CN112804799A - 一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法，属于交通照明领域，该系统包括照明单元、远程探测单元、光敏探测单元、亮度调节单元、场景探测单元、存储单元、预警单元以及中心控制单元。本发明通过远程探测采集隧道入口方向移动物实时传输至中心控制单元以控制隧道内照明单元启闭，可有效地降低能量损耗实现节能的目的；智能化调节隧道入口照明段和出口照明段的照明光强叠加提升或递减，以使得人眼适应隧道内光强和外界光强变化，起到安全驾驶的作用；同时，利用场景探测单元实时更新隧道中段场景，如发生事故或灾难通过中心控制单元及时传输至隧道外的预警模块起到提示作用，可有效的保证隧道交通安全。

Description

一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法

技术领域

本发明属于交通照明技术领域，尤其涉及一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法。

背景技术

隧道是公路运营管理的重点和难点，同时也是电力消耗的主力军，高速公路运营能源消耗的85％发生在隧道内。

目前我国对隧道照明的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度的，隧道内始终保证照明灯开启，以实现隧道照明，未考虑到无车辆或行人进入隧道的情况，造成能源浪费；同时隧道内照明光强与外界环境光强差距较大，造成驾驶人员视觉晕眩，易发生交通安全事故。

因此，如何解决节省隧道照明电力损耗和隧道照明安全问题已成为公路交通安全管理所急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法，利用远程探测隧道入口方向上的移动物以控制隧道内照明单元启闭，有效地降低能量损耗，实现节能的目的；采用智能化调节隧道入口照明段和出口照明段的照明的光强叠加提升或递减，以使得人眼适应隧道内光强和外界光强变化；同时，利用场景探测单元和中心控制单元分析隧道入口处和隧道中间段的场景，预警模块在隧道入口处提示用户隧道入口处和隧道内场景情况，有效的保证隧道交通安全，从而解决背景技术中提出的隧道照明电力损耗大、行车安全性低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种节能型隧道安全照明控制系统，该系统包括照明单元、远程探测单元、光敏探测单元、亮度调节单元、场景探测单元、存储单元、预警单元以及中心控制单元；

所述远程探测单元设置于所述隧道入口位置处，用于探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的物体，并反馈信号至所述中心控制单元；其中，所述反馈信号包括用于表示存在移动物的第一反馈信号和用于表示不存在移动物的第二反馈信号；

所述照明单元包括照明灯，所述照明灯沿隧道入口至隧道出口方向依次形成入口照明段、中间照明段和出口照明段；

所述亮度调节单元，用于对所述照明单元进行亮度调节，并控制所述照明单元启闭，包括分别与所述入口照明段、中间照明段和出口照明段相连的第一调节模块、第二调节模块和第三调节模块；

所述光敏探测单元包括分别用于获取隧道入口处、隧道出口处和所述中间照明段的亮度数据的第一光敏传感器、第二光敏传感器和第三光敏传感器；

所述中心控制单元接收所述第一信号，控制所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器分别获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据，根据隧道入口处的亮度数据、隧道出口处的亮度数据和隧道长度计算所述中间照明段的目标亮度；

所述第三光敏传感器获取所述中间照明段的亮度数据，并将所述中间照明段的亮度数据反馈至所述中心控制单元，所述中心控制单元控制所述第二调节模块将所述中间照明段的亮度调节至中间照明段的目标亮度；

所述中心控制单元分别计算隧道入口处和隧道出口处与所述中间照明段的亮度数据的差值，根据所述隧道入口处和所述隧道出口处与所述中间照明段的亮度数据的差值分别计算所述入口照明段和所述出口照明段亮度的叠加系数或递减系数；根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段亮度的叠加系数或递减系数控制所述第一调节模块调节入口照明段的目标亮度，根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段的叠加系数或递减系数控制所述第二调节模块调节出口照明段的目标亮度；

所述存储单元，用于存储存储情景数据；

所述场景探测单元用于获取场景数据，包括设置于隧道入口处的第一场景探测模块以及设置于隧道内部的第二场景探测模块；

所述预警单元，设置于隧道入口位置处；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，判断隧道入口处和隧道内是否存在危险，并控制预警单元进行预警。

优选的，所述控制系统还包括与中心控制单元通过通讯模块建立数据交互的远程监控终端。

优选的，所述系统还包括装设于所述隧道内的能见度检测仪；

所述能见度检测仪用于检测隧道内能见度信息和雾霾信息，并将所述能见度信息和所述雾霾信息反馈至所述中心控制单元；

所述中心控制的单元将所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述预警单元进行预警，并将所述所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述远程监控终端。

优选的，所述远程探测单元的探测范围为0.005～2Km。

优选的，所述控制系统还包括设置于隧道顶部的应急照明灯，所述应急照明灯与所述中心控制单元相连；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，识别隧道内情景，并在隧道内能见度低的情景下控制应急照明灯开启，引导车辆驶出隧道。

优选的，所述照明灯为见光不见灯灯具。

优选的，所述照明灯的灯光照射方向与车辆行驶方向相同。

优选的，所述第一场景探测模块和所述第二场景探测模块均为红外摄像头。

一种智能控制调光的方法，该方法包括应用上述的控制系统隧道入口照明段、中间照明段和出口照明段的亮度进行动态调节，具体包括：

S1、远程探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的移动物,若存在移动物则执行S2，反之则重复探测识别；

S2、获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据；

S3、根据隧道入口的亮度数据、隧道出口的亮度数据和隧道长度计算中间照明段的目标亮度；

S4、按照中间照明段的目标亮度对中间照明段的亮度进行调节；

S5、获取中间照明段的亮度数据，并判断中间照明段的亮度是否达到中间照明段的目标亮度，若达到目标亮度则执行S6，反之则执行S4；

S6、分别计算所述隧道入口和所述隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值；

S7、根据所述隧道入口和隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值分别计算入口照明段和出口照明段亮度的叠加系数或递减系数；

S8、根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段亮度的叠加系数或递减系数调节入口照明段的目标亮度，并根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段的叠加系数或递减系数调节出口照明段的目标亮度。

本发明通过远程探测采集隧道入口方向移动物实时传输至中心控制单元以控制隧道内照明单元启闭，可有效地降低能量损耗实现节能的目的；智能化调节隧道入口照明段和出口照明段的照明光强叠加提升或递减，以使得人眼适应隧道内光强和外界光强变化，起到安全驾驶的作用；同时，利用场景探测单元实时更新隧道中段场景，如发生事故或灾难通过中心控制单元及时传输至隧道外的预警模块起到提示作用，可有效的保证隧道交通安全。

附图说明

图1是一种节能型隧道安全照明控制系统的系统架构图；

图2是一种节能型隧道安全照明控制系统的系统布置图；

图3是一种节能型隧道安全照明控制系统中照明灯的安装结构示意图；

图4是一种智能控制调光的方法的控制流程图。

图中：

1、远程探测单元；

2、照明单元；21、入口照明段；22、中间照明弹；23、出口照明段；

3、光敏探测单元；31、第一光敏传感器；32、第二光敏传感器；33、第三光敏传感器；

4、场景探测单元；41、第一场景探测模块；42、第二场景探测模块；

5、预警单元；

6、应急照明灯；

7、能见度检测仪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种节能型隧道安全照明控制系统及其智能控制调光的方法，如图1和图2所示，该控制系统包括照明单元2、远程探测单元1、光敏探测单元3、亮度调节单元、场景探测单元4、存储单元、预警单元5以及中心控制单元。

所述远程探测单元1设置于所述隧道入口位置处，用于探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的物体，并反馈信号至所述中心控制单元，所述中心控制单元根据所述反馈信号控制所述照明单元2启闭。其中，所述远程探测单元的探测范围为0.005～2Km(该探测范围指的是隧道入口背离隧道出口方向上的距离，探测该距离范围值上是否存在向隧道入口方向移动的移动物)；所述反馈信号包括用于表示存在移动物的第一信号和用于表示不存在移动物的第二信号。

所述照明单元2包括照明灯，所述照明灯沿隧道入口至隧道出口方向依次形成入口照明段21、中间照明段22和出口照明段23；

所述亮度调节单元用于对所述照明单元进行亮度调节，并控制所述照明单元启闭，包括分别与所述入口照明段21、中间照明段22和出口照明段23相连的第一调节模块、第二调节模块和第三调节模块；

所述光敏探测单元3包括分别用于获取隧道入口处、隧道出口处和所述中间照明段22的亮度数据的第一光敏传感器31、第二光敏传感器33和第三光敏传感器32；

所述中心控制单元接收所述第一信号，控制所述第一光敏传感器31和所述第二光敏传感器33分别获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据，根据隧道入口处的亮度数据、隧道出口处的亮度数据和隧道长度计算所述中间照明段22的目标亮度；

所述第三光敏传感器32获取所述中间照明段的亮度数据，并将所述中间照明段22的亮度数据反馈至所述中心控制单元，所述中心控制单元控制所述第二调节模块将所述中间照明段22的亮度调节至中间照明段22的目标亮度；

所述中心控制单元分别计算隧道入口处和隧道出口处与所述中间照明段22的亮度数据的差值，根据所述隧道入口处和所述隧道出口处与所述中间照明段22的亮度数据的差值分别计算所述入口照明段21和所述出口照明段23亮度的叠加系数或递减系数；根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段21亮度的叠加系数或递减系数控制所述第一调节模块调节入口照明段21的目标亮度，根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段23的叠加系数或递减系数控制所述第二调节模块调节出口照明段23的目标亮度。

照明调光控制时，系统执行如下步骤：

由远程探测单元1探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的移动物，并向中心控制单元反馈第一反馈信号(表示存在移动物)或第二反馈信号(表示不存在移动物)，当中心控制单元接收到第一反馈信号时，中心控制单元控制单元控制第一光敏传感器31和第二光敏传感器33分别采集隧道入口处和隧道出口处的亮度数据，并将采集到的亮度数据回传至中心控制单元，中心控制单元根据隧道入口的亮度数据、隧道出口的亮度数据和隧道长度计算中间照明段22的目标亮度，并控制第二调节模块调节中间段照明段的亮度(调节时，控制第三光敏探测传感器33探测中间照明段22的亮度数据，并将该亮度数据回传至中心控制单元，中心控制单元将该亮度数据与中间照明段22的目标亮度进行比对，判断其亮度是否调节至目标亮度，若未达到则继续调节，直至中间照明段的亮度达到目标亮度)；其后，中心控制单元分别计算隧道入口和隧道出口与中间照明段22的亮度数据的插值，根据所述隧道入口处和所述隧道出口处与所述中间照明段22的亮度数据的差值分别计算所述入口照明段21和所述出口照明段23亮度的叠加系数或递减系数；根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段21亮度的叠加系数或递减系数控制所述第一调节模块调节入口照明21段的目标亮度，根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段23的叠加系数或递减系数控制所述第二调节模块调节出口照明段23的目标亮度。

该系统远程采集隧道入口方向至隧道口移动的移动物信号，当探测到移动物时，动态调节隧道入口照明段21、中间照明段22和出口照明段23的目标亮度，未检测到移动物时保持照明单元2关闭，实现节能的同时，可有效地根据环境变化对入口照明段21、中间照明段22和出口照明段23的亮度进行动态调节，实现入口照明段21和出口照明段23，使得人眼适应隧道内光强变化，提高车辆行驶的安全性。

需要说明的是，入口照明段或出口照明段的目标亮度按照第一照明灯的亮度加叠加系数或递减系数，以此达到下一照明灯的亮度，从而实现入口照明段和出口照明段亮度的动态调节，使得人眼具有一个照明光强适应过程，从而提高隧道照明的安全性。

如图1和图2所示，所述存储单元，用于存储存储情景数据；

所述场景探测单元4用于获取场景数据，包括设置于隧道入口处的第一场景探测模块41以及设置于隧道内部的第二场景探测模块42；

所述预警单元5，设置于隧道入口位置处；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，判断隧道入口处和隧道内是否存在危险，并控制预警单元5(预警单元5可以采用显示屏、信号灯或语音播报等方式提示驾驶人员前方隧道入口处及内部情况，提醒用户注意安全驾驶)进行预警。

安全提示时，执行如下步骤：

由第一场景探测模块41和第二场景探测模块42分别探测隧道入口处和隧道内部场景图像，并将采集到的图像信息回传至中心控制单元；中心控制单元将采集到的场景图像与存储单元内预存的场景图像进行比对，分别判断隧道入口处和隧道内部的交通情况，并控制预警单元显示或语音提示进入或即将进入隧道的车辆注意安全驾驶，从而有效的提高隧道交通安全。

需要说明的是，第一场景探测模块41和第二场景探测模块42均采用红外热成像和光学视觉成像结合，可根据热源或非热源采集到隧道内场景图像。

值得一提的是，为了有效保证隧道内照明安全，如图3所示，所述照明灯为见光不见灯灯具，所述照明灯的灯光照射方向与车辆行驶方向相同，其与隧道地面呈一定角度设置，使得灯光照射方向由汽车后方向前辐射，同时照射在汽车后视镜上后向地面反射，可有效的避免在车辆高速行驶时，光斑照射在车辆上造成视觉晕眩，进一步保证隧道交通的安全性。

其次，所述控制系统还包括设置于隧道顶部的应急照明灯6，所述应急照明灯6与所述中心控制单元相连；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，识别隧道内情景，在隧道内能见度低的情景下控制应急照明灯6开启，引导车辆驶出隧道。

在发生交通事故产生烟雾等能见度低的场景中，中心控制单元控制应急照明灯亮起，在隧道地面上照射出光线，驾驶人员沿光线驶出隧道，从而完成隧道内交通引导，以保证隧道交通的安全性。

需要说明的时，应急照明灯为投影灯，其照射光线能穿透烟雾等环境，从而照射至地面形成路线指引标识，引导车辆驶出隧道。

另外，所述控制系统还包括与中心控制单元通过通讯模块建立数据交互的远程监控终端。

利用远程通讯模块将系统与远程监控终端建立数据交互，可实现隧道内远程监控，其监控内容可包含隧道内场景监控、照明光强等数据监控；通讯模块包括网络远程通讯和无网远程通讯(能够在有网环境和无网环境中进行控制监控，控制方便)，监控设备可使用电脑和手机等智能设备进行远程监控。

此外，所述系统还包括装设于所述隧道内的能见度检测仪7；

所述能见度检测仪7用于检测隧道内能见度信息和雾霾信息，并将所述能见度信息和所述雾霾信息反馈至所述中心控制单元；

所述中心控制的单元将所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述预警单元5进行预警，并将所述所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述远程监控终端。

利用能见度检测仪7检测隧道内的能见度信息和雾霾信息，经中心控制单元处理后将能见度信息和雾霾信息传送至预警单元5对车辆驾驶员进行提示，提示用户谨慎驾驶，以保证隧道内行车安全，并将该信息通过通讯模块传送至远程监控终端进行显示，实现对隧道内能见度信息和雾霾信息的远程监控。

除此之外，本发明还提供一种智能控制调光的方法，如图3所示，该方法包括应用上述的控制系统隧道入口照明段、中间照明段和出口照明段的亮度进行动态调节，具体包括：

S1、远程探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的移动物,若存在移动物则执行S2，反之则重复探测识别；

S2、获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据；

S3、根据隧道入口的亮度数据、隧道出口的亮度数据和隧道长度计算中间照明段的目标亮度；

S4、按照中间照明段的目标亮度对中间照明段的亮度进行调节；

S5、获取中间照明段的亮度数据，并判断中间照明段的亮度是否达到中间照明段的目标亮度，若达到目标亮度则执行S5，反之则执行S3；

S6、分别计算所述隧道入口和所述隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值；

S7、根据所述隧道入口和隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值分别计算入口照明段和出口照明段亮度的叠加系数或递减系数；

S8、根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段亮度的叠加系数或递减系数调节入口照明段的目标亮度，并根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段的叠加系数或递减系数调节出口照明段的目标亮度。

综上所述，本发明通过远程探测采集隧道入口方向移动物实时传输至中心控制单元以控制隧道内照明单元启闭，可有效地降低能量损耗实现节能的目的；智能化调节隧道入口照明段和出口照明段的照明光强叠加提升或递减，以使得人眼适应隧道内光强和外界光强变化，起到安全驾驶的作用；同时，利用场景探测单元实时更新隧道中段场景，如发生事故或灾难通过中心控制单元及时传输至隧道外的预警模块起到提示作用，可有效的保证隧道交通安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述系统包括照明单元、远程探测单元、光敏探测单元、亮度调节单元、场景探测单元、存储单元、预警单元以及中心控制单元；

所述远程探测单元设置于所述隧道入口位置处，用于探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的物体，并反馈信号至所述中心控制单元；其中，所述反馈信号包括用于表示存在移动物的第一反馈信号和用于表示不存在移动物的第二反馈信号；

所述照明单元包括照明灯，所述照明灯沿隧道入口至隧道出口方向依次形成入口照明段、中间照明段和出口照明段；

所述亮度调节单元，用于对所述照明单元进行亮度调节，并控制所述照明单元启闭，包括分别与所述入口照明段、中间照明段和出口照明段相连的第一调节模块、第二调节模块和第三调节模块；

所述光敏探测单元包括分别用于获取隧道入口处、隧道出口处和所述中间照明段的亮度数据的第一光敏传感器、第二光敏传感器和第三光敏传感器；

所述中心控制单元接收所述第一信号，控制所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器分别获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据，根据隧道入口处的亮度数据、隧道出口处的亮度数据和隧道长度计算所述中间照明段的目标亮度；

所述第三光敏传感器获取所述中间照明段的亮度数据，并将所述中间照明段的亮度数据反馈至所述中心控制单元，所述中心控制单元控制所述第二调节模块将所述中间照明段的亮度调节至中间照明段的目标亮度；

所述中心控制单元分别计算隧道入口处和隧道出口处与所述中间照明段的亮度数据的差值，根据所述隧道入口处和所述隧道出口处与所述中间照明段的亮度数据的差值分别计算所述入口照明段和所述出口照明段亮度的叠加系数或递减系数；根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段亮度的叠加系数或递减系数控制所述第一调节模块调节入口照明段的目标亮度，根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段的叠加系数或递减系数控制所述第二调节模块调节出口照明段的目标亮度；

所述存储单元，用于存储存储情景数据；

所述场景探测单元用于获取场景数据，包括设置于隧道入口处的第一场景探测模块以及设置于隧道内部的第二场景探测模块；

所述预警单元，设置于隧道入口位置处；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，判断隧道入口处和隧道内是否存在危险，并控制预警单元进行预警。

2.如权利要求1所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与中心控制单元通过通讯模块建立数据交互的远程监控终端。

3.如权利要求2所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述系统还包括装设于所述隧道内的能见度检测仪；

所述能见度检测仪用于检测隧道内能见度信息和雾霾信息，并将所述能见度信息和所述雾霾信息反馈至所述中心控制单元；

所述中心控制的单元将所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述预警单元进行预警，并将所述所述能见度信息和所述雾霾信息传送至所述远程监控终端。

4.如权利要求3所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述远程探测单元的探测范围为0.005～2Km。

5.如权利要求3所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括设置于隧道顶部的应急照明灯，所述应急照明灯与所述中心控制单元相连；

所述中心控制单元将所述场景数据与所述情景数据进行比对，识别隧道内情景，并在隧道内能见度低的情景下控制应急照明灯开启，引导车辆驶出隧道。

6.如权利要求3所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述照明灯为见光不见灯灯具。

7.如权利要求6所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述照明灯的灯光照射方向与车辆行驶方向相同。

8.如权利要求3所述的节能型隧道安全照明控制系统，其特征在于，所述第一场景探测模块和所述第二场景探测模块均为红外摄像头。

9.一种智能控制调光的方法，其特征在于，所述方法包括应用权利要求1-8任意一项所述的控制系统隧道入口照明段、中间照明段和出口照明段的亮度进行动态调节，具体包括：

S1、远程探测识别隧道入口方向上是否存在向所述隧道入口移动的移动物,若存在移动物则执行S2，反之则重复探测识别；

S2、获取隧道入口处和隧道出口处的亮度数据，并根据隧道入口的亮度数据、隧道出口的亮度数据和隧道长度计算中间照明段的目标亮度；

S3、按照中间照明段的目标亮度对中间照明段的亮度进行调节；

S4、获取中间照明段的亮度数据，并判断中间照明段的亮度是否达到中间照明段的目标亮度，若达到目标亮度则执行S5，反之则执行S3；

S5、分别计算所述隧道入口和所述隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值；

S6、根据所述隧道入口和隧道出口与所述中间照明段的亮度数据差值分别计算入口照明段和出口照明段亮度的叠加系数或递减系数；

S7、根据隧道入口处的亮度数据和所述入口照明段亮度的叠加系数或递减系数调节入口照明段的目标亮度，并根据隧道出口处的亮度数据和所述出口照明段的叠加系数或递减系数调节出口照明段的目标亮度。

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