CN114430602A - 隧道照明控制方法及其系统 - Google Patents

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CN114430602A CN202210047611.6A CN202210047611A CN114430602A CN 114430602 A CN114430602 A CN 114430602A CN 202210047611 A CN202210047611 A CN 202210047611A CN 114430602 A CN114430602 A CN 114430602A
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陈少贞
汤宝法
林智鹏
杨家伟
林盛
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Abstract

本发明提供的一种隧道照明控制方法，包括以下步骤：S1.采集隧道环境参数以及隧道内车流平均速度；S2.根据隧道内环境以及车流量计算当前隧道所需的实时亮度；S3.根据当前所计算的实时亮度确定出隧道灯驱动电流，并根据驱动电流控制隧道灯具工作，通过本发明，能够根据隧道内的实际空气质量以及车流的状态动态调整隧道灯具的照明亮度，从而确保隧道内的亮度始终能够满足安全行车的要求，从而有效降低隧道内事故发生的概率。

Description

隧道照明控制方法及其系统
技术领域
本发明涉及公路隧道领域，尤其涉及一种隧道照明控制方法及其系统。
背景技术
公路隧道是路网中极为重要的路段，由于隧道的特殊性，需要在隧道布置相应的照明设备，现有技术中，隧道内的照明设备均是根据隧道的初始设计以及灯具设计特性确定一个照明亮度，然后根据该照明亮度控制隧道灯具始终保持在该亮度上，这种方式存在以下缺陷：隧道环境是较为复杂的，当随着隧道的运行，隧道内的空气质量以及车流的影响，始终保持在同一个照明亮度不能满足安全行车的需求，往往因为照明亮度的影响出现行车事故。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种隧道照明控制方法及其系统，能够根据隧道内的实际空气质量以及车流的状态动态调整隧道灯具的照明亮度，从而确保隧道内的亮度始终能够满足安全行车的要求，从而有效降低隧道内事故发生的概率。
本发明提供的一种隧道照明控制方法，包括以下步骤：
S1.采集隧道环境参数以及隧道内车流平均速度；
S2.根据隧道内环境以及车流量计算当前隧道所需的实时亮度；
S3.根据当前所计算的实时亮度确定出隧道灯驱动电流，并根据驱动电流控制隧道灯具工作。
进一步，步骤S1中，隧道环境参数包括隧道内固体颗粒物浓度、洞外环境光亮度以及隧道洞壁反射系数。
进一步，步骤S2中，根据如下方法确定隧道所需的实时亮度：
确定隧道的入口段、出口段以及中间段；
实时获取入口段平均车速v1、出口段平均车速v2以及中间段的平均车速v3；
构建亮度计算模型：
Figure BDA0003472857840000021
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
进一步，根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
进一步，通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure BDA0003472857840000022
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
相应地，本发明提供了一种隧道照明控制系统，包括采集模块、处理模块以及驱动模块；
所述采集模块，用于采集隧道参数并将参数输出至处理模块，其中，采集模块包括亮度传感器、颗粒物浓度传感器以及车速传感器；
所述处理模块，接收采集模块输出的隧道参数，并根据隧道参数确定出隧道所需的实时亮度，并根据亮度向驱动模块输出控制命令，驱动模块向隧道灯具输出相应的驱动电流；
所述驱动模块，接收处理模块输出的控制命令并执行。
进一步，所述处理模块通过如下方法确定隧道所需的实时亮度：
Figure BDA0003472857840000031
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
进一步，处理模块根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
进一步，处理模块通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure BDA0003472857840000032
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
本发明的有益效果：通过本发明，能够根据隧道内的实际空气质量以及车流的状态动态调整隧道灯具的照明亮度，从而确保隧道内的亮度始终能够满足安全行车的要求，从而有效降低隧道内事故发生的概率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书进一步对本发明详细说明：
本发明提供的一种隧道照明控制方法，包括以下步骤：
S1.采集隧道环境参数以及隧道内车流平均速度；
S2.根据隧道内环境以及车流量计算当前隧道所需的实时亮度；
S3.根据当前所计算的实时亮度确定出隧道灯驱动电流，并根据驱动电流控制隧道灯具工作，通过上述方法，能够根据隧道内的实际空气质量以及车流的状态动态调整隧道灯具的照明亮度，从而确保隧道内的亮度始终能够满足安全行车的要求，从而有效降低隧道内事故发生的概率。在实际中，设置有亮度与驱动电流预设的关系表，计算出亮度后，通过查表即可获得相应的驱动电流值，关系表通过现有的线性回归算法确定，属于现有技术，在此不加以赘述。
本实施例中，步骤S1中，隧道环境参数包括隧道内固体颗粒物浓度、洞外环境光亮度以及隧道洞壁反射系数。
本实施例中，步骤S2中，根据如下方法确定隧道所需的实时亮度：
确定隧道的入口段、出口段以及中间段；
实时获取入口段平均车速v1、出口段平均车速v2以及中间段的平均车速v3；
构建亮度计算模型：
Figure BDA0003472857840000051
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
具体地，根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure BDA0003472857840000052
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
相应地，本发明提供了一种隧道照明控制系统，包括采集模块、处理模块以及驱动模块；
所述采集模块，用于采集隧道参数并将参数输出至处理模块，其中，采集模块包括亮度传感器、颗粒物浓度传感器以及车速传感器；其中，亮度传感器采集隧道出口以及入口外的环境亮度；
所述处理模块，接收采集模块输出的隧道参数，并根据隧道参数确定出隧道所需的实时亮度，并根据亮度向驱动模块输出控制命令，驱动模块向隧道灯具输出相应的驱动电流；其中，处理模块采用现有的电路，包括滤波电路、模数转换电路以及处理电路，从而对采集模块输出参数滤波后，进行模数转换后输入至处理电路中，处理电路采用现有的单片机实现，也可以采用工控机实现。
所述驱动模块，接收处理模块输出的控制命令并执行。
本实施例中，所述处理模块通过如下方法确定隧道所需的实时亮度：
Figure BDA0003472857840000061
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
具体地：处理模块根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
处理模块通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure BDA0003472857840000062
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种隧道照明控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.采集隧道环境参数以及隧道内车流平均速度；
S2.根据隧道内环境以及车流量计算当前隧道所需的实时亮度；
S3.根据当前所计算的实时亮度确定出隧道灯驱动电流，并根据驱动电流控制隧道灯具工作。
2.根据权利要求1所述隧道照明控制方法，其特征在于：步骤S1中，隧道环境参数包括隧道内固体颗粒物浓度、洞外环境光亮度以及隧道洞壁反射系数。
3.根据权利要求1所述隧道照明控制方法，其特征在于：步骤S2中，根据如下方法确定隧道所需的实时亮度：
确定隧道的入口段、出口段以及中间段；
实时获取入口段平均车速v1、出口段平均车速v2以及中间段的平均车速v3；
构建亮度计算模型：
Figure FDA0003472857830000011
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
4.根据权利要求3所述隧道照明控制方法，其特征在于：根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
5.根据权利要求4所述隧道照明控制方法，其特征在于：通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure FDA0003472857830000021
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
6.一种隧道照明控制系统，其特征在于：包括采集模块、处理模块以及驱动模块；
所述采集模块，用于采集隧道参数并将参数输出至处理模块，其中，采集模块包括亮度传感器、颗粒物浓度传感器以及车速传感器；
所述处理模块，接收采集模块输出的隧道参数，并根据隧道参数确定出隧道所需的实时亮度，并根据亮度向驱动模块输出控制命令，驱动模块向隧道灯具输出相应的驱动电流；
所述驱动模块，接收处理模块输出的控制命令并执行。
7.根据权利要求6所述隧道照明控制系统，其特征在于：所述处理模块通过如下方法确定隧道所需的实时亮度：
Figure FDA0003472857830000022
其中，i＝1,2，3，分别表示隧道的入口段、出口段以及中间段，LDi表示隧道第i段的基准照明亮度，Vs表示隧道的设计速度，β表示隧道内固体颗粒物浓度，α表示固体颗粒物浓度系数。
8.根据权利要求7所述隧道照明控制系统，其特征在于：处理模块根据如下方法确定隧道第i段的基准照明亮度：
LD1＝L20.×R
LD2＝L20.×R；
LD3＝kE；其中，R为折减系数，k为隧道洞壁的反射系数，E为隧道的平均照度。
9.根据权利要求8所述隧道照明控制系统，其特征在于：处理模块通过如下方法确定隧道的平均照度E：
Figure FDA0003472857830000031
其中，η表示灯具的利用系数，δ为灯具的相互系数，μ为灯具排列模式，N为灯具的数量，φ为灯具的初始光通量，W为隧道的宽度，S为中间段的长度。
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