CN110933824A - 基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法，该节能控制系统，包括：控制器、与控制器相连的路况感知装置和照明灯具；所述照明灯具包括：沿隧道依次排布的N个子灯具；其中N为正整数。所述路况感知装置用于获取检测范围内实时交通态势信息，包括：车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；所述控制器，用于根据交通态势信息控制所述照明灯具的不同工作状态。本发明实施例提供的节能控制系统，能够感知隧道内的实时交通态势，并根据实时交通态势信息控制照明灯具的不同工作状态，按需提供不同交通态势下的照明，从而减少不必要的照明电力费用的支出，实现节能环保的目的。

Description

基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法

技术领域

本发明实施例涉及自动控制和交通态势信息技术领域，具体涉及基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法。

背景技术

在隧道或桥洞中，如果设有道路，而照明系统在没有行人通行的情况下，也会点亮，这样会造成大量的电力浪费。

例如，位于辽宁省沈吉高速(G1212)沈阳至吉林(上行方向)K65+471处铁背山2号隧道以及K66+445处铁背山1号隧道。隧道全程长度1950米(含两隧道过度区域70米)，共布设250W灯具212套、200W灯具24套、150W灯具60套、50W灯具72套，月度能耗约5.3万千瓦，隧道目前单日交通量约11000辆。然而该路段车流量较低(夜间)，隧道内灯具长期开启，造成较大能源浪费。

因此，如何提供一种照明控制方案，能够减少道路中的照明电力浪费，实现节能环保，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法，能够减少道路中的照明电力浪费，实现节能环保。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统，包括：控制器、与所述控制器连接的路况感知装置、照明灯具；

所述照明灯具包括：沿隧道依次排布的N个子灯具；其中N为正整数；

所述路况感知装置，用于获取检测范围内实时交通态势信息；所述实时交通态势信息包括：车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；

所述控制器，用于根据实时交通态势信息控制所述照明灯具。

优选地，所述路况感知装置，包括：沿隧道依次排布的M个全向跟踪路况感知雷达；

M个所述全向跟踪路况感知雷达中相邻两者的间距不大于两倍的最大探测距离；

所述最大探测距离为全向跟踪路况感知雷达的最大探测距离。

优选地，N个所述子灯具对应连接有N个灯具控制器；

N个所述灯具控制器与所述控制器通信连接，用于接收所述控制器发出的控制信号，以控制N个所述子灯具开启与关闭以及无极调光等功能。

优选地，所述灯具控制器包括：开关控制单元、亮度控制单元；

所述开关控制单元，用于控制对应的子灯具的开启和关闭；

所述亮度控制单元，用于控制对应的子灯具的亮度。

优选地，所述灯具控制器，包括：有线通信单元或无线通信单元，使用时根据现场设备安装情况任选其中一种通信模式；

所述通信单元，用于通信连接到所述控制器。

优选地，所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息，包括车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；

控制沿所述目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离内、实时位置后方第二预设距离内的灯具实时连续点亮；

控制沿所述目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离外、实时位置后方第二预设距离外的灯具实时连续关闭。

优选地，所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息确定第一车辆的第一位置、第二车辆的第二位置；

如果所述第一位置与所述第二位置质检的距离小于第三预设距离；

则控制所述第一车辆与所述第二车辆之间的所有灯具实时连续点亮和实时连续关闭。

优选地，所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息统计所述隧道的实时车流量；

当实时车流量小于第一预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第一亮度值；

当实时车流量在第一预设阈值与第二预设阈值之间时，控制所述照明灯具的亮度为第二亮度值；

当实时车流量在大于第二预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第三亮度值。

当车辆分布在不同区域密度大小不同时，可以控制不同区域内的灯具实现无极调光按需供给，从而达到节能的目标。

优选地，所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息检测是否存在异常交通事件；

如果是，则控制所述整个区域内照明灯具以最大亮度值点亮。

第二方面，本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制方法，用于上述第一方面任一种所述的节能控制系统，包括：

获取隧道的预设范围内的实时交通态势信息；

根据实时交通态势信息控制所述照明灯具的开启与关闭以及根据区域内车辆流程和分布密度情况实现无极调光，按需供给的方式实现节能的目标。

本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统，包括：控制器、与所述控制器连接的路况感知装置、照明灯具；所述照明灯具包括：沿隧道依次排布的N个子灯具；其中N为正整数。所述路况感知装置用于获取检测范围内实时交通态势信息，包括：车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；所述控制器，用于根据实时交通态势信息控制所述照明灯具。本发明实施例提供的节能控制系统，能够感知隧道预设范围内的实时交通态势信息，并根据实时交通态势信息控制照明灯具开启与关闭以及根据区域内车辆流程和分布密度情况实现无极调光，从而实现在需要的时候照明，不需要的时候关闭照明灯具，从而在满足照明需求的同时，能够减少道路中的照明电力浪费，实现节能环保。

本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制方法，应用于上述的节能控制系统，也具有上述的有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统的组成结构示意图；

图2为本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统的灯具控制器组成结构示意图；

图3为本发明实施例提供的隧道节能控制系统实施示意图；

图4为本发明实施例提供的隧道节能控制系统组成原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图2，图1为本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统的组成结构示意图；图2为本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统的灯具控制器组成结构示意图。

本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统，包括：控制器110、与所述控制器连接的路况感知装置130、照明灯具120；

所述照明灯具包括：沿隧道依次排布的N个子灯具；其中N为正整数；

所述路况感知装置，用于获取检测范围内实时交通态势信息，包括：车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；

所述控制器，用于根据实时交通态势信息控制所述照明灯具。

具体地，如图1所示，照明灯具120包括第一子灯具121、第二子灯具122……第N子灯具12N；照明灯具120能够照亮隧道的所有地方；二个路况感知装置130可以使用全方位全向跟踪路况感知雷达实现，当然，也可以使用路面视频识别的方式实现或其他感知设备来完成同等感知功能，当使用全向跟踪路况感知雷达实现时，可以具体根据隧道的长度，将路况感知装置130，设置为包括：沿隧道依次排布的M个全方位全向跟踪路况感知雷达；也就是第一个路况感知装置131、第二个路况感知装置132……第M个路况感知装置13M，这里的路况感知装置为全向跟踪路况感知雷达，为了感知到隧道总所有的路况信息，可以将M个所述全向跟踪路况感知雷达中相邻两者的间距不大于两倍的最大探测距离；所述最大探测距离为全向跟踪路况感知雷达的最大探测距离。从而，相邻的两个雷达之间不存在探测不到的死区。也就是说，路况感知装置，包括：沿隧道依次排布的M个全向跟踪路况感知雷达；M个所述全向跟踪路况感知雷达中相邻两者的间距不大于两倍的最大探测距离；所述最大探测距离为全向跟踪路况感知雷达的最大探测距离。

对应地，为了控制子灯具的开关和明亮程序，可以将N个所述子灯具对应连接有N个灯具控制器；N个所述灯具控制器与所述控制器通信连接，用于接收所述控制器发出的控制信号，以控制N个所述子灯具。从而控制器可以根据预设的控制策略控制N个所述子灯具。具体地，灯具控制器140包括：开关控制单元141、亮度控制单元142；所述开关控制单元，用于控制对应的子灯具的开启和关闭；所述亮度控制单元，用于控制对应的子灯具的亮度。

为了实现控制器到灯具控制器之间的信号传递，可以在所述灯具控制器，设置有线通信单元或无线通信单元，其通信方式可以根据隧道现场使用情况任选其中一种；所述通信单元143，用于通信连接到所述控制器。从而控制器可以将灯具控制信号，例如关闭、开启灯具的信号，调整灯具亮度的信号传递到灯具控制器对灯具进行控制。具体地，还可以将一定范围内的灯具进行统一的开启和关闭，从而这个范围内的灯具可以使用同一个灯具控制器，例如，可以将所有控制范围内灯具按照每50米一个区域进行划分(应急灯具不在控制范围内)，采用分区域控制方案。每次进行开启、关闭、亮度调节时，针对一个区域内所有灯光进行统一控制。当然，也可以有其他通信方式进行通信，这里对具体的通信方式并不做限制。

在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式中，对控制器根据实时交通态势信息控制所述照明灯具的具体方法进行阐述。具体地述控制器，用于：根据实时交通态势信息确定目标车辆的实时位置；控制沿所述目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离内、实时位置后方第二预设距离内的灯具实时连续点亮；控制沿所述目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离外、实时位置后方第二预设距离外的灯具实时连续关闭。也就是说，如果控制器获取到车辆在隧道中的实时位置时，可以将车辆的前方和后方预设范围内的灯具实时连续点亮，而其他位置的灯具实时连续关闭，从而在帮助司机看清道路，避免交通事故的同时，节能环保。

进一步地，如果所述控制器获取到两辆车辆的位置，也就是根据实时交通态势信息确定第一车辆的第一位置、第二车辆的第二位置；如果所述第一位置与所述第二位置质检的距离小于第三预设距离；则控制所述第一车辆与所述第二车辆之间的所有灯具实时连续点亮和实时连续关闭。也就是说，如果两个车辆之间的距离小于第三预设距离，例如，小于1000米时，为了避免两辆车辆之间可能发生的碰撞事故，可以将两车之间的全部灯具持续开启。

另外，控制也还可以根据车流量对照明灯具的亮度进行控制，车流量较小时，可以将亮度控制的调底，流量较高时，可以将亮度控制的较高。也就是说，所述控制器，还可以用于：根据实时交通态势信息统计所述隧道的实时车流量；当实时车流量小于第一预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第一亮度值；当实时车流量在第一预设阈值与第二预设阈值之间时，控制所述照明灯具的亮度为第二亮度值；当实时车流量在大于第二预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第三亮度值。例如，可以具体设置为当车流量小于20辆/分钟时，控制亮度在30％；当车流量在20-60辆/分钟时，控制亮度在50％；当车流量大于60辆/分钟时，控制亮度在100％。

在隧道中，还可能发生一些意外事件，例如当雷达检测到异常交通事件时(如车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛洒物、行人等)，这时控制器可以控制打开隧道内所有灯光，并将亮度调至最大，启用控制系统异常模式，暂停对灯光控制，尽可能保障现场人员和财产安全，方便监控人员调用相关摄像机或现场勘察等方式进行事件处理。当事件处理完毕后，由管理人员对灯光控制系统进行复位，恢复正常控制模式。提供现场复位和远程复位两种方式。也就是说控制器，根据实时交通态势信息检测是否存在异常交通事件；如果是，则控制所述整个区域内照明灯具以最大亮度值实时连续点亮。

请参考图3、图4，图3为本发明实施例提供的隧道节能控制系统实施示意图；图4为本发明实施例提供的隧道节能控制系统组成原理示意图。

在本发明实施例中，具体以铁背山一号、二号隧道为例，其位于辽宁省沈吉高速(G1212)沈阳至吉林(上行方向)K65+471处铁背山2号隧道以及K66+445处铁背山1号隧道。隧道全程长度1950米(含两隧道过度区域70米)，共布设250W灯具212套、200W灯具24套、150W灯具60套、50W灯具72套，月度能耗约5.3万千瓦，隧道目前单日交通量约11000辆。

由于铁背山一号、二号隧道之间只有70米的间隙，因此，将两条隧道作为一条完整的隧道来进行布置。具体地，可以根据隧道实际情况，本方案共计安装三台雷达作为路况感知装置，一台边缘计算服务器作为控制器。

在2号隧道301内安装一台雷达303，布设在隧道入口内200米处(定义为1号雷达303)。在1号隧道202内安装两台雷达，分别在隧道入口内200米处(定义为2号雷达304)、隧道出口前400米处(定义为3号雷达305)。隧道的行驶方向为从右向左。1号雷达与2号雷达之间距离为700米,2号雷达与3号雷达之间距离为650米。在2号雷达下方布设一台边缘计算服务器用于雷达数据处理和灯具控制系统，并将服务器接入灯具控制网络。

而且，1号雷达303、2号雷达304、3号雷达305全部使用的为全向跟踪路况感知雷达，该全向跟踪路况感知雷达预警系统采用国际上最为先进的雷达跟踪扫描检测技术，该雷达采用360°高速扫描对高速公路上行驶的车辆、行人、动物、进行实时跟踪定位检测并及判断其运动状态和位置信息，包括：即时速度、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角等重要信息，并可以提供详细的定位经纬度信息，其目标跟踪定位精度误差小于17.5厘米，雷达探测目标移动速度范围为0-250Km/h，单个高频雷达可以扫描1000米范围内的检测区域或路面(单向多车道、双向多车道、互通交叉车道)，检测事件类型包括：车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛洒物、行人以及特定区域的非法入侵等等重要事件，对异常事件几秒钟就可以形成报警予以提示，当系统检测到异常事件是系统会驱动雷达临近的摄像机对异常车辆、行人或事故现场进行持续自动跟踪定位查看，极大的减少了监控人员的劳动强度。

如图4所示，三套雷达，1号雷达303、2号雷达304、3号雷达305与边缘计算服务器306分别接入灯具局域网络309。在局域网络309内，服务器306可直接控制三套雷达，1号雷达303、2号雷达304、3号雷达305，同时可以直接通过灯具控制器307控制隧道所有灯具308。指挥中心311通过光纤主干网络接入灯具局域网络309，实现对服务器306和灯具308的直接控制。在特定情况下，可人工介入暂停服务器对灯具308的控制服务。当然也可以将其他路测设备网络310接入到局域网络309中，实现对网络的共享。

本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统和方法，能够感知隧道预设范围内的实时交通态势信息，并根据实时交通态势信息控制照明灯具的开启与关闭以及根据车辆的大小以及分布密度实现无极调光，从而实现不同情况下的照明需求，达到减少道路中的照明电力浪费，实现节能环保。为降低运营成本以及节能环保对隧道内的灯光照明系统进行节能改造。使得隧道内灯光能够实现按需开启、智慧管理。

请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制方法方法的流程图。

本发明实施例提供一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制方法方法，用于上述任一种实施例所述的节能控制系统，包括：

步骤S51：获取隧道的预设范围内的实时交通态势信息；

步骤S52：根据实时交通态势信息控制所述照明灯具的开启与关闭以及根据区域内车辆流程的大小和分布密度大小实现无极调光。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统，其特征在于，包括：控制器、与所述控制器连接的路况感知装置、照明灯具；

所述照明灯具包括：沿隧道依次排布的N个子灯具；其中N为正整数；

所述路况感知装置，用于获取检测范围内实时交通态势信息，包括：车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；

所述控制器，用于根据实时交通态势信息控制所述照明灯具的开启与关闭以及无极调光。

2.根据权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于，

所述路况感知装置，包括：沿隧道依次排布的M个全向全向跟踪路况感知雷达；

M个所述全向全向跟踪路况感知雷达中相邻两者的间距不大于两倍的最大探测距离；

所述最大探测距离为全向跟踪路况感知雷达的最大探测距离。

3.根据权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于，

N个所述子灯具对应连接有N个灯具控制器；

N个所述灯具控制器与所述控制器通信连接，用于接收所述控制器发出的控制信号，以控制N个所述子灯具。

4.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于，

所述灯具控制器包括：开关控制单元、亮度控制单元；

所述开关控制单元，用于控制对应的子灯具的开启和关闭；

所述亮度控制单元，用于控制对应的子灯具的亮度。

5.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于，

所述灯具控制器，包括：有线通信单元或无线通信单元，使用时根据现场设备安装情况任选其中一种通信模式；

所述通信单元，用于通信连接到所述控制器。

6.根据权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于，

所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息，包括车辆速度、分布位置、区域密度、所在车道、有无交通事故发生；

控制沿目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离内、实时位置后方第二预设距离内的灯具实时连续点亮；

控制沿所述目标车辆的行驶方向，以实时位置前方第一预设距离外、实时位置后方第二预设距离外的灯具实时连续关闭。

7.根据权利要求1至6任一项所述的节能控制系统，其特征在于，

所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息确定第一车辆的第一位置、第二车辆的第二位置；

如果所述第一位置与所述第二位置质检的距离小于第三预设距离；

则控制所述第一车辆与所述第二车辆之间的所有灯具实时连续点亮和实时连续关闭，其方式如权力6描述中的描述一致。

8.根据权利要求1至6任一项所述的节能控制系统，其特征在于，

所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息统计所述隧道的实时车流量；

当实时车流量小于第一预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第一亮度值；

当实时车流量在第一预设阈值与第二预设阈值之间时，控制所述照明灯具的亮度为第二亮度值；

当实时车流量在大于第二预设阈值时，控制所述照明灯具的亮度为第三亮度值；

当车辆分布在不同区域密度大小不同时，可以控制不同区域内的灯具实现无极调光按需供给，从而达到节能的目标。

9.根据权利要求1至6任一项所述的节能控制系统，其特征在于，

所述控制器，用于：

根据实时交通态势信息检测是否存在异常交通事件；

如果是，则控制整个区域内照明灯具以最大亮度值点亮。

10.一种基于交通态势感知的隧道智能照明节能控制系统与方法，用于如权利要求1至9任一项所述的节能控制系统，其特征在于，包括：

获取隧道的预设范围内的实时交通态势信息；

根据实时交通态势信息控制所述照明灯具的开启与关闭以及根据区域内车辆流程和分布密度情况实现无极调光，按需供给的方式实现节能的目标。

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