CN110708839A - 基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法及系统，其控制方法具体为：1、车辆信息采集单元监测区域内车辆信息，采集类型、速度和位置信息并上传至控制中心；2、控制中心计算车辆信息并制定针对不同位置的照明方案，形成调光指令；3、调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；4、调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级，实现对照明的控制；其控制系统包括车辆信息采集单元、控制中心、调光控制中枢、调光控制器和照明灯具五个模块；本发明在保证隧道行车安全的前提下，提高照明的针对性和精确性，实现充分节能的目的。
Description
技术领域
本发明属于隧道照明领域，特别是应用于高速公路隧道照明，具体涉及一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法及系统。
背景技术
隧道作为一种公路工程的重要组成部分，对于缩短行车距离、改善行车条件具有重要作用，同时隧道属于一种典型的地下工程，为了提升行车体验、保障行车安全，因而必须采用人工照明的方式。对于长大隧道，照明耗电是隧道运维支出的重要组成部分，而采用适当的照明控制方法是减少照明耗电的一个重要措施和方法。根据文献【1】(《公路隧道照明细则》，JTG/T D70/2-01-2014),单向交通隧道照明在行车方向上可以分为5个段落：接近段、隧道入口段、过渡段、中间段和隧道出口段，其中中间段不受洞外亮度影响，且中间段的长度占整座隧道大部分比例。
目前隧道照明控制方法一般有如下几种：(1)人工控制方式，该方法是由隧道管理人员根据不同的时间、天气和其它条件人工控制隧道照明亮度；(2)时序控制方式，该方法是预先制定好不同季节中不同时间段的亮度控制策略，编制相应的控制程序；(3)自动控制方式，该方法是通过监测洞外亮度和车流量变化来动态调节灯具的亮度，常用的调节方式有自动分级控制和无极控制两种。上述几种方法虽然能在不同程度上起到节能的效果，但是其控制方法仍具有一定的滞后性，且其控制方式不够精确，仍会造成一定的浪费，特别是在部分西部山区特长隧道，其车流量较小且具有明显的时间相关性，如果采用传统的控制方式，则照明灯具控制会具有明显的滞后性，则会造成明显的过度照明和无效照明，特别是在长度较长的中间段，因而采用合适的控制方式对于照明节能具有重要意义。近年来出现了智能控制方式也得到了应用，文献【2】(CN105282947 A一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统)提出了一种通过判断隧道内是否有车来控制隧道内照明亮度，但是该方法仍属于一种针对隧道整体的控制方法，在长隧道，特别是一些超、特长隧道中时仍会导致隧道内大部分区段照明为无效照明，造成一定的浪费。
发明内容
针对现有技术的问题和不足，本发明提供了一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法及系统。
一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：车辆信息采集单元监测区域内车辆信息，判断是否有来车，有来车时采集该车的类型、速度和位置信息并上传至控制中心；无来车时继续监测。
步骤2：控制中心根据上述车辆信息制定针对该车的位置以及位置前后方的照明策略。
步骤3：控制中心检测同一时间不同车辆的照明策略是否存在冲突，有冲突则以满足最高级别亮度需求为原则对照明策略进行调整并形成可执行的照明方案；否则直接形成照明方案；将方案转换成调光指令。
步骤4：调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息。
步骤5：调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级，实现对照明的控制。
在上述步骤2中照明策略为：开启车辆所在位置前方视距范围内的灯光并关闭车辆后方的灯光；或者提高车辆所在位置前方视距范围内的灯光亮度并降低车辆后方的灯光亮度。其车辆视距范围参照《公路隧道照明细则》，JTG/T D70/2-01-2014。
在上述步骤3中照明方案包括每个独立灯具的开启关闭的时机以及亮度等级。
一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制系统，包括车辆信息采集单元、控制中心、调光控制中枢、调光控制器和照明灯具五个模块。
其中，车辆信息采集单元采集车辆类型、速度和位置信息；控制中心计算车辆信息并制定针对不同位置的照明方案，形成调光指令；调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级。
在该系统车辆信息采集单元包含若干新型的精确的磁传感器，该传感器能获取车辆的种类、车辆的速度以及车辆的实时位置。磁传感器均匀分布于隧道过渡段和中间段，一般从隧道入口一定距离处开始设置，直至隧道出口一定距离处，两传感器的间距根据隧道限速、灯具亮度调节时间以及系统反应时间进行确定。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明采用车辆信息采集单元准确监测车辆在隧道内的位置，根据车辆位置精确调控车辆前后一定位置范围内的灯具亮度，该控制方法能根据车流信息并结合隧道照明细则计算所需亮度，在保证隧道行车安全的前提下，提高照明的针对性和精确性，实现充分节能的目的。
附图说明
图1为本发明控制方法的流程图；
图2为本发明控制方法的照明策略的示意图；
图3为本发明控制方法中对单个车辆的控制原理图；
图4为本发明控制方法的照明策略调整的逻辑运算示意图；
图5为本发明控制系统的结构示意图；
图6为本发明控制系统的车辆信息采集单元的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
本发明中的基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法(图1为控制方法的流程图)，具体包括以下步骤：
步骤1：车辆信息采集单元监测区域内车辆信息，判断是否有来车，有来车时采集该车的类型、速度和位置信息并上传至控制中心；无来车时继续监测；
步骤2：控制中心根据上述车辆信息制定针对该车的位置以及位置前后方的照明策略，其原理如图3所示。照明策略具体为：开启车辆所在位置前方视距范围内的灯光并关闭车辆后方的灯光；或者提高车辆所在位置前方视距范围内的灯光亮度并降低车辆后方的灯光亮度。其车辆视距范围参照《公路隧道照明细则》。对应照明停车视距如表1所示。
表1照明停车视距(m)
当车辆众多时照明策略如图2所示，图中MIP(Mni-1)，MIP(Mni)，MIP(Mni+1)为不同位置处车辆信息采集单元的序列信息，LIP(Lni-1)～LIP(Lni+m)，LIP(Lni)～LIP(Lni+m+1)，LIP(Lni+1)～LIP(Lni+m+2)等为调光控制器的序列信息，其具体范围根据公路隧道照明细则考虑车辆所处位置、车辆类型、车辆速度以及隧道外亮度计算得到。
步骤3：控制中心检测同一时间不同车辆的照明策略是否存在冲突，有冲突则以满足最高级别亮度需求为原则对照明策略进行调整并形成可执行的照明方案，照明策略调整的逻辑运算原理如图4所示；否则直接形成照明方案；将方案转换成调光指令；
步骤4：调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；
步骤5：调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级，实现对照明的控制。
本发明中的基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制系统如图5所示，包括车辆信息采集单元、控制中心、调光控制中枢、调光控制器和照明灯具五个模块。
其中，车辆信息采集单元采集车辆类型、速度和位置信息；控制中心计算车辆信息并制定针对不同位置的照明方案，形成调光指令；调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级。
在该系统车辆信息采集单元包含若干新型的精确的磁传感器。布置方式如图6所示，一般从隧道入口一定距离处开始设置，直至隧道出口一定距离处，两传感器的间距根据隧道限速、灯具亮度调节时间以及系统反应时间进行确定。
对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：车辆信息采集单元监测区域内车辆信息，判断是否有来车，有来车时采集该车的类型、速度和位置信息并上传至控制中心；无来车时继续监测；
步骤2：控制中心根据上述车辆信息制定针对该车的位置以及位置前后方的照明策略；
步骤3：控制中心检测同一时间不同车辆的照明策略是否存在冲突，有冲突则以满足最高级别亮度需求为原则对照明策略进行调整并形成可执行的照明方案；否则直接形成照明方案；将方案转换成调光指令；
步骤4：调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；
步骤5：调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级，实现对照明的控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法，其特征在于，所述步骤2中的照明策略为：开启车辆所在位置前方视距范围内的灯光并关闭车辆后方的灯光；或者提高车辆所在位置前方视距范围内的灯光亮度并降低车辆后方的灯光亮度。
3.根据权利要求2所述的一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法，其特征在于，所述车辆视距范围参照《公路隧道照明细则》。
4.根据权利要求1所述的一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制方法，其特征在于，所述照明方案包括每个独立灯具的开启关闭的时机以及亮度等级。
5.一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制系统，其特征在于，包括车辆信息采集单元、控制中心、调光控制中枢、调光控制器和照明灯具；
所述车辆信息采集单元采集车辆类型、速度和位置信息；
所述控制中心计算车辆信息并制定针对不同位置的照明方案，形成调光指令；
所述调光控制中枢接受调光指令并下达具体的调光等级和回路信息；
所述调光控制器接收相应的指令并转换成对应的脉冲信号并调整对应灯具的亮度等级。
6.根据权利要求5所述的一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制系统，其特征在于，所述车辆信息采集单元包含若干磁传感器。
7.根据权利要求6所述的一种基于车辆位置监测的隧道中间段节能照明控制系统，其特征在于，所述磁传感器均匀分布于隧道过渡段和中间段。
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