CN110944427A

CN110944427A - 基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法及装置

Info

Publication number: CN110944427A
Application number: CN201911383751.5A
Authority: CN
Inventors: 卫洁君; 刘默晗; 王子健; 卢长礼; 李清明; 刘红; 王蔚生
Original assignee: Shanghai Viseri Photoelectric Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Viseri Photoelectric Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-28
Filing date: 2019-12-28
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2039-12-28
Also published as: CN110944427B

Abstract

一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其要点在于：将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，根据隧道内外人眼的感官亮度差异，得到优化的可变折减系数存入总控制单元，在隧道外部设置在隧道外部设置有亮度采集子单元，在隧道内部设置有若干照明控制子单元、照明单元，亮度采集子单元将采集到的外部亮度信号转化为模拟电压信号送至总控制单元，并根据已经存有的隧道照明可变折减系数表格计算相应的各照明段亮度要求；将亮度要求传输至不同照明控制子单元，产生PWM波形控制照明单元的亮度。本发明的优点在于：保证驾驶员在进出隧道时能较好地适应隧道内外光照的变化，提高行车安全性，同时降低隧道照明的能耗。

Description

基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及公路隧道照明领域。

背景技术

随着我国公路的大规模建设，公路隧道的数量也急剧增加。隧道照明与行车安全密切相关，如何保证驾驶员在进出隧道时能顺利地适应隧道内外光照的差别，是保证行车安全的重要方面，而在这方面还有许多需要改进的地方。

一、人眼的视觉特性

1.人眼的视觉细胞种类及感光特性

通常认为，人眼的视觉细胞有椎状细胞和杆状细胞两种。椎状细胞也叫亮视觉细胞，在环境亮度较高时起主导作用，对颜色有感知；杆状细胞也称为暗视觉细胞，对颜色没有感知，但灵敏度较高，对亮度敏感。2002年，美国布朗 (Brown)大学的David Berson等学者在人眼视网膜上发现了第3种感光细胞—— citopic(我国暂译为司辰视觉)。三种视觉细胞对不同波长光的光谱光效率如图 1所示。司辰视觉细胞具有很高的光敏感度，作用的波长区域与暗视觉细胞比较接近，并且起作用的范围也是在暗视觉所在的亮度区域，也许，最初的研究人员把这两种视觉细胞所起的作用合并对待了，导致了司辰视觉细胞很晚才被发现。

2.人眼的感光特性

人眼的感官亮度是人眼感觉到的亮度，与仪器测量得到的亮度数值有很大的差异，感官亮度用L*表示，根据国际照明委员会第15号出版物，L*与测量亮度Y有以下关系：

对于

对于

式中的Y_n是500cd/m²，相应的色坐标为标准光源D65的色坐标。

根据以上二式可以计算得到，人眼对亮度的相应关系在4.43cd/m²以上为非线性区，以下为线性区，该式偏于简单，实际上，有些研究对0.005-5cd/m²的亮度段作为中间视觉区处理，既不完全是线性区，也不完全是非线性区，有许多工作对中间视觉展开了研究，但尚未有定论。上述公式作为目前国际上公认的结果，与中间视觉近期的研究结果差距并不大。

3.人眼对亮度变化的适应

人眼对于亮度变化的适应分为暗适应和明适应两类，暗适应是从亮环境进入到暗环境，能够看清物体所需要的时间；明适应是从暗环境进入到亮环境，能够看清物体所需要的时间。暗适应所需要的时间较长，明适应所需要的时间较短，并且，人眼在亮环境中对光线的变化适应较快，暗环境中对光线变化的适应较慢。因此，作为一般性原则，隧道入口的照明要求比出口要高，并且，在高亮区隧道入口段内外的亮度差异可以大些，而在低亮区隧道入口段内外的亮度差异则应该小一些。

二、技术标准现状

在2014年，我国交通运输部颁布了推荐性行业标准：“公路隧道照明设计细则”(标准号为JTGT D70/2-01-2014)，由于不是强制性的要求，且该标准本身也存在诸多不合理的地方，在许多隧道的照明设计中没有得到很好的执行。目前在公路隧道照明的不足之处主要表现为以下几点：

首先标准规定采用固定折减系数的照明方案：折减系数是隧道入口段亮度与隧道外亮度的比值。标准规定了一系列固定折减系数，同时规定按照相当高的外部照明亮度进行折减。在外部亮度较低的白天，甚至会出现隧道内照明高于外部照明的情况。

其次标准没有规定可以改变亮度的照明控制，在不同隧道外亮度时，隧道内部的照明亮度一样的，如果不加以调节，将导致夜间行车亮度过大，既不安全，同时耗费了大量能源。

三、固定折减系数存在的问题

1.隧道照明的分段

在交通运输部的推荐性行业标准：“公路隧道照明设计细则”中，对于隧道的照明分段作了规定，作为一个实例，图2所示是单向隧道的分段。

从照明角度，单向隧道分为接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段，标准规定了各分段照明要求关系。对于接近段来说，主要是通过绿化等方式，降低白天的隧道外光亮度，从而降低隧道内的照明要求。首先要根据接近段的隧道外亮度，确定入口段的照明要求，一旦确定了该数值，后续的过渡段、中间段、出口段的照明要求随之确定。

对于入口段的照明要求，标准根据隧道的设计速度要求给出了折减系数的数值，并给出了参考外部光照值，这种方法实际上直接确定了入口段的照明要求。例如：对于设计速度为80公里/小时的隧道，对于天空面积比(指在隧道前停车视距处人眼前方20°视场中天空所占面积的百分比；停车视距则是同一车道上，车辆行驶时遇到前方障碍物而必须采取制动停车时所需要最短行车距离) 为35％-50％的南隧道口，隧道外亮度参考值为4000cd/m²，折减系数为0.035，我们可以得到入口段的照明要求为140cd/m²，该照明要求还是比较高的，如果隧道外的亮度下降，入口段的照明要求就会偏高，甚至高于外部亮度，既不必要，还造成能源的浪费，如果在外部亮度很低的夜晚，仍然采用这种照明方案，还会危及行车安全。

2.固定折减系数的问题

在上面的例子中，采用固定折减系数、并按照指定的隧道外亮度参考值提出入口段的照明要求，这种处理在很多时候会导致偏高的入口段照明要求。表1是不同隧道外亮度下的入口段亮度、隧道内外感官亮度、以及隧道内外感官亮度之比得到的。

表1.固定折减系数、不同隧道外亮度下的隧道内外感官亮度差异

从表1可以看到，在隧道外亮度为4000cd/m²时，隧道内外感官亮度比为27.7％，此时的感官亮度差异是最小的，随着外部亮度的降低，入口段感官亮度降低的速度比隧道外的更快，导致隧道内外的感官亮度差异越来越大，由于人眼在暗区对于亮度变化的适应比亮区更慢，这样显然更不合适。

发明内容

本发明的目的在于克服现有隧道照明控制存在的缺陷，提供了一种基于可变折减系数控制隧道照明的方法及其装置，保证驾驶员在进出隧道时能顺利地适应隧道内外光照的差别，保证行车安全。

本发明采用的技术方案为一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其要点在于：将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，根据隧道内外人眼的感官亮度差异，得到优化的可变折减系数存入总控制单元，在隧道外部设置有亮度采集子单元，在隧道内部设置有若干照明控制子单元、照明单元，亮度采集子单元将采集到的外部亮度信号转化为模拟电压信号送至总控制单元，并根据已经存有的隧道照明折减系数表格计算相应的各照明段亮度要求；将亮度要求传输至不同照明控制子单元，产生PWM波形控制照明单元的亮度。

本发明将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，通过隧道外的亮度采集子单元将外部的亮度信息传给总控制单元，从而对隧道内部的照明单元进行智能控制，以不同的隧道内外亮度差，调整隧道内照明单元的亮度，使驾驶员在进出隧道时能顺利地适应隧道内外光照的差别，保证行车安全。

控制单元中所存的可变折减系数与隧道外的亮度存在类似于反函数的关系，在隧道外亮度高时，隧道内外的亮度差异较大，由于人眼在高亮度区域对光亮度变化的适应较快，可以采用较小的折减系数；随着隧道外亮度的降低，人眼对亮度变化的适应时间变长，采用较大的折减系数，以缩小隧道内外的亮度差异，直至达到折减系数为1，此时隧道内部与外部的亮度达到一致。可变折减系数按照以下方法计算得到：

首先从标准文件(标准号为JTGT D70/2-01-2014，“公路隧道照明设计细则”)中查找到相应隧道的折减系数建议值k_s和外部亮度参考值L_s，在隧道外亮度下降到亮视觉的低限4.43cd/m²时，折减系数应为1，得到归一化计算式：

其中m为归一化系数，根据上式可以得到：

不同隧道外亮度L_i下的折减系数k_i可以根据下式得到：

根据上式计算得到的折减系数值，以表格的方式存于控制单元的存储器中。

每个照明控制子单元均设置有巡检单元，用于采集照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中。由于照明单元为易损件，系统中自带报警功能，方便维修。

设置有车流量检测子单元，它与总控制单元连接，车流量检测子单元检测车流量，并将信息传送给总控制单元，以调节照明单元的亮度。在长时间没有来车的情况下采用节能模式照明，即隧道内部的最低照明，当再次来车时更换为可变折减系数的照明方式，以达到节约能源的目的。

总控制单元及其受其控制的子单元均配备有无线通信模块，相互间通过无线通信进行信息传输。无需布线，安装简单。

一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其要点在于它由安装于隧道外部的亮度采集子单元及安装于隧道内部存有隧道照明可变折减系数表格产生响应的照明段亮度信息的总控制单元、照明控制子单元及照明单元组成，总控制单元及其受其控制的子单元均配备有无线通信模块，相互间通过无线通信进行信息传输。

本装置利用安装于隧道外部的亮度采集子单元来控制隧道内的照明单元亮度，实现照明单元的实时控制，使驾驶员在进出隧道时能顺利地适应隧道内外光照的差别，保证行车安全。

还具有巡检单元，巡检单元与照明控制子单元、照明单元相连接，用于采集照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中。

每个照明单元对应的一个照明控制子单元、巡检单元。

还具有车流量检测子单元，车流量监测子单元与总控制单元相连接，车流量检测子单元用于检测车流量，并将信息传送给总控制单元，以调节照明单元的亮度。

总控制单元和各个照明控制子单元是由可编程逻辑器件构成；亮亮度检测子单元，由光电池或光敏二极管与最小STM32系统组成，亮度检测子单元将外部的亮度信号转化为模拟电压信号，通过AD转换将模拟电压信号转换为数字信号进行传输，车流量检测子单元由红外线车流量检测单元构成，安装在隧道口；无线通信模块，主要是由ZigBee构成，通过相同的传输频段，将信号在不同的单元间传输，保证系统的通讯正常；照明单元由LED照明构成，通过不同占空比的PWM波形进行亮度的调控；巡检子单元由电流电压检测模块构成，实时检测照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中

本发明的优点在于：保证驾驶员在进出隧道时能较好地适应隧道内外光照的变化，提高行车安全性，同时降低隧道照明的能耗。

附图说明

图1.三种视觉细胞的光谱光效率曲线；

图2.隧道照明的分段；

图3是本发明实施例1的整体电路原理方框图；

图4是本发明实施例1的使用状态图；

图5是隧道外部亮度检测子单元的光敏二极管基本电路；

图6是实施例1的总电路图；

图6-1总控制单元

图6-2总控制单元-电源模块

图6-3总控制单元-CAN通信模块

图6-4巡检单元

图6-5照明控制子单元

图6-6照明控制子单元-PWM输出接口

图6-7亮度检测子单元

图6-8亮度检测子单元-ADC模块

图7是本发明实施例1基本的程序框图；

图8是本发明实施例2的整体电路原理方框图；

图9是本发明实施例2基本的程序框图；

图10是本发明实施例2的使用状态图；

其中：1总控制单元、2亮度检测子单元、3无线通信模块、4照明控制子单元、5照明单元、6巡检单元、7车流量检测子单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明是一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，以取代目前使用固定折减系数的公路隧道照明，将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，根据隧道内外人眼的感官亮度差异，得到优化的可变折减系数存入总控制单元，可变折减系数在隧道外亮度高时，由于人眼在高亮度区域对光亮度变化的适应较快，采用较小的折减系数；随着隧道外亮度的降低，人眼对亮度变化的适应时间变长，采用较大的折减系数，以缩小隧道内外的亮度差异，直至达到折减系数为1，此时隧道内部与外部的亮度达到一致。

具体而言是将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，根据隧道内外人眼的感官亮度差异，得到优化的可变折减系数存入总控制单元，在隧道外部设置有亮度采集子单元，在隧道内部设置有总控制单元、若干照明控制子单元、照明单元、巡检单元和无线通信模块，亮度采集子单元将采集到的外部亮度信号转化为模拟电压信号送至总控制单元。照明控制子单元内部设置有巡检单元，照明控制子单元、照明单元、巡检单元一一对应。总控制单元及其受其控制的子单元均配备有无线通信模块，相互间通过无线通信进行信息传输。总控制单元将接收的信息与已经存有的隧道照明可变折减系数表格进行比较，产生相应的照明段亮度信息；将亮度信息通过无线传输单元传输至不同照明控制子单元，产生PWM波形控制照明单元的亮度，对照明单元的亮度进行实时控制、调整，达到行车安全和节能目的。巡检单元，用于采集照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中，便于检修人员维修。

如表2所示为限制车速为80km/h的可变折减系数照明方案，作为优化折减系数的一个例子，表2为设计速度为80公里/小时、天空面积比为35％-50％、入口为南隧道口的隧道的折减系数，结合表格作如下说明：

1.标准对该隧道建议的隧道外亮度为4000cd/m²、折减系数为0.035，在该隧道外亮度下，该折减系数是多个国家经过大量实验确定的，具有很好的合理性，可以计算出对应入口段亮度要求为140cd/m²，此时人眼对于隧道外亮度的感官亮度为216.0，对于入口段亮度的感官亮度为59.9，隧道内外的感官亮度比为27.7％，人眼对于这种变化能较快地适应；

2.对于更高的隧道外亮度，在中午的阳光下常常能达到10000cd/m²甚至更高，由于亮度与人眼感官亮度在高亮区是3次方关系，此时的感官亮度与参考值4000cd/m2对应感官亮度差异并不大，可采用该数值下的入口段亮度要求而无需增加照明，此时隧道内外感官亮度比仅从27.7％降为20％，人眼可以快速适应这种变化；

3.随着隧道外亮度的下降，人眼对于亮度变化的适应时间增长，应适当提高折减系数，使得隧道内外感官亮度之比相应增加，即减小隧道内外的感官亮度差异，并且应使该比值在低亮度时增加较快，以使人眼可以较好的适应光线的变化；

4.当外部亮度降到4.43cd/m²及以下时，人眼对亮度相应开始进入线性区 (或中间视觉区)，人眼的暗视觉细胞开始参与工作，由于暗视觉细胞对光线变化的适应较慢，在此亮度及以下的折减系数应取为1，隧道内外的亮度保持一致，但不应低于相应限速的中间段照明要求，该数值为隧道照明的最低要求，本例子中为2.5cd/m²。

表2车速为80km/h的可变折减系数照明方案

对于入口段之后的过渡段、中间段、出口段的照明，标准给出了各分段照明要求之间的关系，按照标准的要求取值即可，取值最低应不低于相应速度的中间段照明要求。

表3给出了不同限速、天空面积比为35％-50％、入口为南隧道口的一组优化折减系数，其中隧道外亮度为4000cd/m²对应的折减系数均取自行业标准。

表3不同速度的可变折减系数

基于可变折减系数控制隧道内照明的方法，降低驾驶者在车辆进入隧道时的不适感，提高了行车安全性。除此之外，采用本发明的隧道照明控制技术还可以减少照明能耗，延长光源使用寿命。作为一个实例，表4、表5、表6是在2019年夏季在上海市某高架隧道连续一个月测得的不同天气情况下平均隧道外亮度数值，天气条件分为晴天(共22天)、雨天(共3天)和阴天(包括雷阵雨，6天)，根据可变折减系数照明方案检测统计与固定折减系数照明方案测算得到的隧道入口段的能耗比较。经过计算可知在晴天采用可变折减系数照明方案能节省约57％以上的能耗，在阴天条件下节能约85％，雨天条件下节能约 90％，经济效益巨大。

表4夏季晴天的可变折减系数照明方案的节能效果

表5夏季阴天的可变折减系数照明方案的节能效果

表6夏季雨天的可变折减系数照明方案的节能效果

实施例1：一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，如图3-7所示，该装置主要由总控制单元1、亮度检测子单元2、无线通信模块3、照明控制子单元4、照明单元5和巡检单元6组成。亮度检测子单元2安装在隧道外，其余部件安装于隧道内。

其中总控制单元1是由可编程逻辑器件STM32构成，是核心部件，主要功能是存储经优化的可变折减系数，接收亮度检测子单元的信息、照明控制子单元传递的巡检单元对照明单元的检测结果，进行比较计算得出相应的可变折减系数传递给照明控制子单元，对照明单元的亮度进行控制。与总控制单元1相连的亮度检测子单元2，主要由光电池或光敏二极管与最小STM32系统组成，其基本电路如图5所示；亮度检测子单元将外部的亮度信号转化为模拟电压信号，通过AD转换将模拟电压信号转换为数字信号进行并通过无线传输模块传输至总控制单元1中。总控制单元1收到隧道外亮度数据后，查找存于存储器中的可变折减系数表格，计算隧道内部不同部分所需要的亮度，并通过无线通信模块3传输给各个照明控制子单元4，控制隧道内部照明亮度，并通过照明控制单元传输的照明电压和电流信息，准确定位损坏的照明单元。

每个照明单元5都配有一个具有无线通信模块3的照明控制子单元4和巡检单元6，无线通信模块3，主要是由ZigBee构成，通过相同的传输频段，将信号在不同的子单元与总控制单元间传输，保证系统的通讯正常。

巡检单元6功能是采集照明单元中的电流与电压情况，并且传输至相应的照明控制子单元4中进行判断，当出现问题时照明控制单元4将自主产生报警信号，并通过无线通信模块3上传故障处照明单元具体位置信息至总控制单元1 中，使得维修人员可以直接找到需要维修的照明地点，减少了人工巡检的成本。

照明单元控制子单元4主要是由STM32最小系统构成，通过判断接收到的总控制单元1传输的亮度信息，根据所需亮度的不同产生不同频率占空比的 PWM波。通过所产生的PWM波来控制照明单元中LED的亮度，产生合适亮度的照明。同时实施采集巡检单元6中产生的信号，当采集到故障信号时，进行报警并反馈故障信息至总控制单元1中。

图6是实施例1的总电路图，由于图幅较大，缩小后看不清，特将其拆成图6-1至图6-8，其中图6-1总控制单元、图6-2总控制单元-电源模块、图6-3 总控制单元-CAN通信模块、图6-4巡检单元、图6-5照明控制子单元图6-6照明控制子单元-PWM输出接口、图6-7亮度检测子单元、图6-8亮度检测子单元-ADC 模块。

本实施例的系统工作流程如图7所示，首先采集隧道外部亮度，并将外部亮度信号转化为模拟电压信号；通过无线传输的方式将采集到的信息发送至总控制单元，并根据已经存有的隧道照明可变折减系数表格产生相应照明段亮度信息；将亮度信息通过无线传输单元传输至不同照明控制单元，产生PWM波形控制照明单元；同时巡检单元检测相对应的照明单元电流、电压信息，并将信号传输至照明控制子单元中，照明控制子单元进行是否损坏判断，一旦照明单元损坏，将信息上报总控制单元。

本系统将有效的消除驾驶者驾驶车辆进入隧道时因为环境的亮度突变而产生的不适感，提高行车安全；并通过实时的监控，减少隧道内部人工巡检的成本，提升隧道照明可靠性。

图8为本发明实施例2的整体电路原理方框图，该系统主要由总控制单元1、亮度检测子单元2、无线通信模块3、照明控制子单元4、照明单元5和巡检单元6和车流量检测子单元7组成。如图10所示，亮度检测子单元2、车流量检测子单元7安装在隧道外，其余部件安装于隧道内。

在实施例2中，为解决隧道照明安全问题、同时节约隧道内照明能源，基于可变折减系数的方法和车流量检测模块对隧道内部照明系统进行控制，以 FPGA作为系统的控制模块对隧道内部照明进行调控；同时通过最小亮度节能模式节约隧道内部照明能源。

其中总控制单元1是由可编程逻辑器件FPGA构成，是本发明实施例的核心部件，主要功能是存储经优化的可变折减系数和节能模式，接收亮度检测子单元的信息、照明控制子单元传递的巡检单元对照明单元的检测结果、车流量检测子单元的检测信息，进行比较计算得出相应的可变折减系数传递给照明控制子单元，对照明单元的亮度进行控制。

部件2至6功能与以上实施例1相同。

车流量检测子单元7由红外线车流量检测单元组成，通过无线传输模块将车辆信息传输至总控制单元中，通过判断隧道来车的数量和频率，选择合适的照明方式。在车流量较多的情况下，基于可变折减系数的照明方式；在长时间没有来车的情况下采用节能模式照明，即隧道内部的最低照明，当再次来车时更换为可变折减系数的照明方式，以达到节约能源的目的。

实施例2的系统工作流程如图9所示，首先对车辆到达时间进行判断，长时间没有来车时采用节能模式，隧道内部仅开启最低亮度照明，直至有车辆达到，对于车流量检测子单元中长时间没有来车的时间可根据各隧道的长度和限速等情况进行设置，如本申请的表4-6是以10分钟无来车作为判定指标；车辆持续到达时，实时采集隧道外部亮度信息，对照明单元亮度进行控制，过程及方法与实施例1相同。

本系统将有效的消除驾驶者驾驶车辆进入隧道时因为环境的亮度突变而产生的不适感，提高行车安全；同时通过车流量的判断，使用最小照明的节能模式，减少隧道内照明能源的使用。

以上所述仅为本发明的实施例，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。

Claims

1.一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其特征在于，将折减系数与隧道外部的亮度进行联系，根据隧道内外人眼的感官亮度差异，得到可变折减系数存入总控制单元，在隧道外部设置有亮度采集子单元，在隧道内部设置有若干照明控制子单元、照明单元，亮度采集子单元将采集到的外部亮度信号转化为模拟电压信号送至总控制单元，并根据已经存有的隧道照明可变折减系数表格计算相应的各照明段亮度要求；将亮度要求传输至不同照明控制子单元，产生PWM波形控制照明单元的亮度。

2.根据权利要求1所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其特征在于，总控制单元中所存的可变折减系数由如下计算公式得到：

首先从标准文件：标准号为JTGT D70/2-01-2014，“公路隧道照明设计细则”中查找到相应隧道的折减系数建议值ks和外部亮度参考值Ls，在隧道外亮度下降到亮视觉的低限4.43cd/m²时，折减系数应为1，得到归一化计算式：

其中m为归一化系数，根据上式可以得到：

不同隧道外亮度L_i下的折减系数k_i可以根据下式得到：

3.根据权利要求1所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其特征在于，设置有巡检单元，用于采集照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中。

4.根据权利要求1所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其特征在于，设置有车流量检测子单元，它与总控制单元连接，车流量检测子单元检测车流量，并将信息传送给总控制单元，以调节照明单元的亮度。

5.根据权利要求1、3或4任一所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制方法，其特征在于，总控制单元及其受其控制的子单元均配备有无线通信模块，相互间通过无线通信进行信息传输。

6.一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其特征在于它由安装于隧道外部的亮度采集子单元及安装于隧道内部存有隧道照明折减系数表格产生响应的照明段亮度信息的总控制单元、照明控制子单元及照明单元组成，控制单元及其受其控制的子单元均配备有无线通信模块，相互间通过无线通信进行信息传输。

7.根据权利要求6所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其特征在于，还具有巡检单元，巡检单元与照明控制子单元、照明单元相连接，用于采集照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中。

8.根据权利要求7所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其特征在于，每个照明单元对应的一个照明控制子单元、巡检单元。

9.根据权利要求7所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其特征在于，还具有车流量检测子单元，车流量监测子单元与总控制单元相连接，车流量检测子单元用于检测车流量，并将信息传送给总控制单元，以调节照明单元的亮度。

10.根据权利要求9所述的一种基于可变折减系数的公路隧道照明的控制装置，其特征在于，总控制单元和各个照明控制子单元是由可编程逻辑器件构成；亮度检测子单元，由光电池或光敏二极管与最小STM32系统组成，亮度检测子单元将外部的亮度信号转化为模拟电压信号，通过AD转换将模拟电压信号转换为数字信号进行传输，车流量检测子单元由红外线车流量检测单元构成，安装在隧道口；无线通信模块，主要是由ZigBee构成，通过相同的传输频段，将信号在不同的单元间传输，保证系统的通讯正常；照明单元由LED照明构成，通过不同占空比的PWM波形进行亮度的调控；巡检子单元由电流电压检测模块构成，实时检测照明单元中的电流与电压情况，并与照明控制子单元进行信息连接，由照明控制子单元对照明单元中的电流与电压进行正常与否判断，当出现异常时照明控制子单元自主产生报警信号，同时将故障位置信息反馈至总控制单元中。