于所述隧道的出口段；
存储器，用于存储实现预定功能的程序指令；
光源智能控制电路，控制所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组工作；
所述控制中心设备调用所述存储器存储的程序指令控制所述环境亮度信息采集器、所述车速与车流量监测器、所述光源智能控制电路执行以下步骤：
S10分别获取隧道入口段和隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息；
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
优选地，所述光源智能控制电路包括微控制器，所述微控制器为可编程逻辑器件，所述光源智能控制电路可通过第一接口与控制装置连接，其中，所述光源智能控制电路还包括第二接口、第三接口以及第四接口，所述第二接口、第三接口以及第四接口中之一为预设电压调节范围的调光接口。
优选地，所述光源智能控制电路还包括：分别连接所述微控制器的光敏传感器和温度传感器以及计时器，所述光敏传感器用于感测光亮度，所述温度传感器器对应各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的发光器件设置，感测发光器件的温度；所述计时器依据车辆的行驶速度信息以及车流量信息、隧道入口段长度、隧道中间段长度以及隧道出口段长度计算出各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的工作时间并计时。
本发明的隧道照明智能控制方法及系统具有以下有益效果：(1)降低了隧道内光源的能耗，延长了隧道内光源的使用寿命；(2)通过智能控制各光源模组工作时间及亮度，提升了行人或车辆驾驶员通过隧道内的舒适度；(3)可以降低交通事故的发生频率；(4)降低了隧道的运营管控成本。
附图说明
图1是本发明实施方式一的隧道照明智能控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施方式二的隧道照明智能控制系统的结构示意图。
图3是本发明实施方式三的隧道照明智能控制系统的结构示意图。
图4是图3中光源智能控制电路的结构示意图。
其中，元件符号说明如下：
环境亮度信息采集器1 车速与车流量监测器2
控制装置3 光源智能控制电路4
第一发光模组5 第二发光模组6
第三发光模组7 第四发光模组8
第五发光模组9 输入电压10
防雷单元11 防电磁干扰单元12
第一整流滤波单元13 第一功率变换电路14
第二整流滤波单元15 输出单元16
第一PWMDC/DC转换电路17 第一发光单元18
第二PWM DC/DC转换电路19 第二发光单元20
第NPWM DC/DC转换电路21 第N发光单元22
输入电压调节单元23 PFC单元24
PWM控制器25 稳压环路26
第三取样电路27 第一取样电路28
第二取样电路29 第二功率变换电路30
第三整流滤波单元31 短路保护电路32
限流保护电路33 输出过压保护电路34
微控制器(MCU)35 PWM调节单元36
第四取样电路37 光敏传感器38
温度传感器39 计时器40
第一接口41 第二接口42
第三接口43 第四接口44
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
实施方式一
请参见图1，本发明提供一种隧道照明智能控制方法，所述隧道照明智能控制方法包括以下步骤：
S10分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；这里将隧道分为三段，即隧道入口段、隧道中间段、隧道出口段，每段分别设置相应的第一光电模组、第三光电模组、第五光电模组，主要是因为各段的环境光亮度不一致，需要分段控制，这样不仅可以保证通过调节光亮度适应车辆的行驶。例如在隧道车辆流量较少时，一辆车通过后，没有检测到有后续车辆进入，则可以关闭隧道的某些段，比如隧道中间段和隧道出口段，当隧道入口段检测有车辆进入需要调节光亮度时，则开启后面的隧道中间段和隧道出口段。还有，在隧道较长时，可以在上述隧道入口段与隧道中间段、隧道中间段与隧道出口段之间新增过渡段(分别叫第一段和第二段)，这里隧道照明可以是如下设计：
在所述隧道入口段与所述隧道的中间段之间的所述隧道的第一段设置第二光源模组；在所述隧道的中间段与所述隧道出口段之间的所述隧道的第二段设置第四光源模组。
还有，在本发明中，优选采用LED灯，尤其是专门用于隧道照明的LED隧道灯具，这需要满足相关的技术标准。上述第一光源模组、第二光源模组、第三光源模组、第四光源模组及第五光源模组分别包括多个LED灯，各个LED灯按照预设间距设置。
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；这里可以是在隧道入口设置传感器，检测即将进入隧道的车辆流量信息以及车速信息。
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。环境光亮度取决于是在隧道入口段、隧道中间段、隧道出口段的自然光亮度，甚至还取决于当前是阴天、重阴天、云天、下雨天、晴天和夜间等环境条件对隧道路面的影响。
本发明的隧道照明智能控制方法具有以下有益效果：(1)降低了隧道内光源的能耗，延长了隧道内光源的使用寿命；(2)通过智能控制各光源模组工作时间及亮度，提升了行人或车辆驾驶员通过隧道内的舒适度；(3)可以降低交通事故的发生频率；(4)降低了隧道的运营管控成本。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前还包括以下步骤：
S01建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；
S02建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；
S03建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。
上述第一关系模型、第二关系模型以及第三关系模型可以通过在隧道环境下真实模拟或者借助计算机辅助技术来建立，以便于在实际隧道照明时直接通过查表或者关系式计算及时获取要调节到哪一目标亮度，最适于车辆能及时安全地通过，且车辆人员(尤其驾驶员)比较舒适。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S03与步骤S10之间进一步包括以下步骤：
S04评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；照明功率密度(Lighting Power Density，LPD)指单位面积上安装的所有照明灯的功率之和，并包含控制装置及控制器的消耗功率。行业标准CJJ 45-2015第7.1条对LPD进行了相应要求，LPD与照明节能指标有着紧密联系，隧道不同路段的LPD要求有所不同，还应考虑设计交通量(车辆流量)与车速等因素，在满足照明要求的基础上，首选光色易于调控及高效节能的LED灯来降低隧道照明LPD。
S05评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。这里的光质量包括以下几方面：
1)可见度
可见度是反映正常视力的人眼能够看清楚目标轮廓的难易程度，可见度受隧道背景亮度和临近环境对人眼视觉的综合影响，是反映隧道照明质量的综合性的评价指标之一。可见度与隧道内墙面亮度、路面亮度和闪烁频率等条件有关，直接影响驾驶员辨识物体的难易程度，体现隧道内可见度与照明质量的关系，也是隧道行车视觉感受的重要指标。[7]
2)反应时间
公路隧道内交通事故的发生与驾驶员的反应时间有着密切联系，反应时间指驾驶员从看见障碍物到采取处理措施的时间。相关研究表明，反应时间与环境亮度具有直接的相关性，环境亮度不同，人的反应时间也不同，驾驶员在隧道中的反应时间除了受环境亮度影响外，还受照明灯具分布的影响，隧道照明设计应当从这些方面考虑如何有效地缩短驾驶员的反应时间，以降低交通事故的发生频率。
3)亮度均匀度
亮度均匀度(brightness uniformity)指隧道路面上最小亮度与平均亮度的比值，纵向亮度均匀度是指在车道轴线上最小路面亮度与最大路面亮度的比值。隧道照明方案设计时应使用DIALux软件建模仿真，灯具配光及仿真隧道过渡段的亮度均匀度如图3，确保隧道的各段照明低亮度及均匀度符合JTG/T D70/2-02-2014行业标准相应要求。如果视场亮度及均匀度过低，亮的部分就会形成眩光，且亮暗的变化会带来频闪效应，让驾驶员的视觉效果会变差及加重视觉疲劳。当隧道路面连续且反复出现亮带及暗带形成的“斑马效应”让驾驶员感到十分烦躁，通常以纵向均匀度来评价“斑马效应”的程度，该现象严重的将危及行车安全。
4)眩光
眩光(Dazzle)是视场中极端的亮度对比，使人的视觉功能下降或眼睛感到不适，在隧道中的眩光可能来自照明灯具及出口高亮度等，眩光会让人对障碍物辨认能力下降，严重的眩光将危及车辆行车安全，隧道照明设计时应根据环境条件和布灯方案选择合适的配光设计灯具来避免眩光。国际照明委员(Commission Internationale de L'Eclairage，CIE)发布的国际标准CIE 31-1976《道路照明装置的眩光和均匀性》针对眩光采用相对阈值增量(threshold increment，TI)来限定因眩光造成视力功能下降的失能眩光。欧盟标准化委员会的CR 14380法案针对隧道照明失能眩光进行相应规定，当白天隧道阈值段和中间段及夜间整个隧道的TI必须小于15％。我国行业标准CJJ 45-2015对眩光进行了定义及要求，具体参见该标准的7.1条。[8]
5)频闪效应
频闪效应(stroboscopic effect)是在以一定频率变化的光照下，观察到的物体运动呈现出静止或不同于其实际运动状态的现象。灯的光学设计、布灯排列不连续、亮度差异大和明暗变化都会形成频闪效应，让驾驶员不停地受到明暗变化的刺激而产生烦乱的心情。正常情况下，频闪的频率大于2.5Hz与于小15Hz时所带来的频闪是可接受的。在照明方案设计时应考虑选择适当的灯具安装间距，当所述LED隧道灯具的安装间距在3.5m至4.5m之间时，选用频闪频率在4.0～11.0Hz之间的LED隧道灯具。例如隧道内灯具的安装间距为4m，行车时速为60km/h时，频闪的频率约为4.2Hz，当频闪的频率在4.0～11.0Hz之间及持续时间不超过20s时，驾驶员就不会受到影响。
优选地，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前进一步包括以下步骤：
S06对所述隧道照明进行负荷分级，确定负荷供电优先级顺序，并检测隧道照明的供电保障情况，依据隧道照明的供电保障情况，按供电优先级顺序供电，以确保隧道照明正常工作。例如对供电可靠性与中断供电在社会及经济上所造成的影响或损失程度来确定负荷等级，其中消防水泵、排烟风机、火灾检测、报警、应急照明、控制设施和基本照明均使用一级负荷(优先级最高)；机电设备则采用二级负荷(优先级次之)；其余动力及非交通相关照明用电都采用三级负荷方案(优先级排在最后)。系统定期对隧道内外的电力、照明、通风和消防等设施进行智能检测，确保供电稳定来保证隧道内行车安全。
此外，在隧道入口段、过渡段和出口段设置增强照明的LED灯(或者说上述第一光源模组、第三光源模组及第五光源模组各自设置的LED灯发光功率要高于第二光源模组以及第四光源模组的LED灯的发光功率，或者也可以是上述第一光源模组、第三光源模组及第五光源模组的相邻两个LED灯的间距要小于第二光源模组以及第四光源模组中的相邻两个LED灯的间距)，以消除驾驶员出入隧道引起“黑洞效应”和“视觉适应滞后”等视觉现象。在夜晚或隧道内外亮度差较小的时间段关闭上述增强照明的LED灯，避免眩光及消除安全隐患。隧道照明方案设计时应根据隧道高度及车道数量来确定布灯方式，典型的隧道照明按中线、两侧交错或两侧对称布置LED灯具，投光方向可根据灯具配光特点进行角度调整，整体照明梯度呈“U型”分布更符合人们的视觉特性满足隧道照明需求。由于LED灯按功能分为白日灯、黄昏灯、全日灯、夜灯和应急灯，因此在不同条件下配合应用来满足隧道照明需求，并应用本发明隧道照明用LED灯智能控制电路来管理隧道内外亮度差异，保证隧道行车照度达到最佳节能效果。
实施方式二
请参见图2，本发明实施方式二基于上述实施方式一还提供一种隧道照明智能控制系统，所述隧道照明智能控制系统包括：
环境光亮度信息获取模块110，用于分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；
车辆信息获取模块120，用于获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
隧道光源亮度调节模块130，用于依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
本发明的隧道照明智能控制系统具有以下有益效果：(1)降低了隧道内光源的能耗，延长了隧道内光源的使用寿命；(2)通过智能控制各光源模组工作时间及亮度，提升了行人或车辆驾驶员通过隧道内的舒适度；(3)可以降低交通事故的发生频率；(4)降低了隧道的运营管控成本。
优选地，所述隧道照明智能控制系统还包括：
第一关系模型建立模块，用于建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；这里可以通过模拟数据模型来建立上述第一关系。
第二关系模型建立模块，用于建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；这里可以通过模拟数据模型来建立上述第二关系。
第三关系模型建立模块，用于建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。这里可以通过模拟数据模型来建立上述第三关系。
优选地，所述隧道照明智能控制系统进一步包括：
照明功率密度评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；
光质量评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。
实施方式三
请参见图3，本发明实施方式三基于上述实施方式一和二还提供一种隧道照明智能控制系统，所述隧道照明智能控制系统包括：
控制中心设备3a，用于控制整个隧道照明智能控制系统正常工作；
环境亮度信息采集器1，采集隧道内和隧道外的光亮度信息；
车速与车流量监测器2，监测进入隧道的车辆的行驶速度信息以及当前隧道内的车流量信息；
第一光源模组5，设于所述隧道入口段；
第三光源模组7，设于所述隧道的中间段；
第五光源模组9，设于所述隧道的出口段；
存储器3b，用于存储实现预定功能的程序指令；
光源智能控制电路4，控制所述第一光源模组5、第三光源模组7以及第五光源模组9工作；
所述控制中心设备3a调用所述存储器3b存储的程序指令控制所述环境亮度信息采集器1、所述车速与车流量监测器2、所述光源智能控制电路4执行以下步骤：
S10分别获取隧道入口段和隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息；
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
本发明的隧道照明智能控制系统具有以下有益效果：(1)降低了隧道内光源的能耗，延长了隧道内光源的使用寿命；(2)通过智能控制各光源模组工作时间及亮度，提升了行人或车辆驾驶员通过隧道内的舒适度；(3)可以降低交通事故的发生频率；(4)降低了隧道的运营管控成本。
优选地，所述光源智能控制电路包括微控制器，所述微控制器为可编程逻辑器件，所述光源智能控制电路可通过第一接口与控制装置连接，其中，所述光源智能控制电路还包括第二接口、第三接口以及第四接口，所述第二接口、第三接口以及第四接口中之一为预设电压调节范围的调光接口。
优选地，所述光源智能控制电路还包括：分别连接所述微控制器的光敏传感器和温度传感器以及计时器，所述光敏传感器用于感测光亮度，所述温度传感器器对应各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的发光器件设置，感测发光器件的温度；所述计时器依据车辆的行驶速度信息以及车流量信息、隧道入口段长度、隧道中间段长度以及隧道出口段长度计算出各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的工作时间并计时。
本发明的隧道照明智能控制系统，其光源智能控制电路4与各第一光源模组5、第二发光模组6、第三光源模组7、第四光源模组8、第五光源模组9的LED灯构造为一体，均在隧道内。其控制指令来自于控制中心设备3a。控制中心设备3a可以远程设置，通过采用光纤、电力线载波或无线传输控制指令到光源智能控制电路4。
进一步地，所述隧道照明智能控制系统还包括：
第二光源模组6，设于所述隧道入口段与所述隧道的中间段之间的所述隧道的第一段；
第四光源模组8，设于所述隧道的中间段与所述隧道出口段之间的所述隧道的第二段，所述光源智能控制电路4控制所述第二光源模组6与所述第四光源模组8工作。
请一并参见图3和图4，在本发明一个较佳实施例中，所述光源智能控制电路4包括微控制器35，所述微控制器35为可编程逻辑器件，所述光源智能控制电路4可通过第一接口41与控制装置3连接，其中，所述光源智能控制电路4还包括第二接口42、第三接口43以及第四接口44，其中，所述第四接口为预设电压调节范围的调光接口，较佳地，所述预设电压调节范围为0V至10V。
在一个较佳的实施例中，所述光源智能控制电路4还包括：分别连接所述微控制器35的光敏传感器38和温度传感器39，所述光敏传感器38用于感测光亮度，所述温度传感器39对应各所述第一光源模组5、第二发光模组6、第三光源模组7、第四光源模组8、第五光源模组9的发光器件设置，感测发光器件的温度。
进一步地，所述光源智能控制电路4还包括：计时器40，所述计时器40依据车辆的行驶速度信息以及车流量信息、隧道入口段长度、隧道中间段长度以及隧道出口段长度计算出各所述第一光源模组5、第二发光模组6、第三光源模组7、第四光源模组8、第五光源模组9的工作时间并计时。
进一步地，各所述第一光源模组5、第二发光模组6、第三光源模组7、第四光源模组8、第五光源模组9分别包括多个发光单元及与发光单元一一对应的PWM DC/DC转换电路，其中多个发光单元及与发光单元一一对应的PWM DC/DC转换电路分别为第一发光单元18及第一PWM DC/DC转换电路17、第二发光单元20及第二PWM DC/DC转换电路19、第N发光单元22及第N PWM DC/DC转换电路21。
在一个较佳的实施例中，所述发光单元为LED隧道灯具。
进一步地，所述LED隧道灯具按功能分为白日灯、黄昏灯、全日灯、夜灯和应急灯，所述白日灯、黄昏灯、全日灯、夜灯和应急灯间隔预设距离交替设置。
此外，光源智能控制电路4还包括辅助电路。如图4所示，一种常见的辅助电路具体介绍如下：
交流电源AC 10输入交流电经防雷单元11、防电磁干扰单元12及第一整流滤波单元13后，分别流入输入电压调节单元23、PFC单元(功率因数校正单元)24、第一功率变换电路14。第一功率变换电路14通过第二整流滤波单元15至输出单元16。另外，辅助电路中还设有第一取样电路28、第二取样电路29、第三取样电路27、第四取样电路37、第二功率变换电路30、第三整流滤波单元31、PWM控制器25、稳压环路26、短路保护电路32、限流保护电路33、输出过压保护电路34等，由微控制器35经过PWM调节36至输出单元16，由输出单元16输出电压到第一PWM DC/DC转换电路17、第二PWM DC/DC转换电路19、第N PWM DC/DC转换电路21，然后对应的第一发光模块18、第二发光模块20、第N发光模块22工作。
在一个较佳的实施例中，所述隧道照明智能控制系统还包括：供电保障设备，用于保障隧道供电稳定。
本发明的LED隧道灯具，相较于传统隧道照明采用的高压钠灯为全周光谱，在灯具设计时需利用漫散射罩折射灯光来满足照明配光要求来说，该LED隧道灯具采用新型固态LED光源，具有寿命长、效率高、能耗低和易调控等优点，其发光角度可按照明需求进行设计，灯具采用光学透镜来提高光利用率，加上隧道照明智能控制系统的便捷性及操作简单化，为LED隧道灯具在公路隧道照明中得到大量应用创造了契机，以“标准化、智能化、低成本化、多元化”为基准促进公路隧道智能化照明的创新应用。在隧道运营安全与照明能耗大的日益突出当下，为确保照明质量提升和降低能源消耗。国内外众多公路隧道照明若采用隧道照明智能控制系统的照明系统方案，其运营能耗和维护成本明显下降，也带动原高压钠灯的隧道照明逐步更换，可以预见具有高效节能的隧道照明智能控制系统在隧道照明中将得到大量推广应用。
通过将隧道照明智能控制系统在隧道照明的推广应用，利用智能控制技术的优势对隧道照明节能优化，在保障车辆行使安全的基础上，降低照明能耗而产生显著的经济效益。在隧道照明方案设计时，通过多学科技术结合应用及优势互补，发挥“LED+智能”的应用优势，有效促进隧道照明的高效节能与健康发展。
以上对本发明所提供的一种隧道照明智能控制方法及系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述隧道照明智能控制方法包括以下步骤：
S10分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
2.如权利要求1所述的隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前还包括以下步骤：
S01建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；
S02建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；
S03建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。
3.如权利要求2所述的隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述隧道照明智能控制方法在步骤S03与步骤S10之间进一步包括以下步骤：
S04评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；
S05评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。
4.如权利要求3所述的隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述隧道照明智能控制方法在步骤S10之前进一步包括以下步骤：
S06对所述隧道照明进行负荷分级，确定负荷供电优先级顺序，并检测隧道照明的供电保障情况，依据隧道照明的供电保障情况，按供电优先级顺序供电，以确保隧道照明正常工作。
5.一种隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述隧道照明智能控制系统包括：
环境光亮度信息获取模块，用于分别获取设有第一光源模组的隧道入口段和设有第三光源模组的隧道中间段以及设有第五光源模组的隧道出口段各自的环境光亮度信息；
车辆信息获取模块，用于获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
隧道光源亮度调节模块，用于依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
6.如权利要求5所述的隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述隧道照明智能控制系统还包括：
第一关系模型建立模块，用于建立所述第一光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道入口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第一关系模型；
第二关系模型建立模块，用于建立所述第三光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道中间段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第二关系模型；
第三关系模型建立模块，用于建立所述第五光源模组的照明亮度调节匹配所述隧道出口段环境亮度变化、车辆流量变化以及不同车速大小的第三关系模型。
7.如权利要求5所述的隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述隧道照明智能控制系统进一步包括：
照明功率密度评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的照明功率密度；
光质量评估模块，用于评估隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各段的光质量。
8.一种隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述隧道照明智能控制系统包括：
控制中心设备，用于控制整个隧道照明智能控制系统正常工作；
环境亮度信息采集器，采集隧道内和隧道外的光亮度信息；
车速与车流量监测器，监测进入隧道的车辆的行驶速度信息以及当前隧道内的车流量信息；
第一光源模组，设于所述隧道入口段；
第三光源模组，设于所述隧道的中间段；
第五光源模组，设于所述隧道的出口段；
存储器，用于存储实现预定功能的程序指令；
光源智能控制电路，控制所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组工作；
所述控制中心设备调用所述存储器存储的程序指令控制所述环境亮度信息采集器、所述车速与车流量监测器、所述光源智能控制电路执行以下步骤：
S10分别获取隧道入口段和隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息；
S20获取待进入隧道入口段的车辆流量信息以及车速信息；
S30依据所述车辆流量信息以及车速信息，结合隧道入口段、隧道中间段以及隧道出口段各自的环境光亮度信息分别调节对应的所述第一光源模组、第三光源模组以及第五光源模组的亮度，以适于所述车辆通过所述隧道。
9.如权利要求8所述的隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述光源智能控制电路包括微控制器，所述微控制器为可编程逻辑器件，所述光源智能控制电路可通过第一接口与控制装置连接，其中，所述光源智能控制电路还包括第二接口、第三接口以及第四接口，所述第二接口、第三接口以及第四接口中之一为预设电压调节范围的调光接口。
10.如权利要求9所述的隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述光源智能控制电路还包括：分别连接所述微控制器的光敏传感器和温度传感器以及计时器，所述光敏传感器用于感测光亮度，所述温度传感器器对应各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的发光器件设置，感测发光器件的温度；所述计时器依据车辆的行驶速度信息以及车流量信息、隧道入口段长度、隧道中间段长度以及隧道出口段长度计算出各所述第一光源模组、第三光源模组、第五光源模组的工作时间并计时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710423284.9A CN109005613A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 隧道照明智能控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710423284.9A CN109005613A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 隧道照明智能控制方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109005613A true CN109005613A (zh) | 2018-12-14 |
Family
ID=64572999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710423284.9A Pending CN109005613A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 隧道照明智能控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109005613A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110493935A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-11-22 | 江苏科创交通安全产业研究院有限公司 | 一种隧道发光带控制方法、系统、装置及存储介质 |
| CN111901948A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-06 | 广州市北二环交通科技有限公司 | 一种隧道照明智能无级调节方法及系统 |
| CN113260123A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-13 | 深圳成谷科技有限公司 | 一种车路协同的隧道内照明控制方法、系统及设备 |
| CN114034007A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-11 | 兰州交通大学 | 一种公路隧道用智能照明系统 |
| CN114430602A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-03 | 厦门路桥建设集团养护工程有限公司 | 隧道照明控制方法及其系统 |
| CN116347714A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-06-27 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具照明自动调整功能的隧道照明控制系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101541118A (zh) * | 2008-03-20 | 2009-09-23 | 深圳市同洲电子股份有限公司 | 一种隧道灯节能调光控制系统和方法 |
| CN102685990A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-09-19 | 沈阳新一代信息技术有限公司 | 一种可调光隧道led照明节能控制系统及方法 |
| CN104066243A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 长安大学 | 隧道led照明控制系统及控制方法 |
| CN104470139A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-03-25 | 大连海事大学 | 一种隧道照明闭环反馈控制方法和控制系统 |
| CN106304483A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-04 | 江苏长路能源科技发展有限公司 | 公路隧道智慧绿色照明系统 |
| CN206100564U (zh) * | 2016-10-26 | 2017-04-12 | 西安科技大学 | 一种基于太阳能的隧道照明控制装置 |
-
2017
- 2017-06-07 CN CN201710423284.9A patent/CN109005613A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101541118A (zh) * | 2008-03-20 | 2009-09-23 | 深圳市同洲电子股份有限公司 | 一种隧道灯节能调光控制系统和方法 |
| CN102685990A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-09-19 | 沈阳新一代信息技术有限公司 | 一种可调光隧道led照明节能控制系统及方法 |
| CN104066243A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 长安大学 | 隧道led照明控制系统及控制方法 |
| CN104470139A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-03-25 | 大连海事大学 | 一种隧道照明闭环反馈控制方法和控制系统 |
| CN106304483A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-04 | 江苏长路能源科技发展有限公司 | 公路隧道智慧绿色照明系统 |
| CN206100564U (zh) * | 2016-10-26 | 2017-04-12 | 西安科技大学 | 一种基于太阳能的隧道照明控制装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110493935A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-11-22 | 江苏科创交通安全产业研究院有限公司 | 一种隧道发光带控制方法、系统、装置及存储介质 |
| CN111901948A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-06 | 广州市北二环交通科技有限公司 | 一种隧道照明智能无级调节方法及系统 |
| CN113260123A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-13 | 深圳成谷科技有限公司 | 一种车路协同的隧道内照明控制方法、系统及设备 |
| CN114034007A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-11 | 兰州交通大学 | 一种公路隧道用智能照明系统 |
| CN114430602A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-03 | 厦门路桥建设集团养护工程有限公司 | 隧道照明控制方法及其系统 |
| CN116347714A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-06-27 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具照明自动调整功能的隧道照明控制系统 |
| CN116347714B (zh) * | 2023-05-23 | 2023-08-11 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具照明自动调整功能的隧道照明控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109005613A (zh) | 隧道照明智能控制方法及系统 | |
| CN105282947B (zh) | 一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统 | |
| CN109413796A (zh) | 一种隧道智能照明的控制系统及控制方法 | |
| CN204372810U (zh) | 一种应用于隧道的节能照明系统 | |
| CN101541118A (zh) | 一种隧道灯节能调光控制系统和方法 | |
| CN206506754U (zh) | 一种自动检测人流量车流量光强的智能led路灯 | |
| CN206894954U (zh) | 隧道照明智能控制系统 | |
| CN105517276B (zh) | 一种基于多传感器数据融合的室内led智能照明系统 | |
| CN107454721B (zh) | 一种自感应调光隧道照明系统及其调光控制方法 | |
| CN107041031B (zh) | 一种照明段结构动态配置的隧道照明控制系统 | |
| CN107864541A (zh) | 隧道照明智能调光方法 | |
| CN103607832A (zh) | 智能led照明系统及其控制方法 | |
| CN102711318A (zh) | 一种led城市公共照明灯具智能控制系统 | |
| CN103415113A (zh) | 一种led隧道灯系统及led隧道灯的亮度控制方法 | |
| CN209375992U (zh) | 一种隧道智能照明的控制系统 | |
| CN207039948U (zh) | 隧道照明系统 | |
| CN106993363A (zh) | 用于公路隧道的照明控制系统 | |
| CN109826642A (zh) | 隧道洞外调光方法 | |
| CN103486497B (zh) | 高速公路隧道照明控制系统 | |
| CN105205321B (zh) | 一种隧道照明灯具布设优化方法 | |
| CN206894953U (zh) | 隧道led灯智能控制电路 | |
| CN205921794U (zh) | Led隧道灯无线控制系统 | |
| CN206118128U (zh) | 一种隧道照明控制装置 | |
| KR20150000570A (ko) | 소비전력 절감을 위한 가로등의 디밍 제어방법 | |
| CN109005614A (zh) | 隧道照明用led灯智能控制电路及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181214 |