CN114615770A - 一种基于knx的隧道照明智能色温控制运维系统及方法 - Google Patents

一种基于knx的隧道照明智能色温控制运维系统及方法 Download PDF

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CN114615770A CN202210266220.3A CN202210266220A CN114615770A CN 114615770 A CN114615770 A CN 114615770A CN 202210266220 A CN202210266220 A CN 202210266220A CN 114615770 A CN114615770 A CN 114615770A
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Abstract

本发明提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法,对于被研究的隧道,确定基本段灯具最佳色温;建立隧道色温渐变方程组;对隧道基本段变色温灯具的色温进行调节,使其色温实际值为基本段灯具最佳色温;根据隧道色温渐变方程组,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,使其色温实际值达到色温目标值。本发明使隧道基本段灯具色温为基本段灯具最佳色温并保持不变,通过入口段灯具的安装距离、出口段灯具的安装距离和洞外色温实际值,实时调节入口段灯具和出口段灯具色温,使整个隧道入口段、基本段、出口段色温曲线连续渐变,给驾驶员营造一个良好的视觉光环境,提高隧道运营安全。

Description

一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法
技术领域
本发明属于交通运输与设备技术领域,具体涉及一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法。
背景技术
目前,随着LED照明灯具在高速公路中的使用,越来越多的专家和学者认为LED光源色温对隧道安全驾驶有着非常重要的作用,LED光源色温的正确选取直接影响到驾驶员的视觉感受,对驾驶员在隧道内行驶过程中获取有用信息有着至关重要的影响。具体的,灯具色温对驾驶员的影响主要有三点,一是白天隧道洞外色温较高,当驾驶员由隧道外驶入隧道内时,如果洞内灯具色温较低,隧道内外色温差异较大,那么短时间内的色温突变对驾驶员反应时间具有影响。二是当驾驶员行驶在隧道中间段时,色温又直接影响到驾驶员视认距离和反应时间,光源色温不同,驾驶员视认距离和反应时间也不一样。三是不同天气、不同时段洞外色温相差较大,如何根据洞外色温实时调节隧道内灯具色温以满足驾驶员视认需求,提高隧道安全运营水平至关重要。同时,LED照明灯具色温的调整也有利于避免“白洞”和“黑洞”效应,降低隧道内外光源差异,使隧道内光源更贴近太阳光一天的变化。
目前,LED变色温照明灯具已经广泛应用在公路隧道照明中,LED变色温灯具可调节色温范围在3000K-6500K。但是,在隧道照明光环境中,隧道各段照明灯具光源色温如何合理调整设置,需要进一步研究确定,隧道加强段灯具色温与洞外色温的关系也尚无明确的结论。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法,可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下:
本发明提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,将隧道按行车方向依次划分形成隧道入口段、隧道基本段和隧道出口段;在隧道入口段,沿行车方向设置n1个入口段变色温灯具;在隧道基本段,沿行车方向设置n2个基本段变色温灯具;在隧道出口段,沿行车方向设置n3个出口段变色温灯具;
在隧道入口段的每个入口段变色温灯具的周围,各安装入口段色温检测器;在隧道基本段的每个基本段变色温灯具的周围,各安装基本段色温检测器;在隧道出口段的每个出口段变色温灯具的周围,各安装出口段色温检测器;
在隧道洞外设置洞外色温检测器;
所述洞外色温检测器、所述入口段色温检测器、所述基本段色温检测器和所述出口段色温检测器的输出端,均连接到智能照明控制运维系统的输入端;所述智能照明控制运维系统的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接。
优选的,所述入口段变色温灯具、所述基本段变色温灯具和所述出口段变色温灯具,均采用数字可寻址LED照明变色温灯具。
优选的,所述数字可寻址LED照明变色温灯具,采用可寻址的整流器。
优选的,还包括服务器;
所述服务器的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接。
本发明还提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,包括以下步骤:
步骤S1,对于被研究的隧道,确定基本段灯具最佳色温CTo
步骤S2,建立隧道色温渐变方程组为:
Figure BDA0003551848460000031
其中:
方程(1)为隧道入口段色温渐变方程:
Di:隧道入口段变色温灯具lampi距离隧道入口的安装距离,为正数;
CTout:洞外色温实际值;
p1、p2和p3:分别为隧道入口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
CTi(entrance):隧道入口段变色温灯具lampi的色温目标值;
方程(2)为隧道出口段色温渐变方程:
Dj:隧道出口段变色温灯具lampj距离隧道出口的安装距离的相反数,为负数;
p4、p5和p6:分别为隧道出口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
CTj(exit):隧道出口段变色温灯具lampj的色温目标值;
步骤S3,对隧道基本段变色温灯具的色温进行调节,使其色温实际值为基本段灯具最佳色温CTo
根据隧道色温渐变方程组,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,使每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值达到色温目标值CTi(entrance),使每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值达到色温目标值CTj(exit)。
优选的,步骤S1具体为:
步骤S1.1,确定基本参数,包括:
选择N1个驾驶员作为测试人员;
确定色温调整步长λ;确定基本段灯具色温调整点为:CT1,CT2,...,CTm;其中,m代表基本段灯具色温调整点的数量;相邻两个基本段灯具色温调整点的差值为步长λ;
步骤S1.2,以驾驶员对障碍物的反应时间,作为反应驾驶员视觉行为的关键性参数;
步骤S1.3,调整隧道基本段灯具色温为CT1
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT1下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure BDA0003551848460000041
Figure BDA0003551848460000042
求均值,得到驾驶员在该色温CT1下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000043
步骤S1.4,调整隧道基本段灯具色温为CT2
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT2下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure BDA0003551848460000044
Figure BDA0003551848460000045
求均值,得到驾驶员在该色温CT2下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000046
依此类推,直到得到驾驶员在色温CTm下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000047
步骤S1.5,由此得到m组数据,分别为:
Figure BDA0003551848460000051
在[CT1,CTm]范围内,获得驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值,表示为:
Figure BDA0003551848460000052
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA0003551848460000053
对应的色温,即为基本段灯具最佳色温CTo
优选的,步骤S2中,隧道入口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2.2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n1个入口段变色温灯具lampi,按照距离隧道入口从近到远的距离,分别为:入口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000054
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线:
步骤S2.3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道入口段色温渐变方程。
优选的,步骤S2.2具体为:
步骤S2.2.1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2.2.2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure BDA0003551848460000061
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000062
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000063
第2次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,其中,ΔTb为色温调节步长;调节
Figure BDA0003551848460000064
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000065
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000066
依此类推
第h次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000067
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000068
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000069
步骤S2.2.2,,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure BDA00035518484600000610
取最小值,表示为:
Figure BDA00035518484600000611
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA00035518484600000612
所对应的入口段变色温灯具
Figure BDA00035518484600000613
的色温,分别为:
Figure BDA0003551848460000071
距离隧道入口的安装距离分别为:
Figure BDA0003551848460000072
由此得到n1个数据对,分别为:
Figure BDA0003551848460000073
对n1个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道入口段色温第b渐变曲线。
优选的,步骤S2中,隧道出口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2-1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2-2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n3个出口段变色温灯具lampi,按照距离隧道出口从近到远的距离,分别为:出口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000074
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线:
步骤S2-3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道出口段色温渐变方程;
其中,步骤S2-2具体为:
步骤S2-2-1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2-2-2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节
Figure BDA0003551848460000081
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure BDA0003551848460000082
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000083
第2次试验:调节
Figure BDA0003551848460000084
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000085
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000086
依此类推
第h次试验:调节
Figure BDA0003551848460000087
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000088
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000089
步骤S2-2-3,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure BDA00035518484600000810
取最小值,表示为:
Figure BDA00035518484600000811
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA00035518484600000812
所对应的出口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000091
的色温,分别为:
Figure BDA0003551848460000092
距离隧道出口的安装距离的负数分别为:
Figure BDA0003551848460000093
由此得到n3个数据对,分别为:
Figure BDA0003551848460000094
对n3个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道出口段色温第b渐变曲线。
优选的,步骤S3中,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,具体为:
步骤S3.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到x1个洞外色温实际值;
对x1个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际值CTout,并通过KNX总线实时发送给智能照明控制运维系统;
步骤S3.2,智能照明控制运维系统,根据隧道色温渐变方程组,计算出每个入口段变色温灯具lampi在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值,以及,计算出每个出口段变色温灯具lampj在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值;
同时,智能照明控制运维系统,通过入口段色温检测器,获得每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值;通过出口段色温检测器,获得每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值;
步骤S3.3,智能照明控制运维系统比较每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该入口段变色温灯具lampi进行调节;否则,生成对该入口段变色温灯具lampi的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的入口段变色温灯具lampi
同样的,智能照明控制运维系统比较每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该出口段变色温灯具lampj进行调节;否则,生成对该出口段变色温灯具lampj的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的出口段变色温灯具lampj
本发明提供的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法具有以下优点:
本发明提供的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法,使隧道基本段灯具色温为基本段灯具最佳色温CTo,并保持不变,通过隧道内入口段灯具的安装距离、隧道内出口段灯具的安装距离和洞外色温实际值CTout,实时调节隧道内入口段灯具和出口段灯具色温,使整个隧道入口段、基本段、出口段色温曲线连续渐变,为驾驶员提供更舒适的驾驶环境,给驾驶员营造一个良好的视觉光环境,提高隧道运营安全,同时能够实时采集灯具状态,降低隧道照明灯具运维成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维方法的流程示意图;
图2为本发明提供的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维方法的实验设计图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
目前,隧道变色温LED照明灯具已广泛应用在隧道照明工程中,但隧道照明控制系统尚未有色温相关的控制技术,导致照明模式依然为传统的亮度控制模式。
因此,本发明提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,将隧道按行车方向依次划分形成隧道入口段、隧道基本段和隧道出口段;在隧道入口段,沿行车方向设置n1个入口段变色温灯具;在隧道基本段,沿行车方向设置n2个基本段变色温灯具;在隧道出口段,沿行车方向设置n3个出口段变色温灯具;
在隧道入口段的每个入口段变色温灯具的周围,各安装入口段色温检测器;在隧道基本段的每个基本段变色温灯具的周围,各安装基本段色温检测器;在隧道出口段的每个出口段变色温灯具的周围,各安装出口段色温检测器;
在隧道洞外设置洞外色温检测器;
所述洞外色温检测器、所述入口段色温检测器、所述基本段色温检测器和所述出口段色温检测器的输出端,均连接到智能照明控制运维系统的输入端;所述智能照明控制运维系统的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接,智能照明控制运维系统可以将命令下达给各个变色温灯具,对各个变色温灯具进行智能控制。
本发明中,所述入口段变色温灯具、所述基本段变色温灯具和所述出口段变色温灯具,均采用数字可寻址LED照明变色温灯具。其中,数字可寻址LED照明变色温灯具,采用可寻址的整流器。
本发明中,还包括服务器;所述服务器的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接。
隧道照明灯具采用可寻址的整流器,通过KNX总线技术将隧道照明灯具连接至服务器;通过KNX总线技术能够下达控制命令,并获取灯具状态信息和基本工作信息,同时可将故障信息通过微信或邮件实时推送给运维人员,在第一时间就能够解决问题,化被动为主动,极大地提升系统的可靠性。
隧道照明灯具的主要技术参数如电压、电流、工作状态通过KNX总线上传至隧道智能照明控制运维系统,使运维人员能够及时掌握隧道各照明灯具的工作状态和故障信息。
本发明还提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,包括以下步骤:
步骤S1,对于被研究的隧道,确定基本段灯具最佳色温CTo
步骤S1具体为:
步骤S1.1,确定基本参数,包括:
选择N1个驾驶员作为测试人员;
确定色温调整步长λ;确定基本段灯具色温调整点为:CT1,CT2,...,CTm;其中,m代表基本段灯具色温调整点的数量;相邻两个基本段灯具色温调整点的差值为步长λ;
步骤S1.2,以驾驶员对障碍物的反应时间,作为反应驾驶员视觉行为的关键性参数;
步骤S1.3,调整隧道基本段灯具色温为CT1
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT1下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure BDA0003551848460000121
Figure BDA0003551848460000131
求均值,得到驾驶员在该色温CT1下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000132
步骤S1.4,调整隧道基本段灯具色温为CT2
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT2下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure BDA0003551848460000133
Figure BDA0003551848460000134
求均值,得到驾驶员在该色温CT2下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000135
依此类推,直到得到驾驶员在色温CTm下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000136
步骤S1.5,由此得到m组数据,分别为:
Figure BDA0003551848460000137
对m组数据进行拟合,得到拟合曲线;在[CT1,CTm]范围内,获得驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值,表示为:
Figure BDA0003551848460000138
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA0003551848460000139
对应的色温,即为基本段灯具最佳色温CTo
步骤S1具体可根据为:
1)选择实验车辆、实验仪器、实验人员、实验隧道;
作为一种具体实现方式,选择的实验车辆为小客车,实验仪器为眼动仪和色温检测仪,实验人员为不同年龄段,不同性别,具备驾照的驾驶人员,实验隧道为北方某隧道。
2)确定反应驾驶员视觉行为的关键性参数;
作为一种具体实现方式,采用能够反应驾驶员视觉行为的关键参数为驾驶员对障碍物的反应时间。
3)调整隧道内基本段灯具色温,建立不同工况下的实验分组。
具体的,可以调整隧道内基本段灯具色温,使各实验驾驶员分别驾车通过隧道,测试在不同基本段灯具色温下驾驶员对障碍物的反应时间。
4)通过眼动仪测试在不同基本段灯具色温下驾驶员对障碍物的反应时间,以最小反应时间对应的基本段灯具色温,作为最终确定的基本段最佳灯具色温值。
例如,在实际应用中,经多次试验测试,基本段灯具最佳色温CTo可以为4200K。
步骤S2,建立隧道色温渐变方程组为:
Figure BDA0003551848460000141
其中:
方程(1)为隧道入口段色温渐变方程:
Di:隧道入口段变色温灯具lampi距离隧道入口的安装距离,为正数;
CTout:洞外色温实际值;
p1、p2和p3:分别为隧道入口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
在基本段灯具最佳色温CTo选取为4200K时,对于不同隧道设计速度,得到隧道入口段灯具色温设置计算方法关键参数p1、p2、p3如下:
表1
Figure BDA0003551848460000142
Figure BDA0003551848460000151
CTi(entrance):隧道入口段变色温灯具lampi的色温目标值;
方程(2)为隧道出口段色温渐变方程:
Dj:隧道出口段变色温灯具lampj距离隧道出口的安装距离的相反数,为负数;
p4、p5和p6:分别为隧道出口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
在基本段灯具最佳色温CTo选取4200K时,经多次试验测试,对于不同隧道设计速度,得到出口段灯具色温设置计算方法关键参数p4、p5和p6如下:
p4:2.905*10-4
p5:3.313*10-2
p6:0.9545
CTj(exit):隧道出口段变色温灯具lampj的色温目标值;
步骤S2中,隧道入口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2.2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n1个入口段变色温灯具lampi,按照距离隧道入口从近到远的距离,分别为:入口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000152
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线:
步骤S2.2具体为:
步骤S2.2.1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2.2.2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure BDA0003551848460000161
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000162
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000163
第2次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,其中,ΔTb为色温调节步长;调节
Figure BDA0003551848460000164
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000165
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000166
依此类推
第h次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000167
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure BDA0003551848460000168
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000171
步骤S2.2.2,,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure BDA0003551848460000172
取最小值,表示为:
Figure BDA0003551848460000173
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA0003551848460000174
所对应的入口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000175
的色温,分别为:
Figure BDA0003551848460000176
距离隧道入口的安装距离分别为:
Figure BDA0003551848460000177
由此得到n1个数据对,分别为:
Figure BDA0003551848460000178
对n1个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道入口段色温第b渐变曲线。
步骤S2.3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道入口段色温渐变方程。
步骤S2中,隧道出口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2-1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2-2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n3个出口段变色温灯具lampi,按照距离隧道出口从近到远的距离,分别为:出口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000181
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线:
步骤S2-3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道出口段色温渐变方程;
其中,步骤S2-2具体为:
步骤S2-2-1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2-2-2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节
Figure BDA0003551848460000182
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure BDA0003551848460000183
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000184
第2次试验:调节
Figure BDA0003551848460000185
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000186
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000191
依此类推
第h次试验:调节
Figure BDA0003551848460000192
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure BDA0003551848460000193
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure BDA0003551848460000194
步骤S2-2-3,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure BDA0003551848460000195
取最小值,表示为:
Figure BDA0003551848460000196
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure BDA0003551848460000197
所对应的出口段变色温灯具
Figure BDA0003551848460000198
的色温,分别为:
Figure BDA0003551848460000199
距离隧道出口的安装距离的负数分别为:
Figure BDA00035518484600001910
由此得到n3个数据对,分别为:
Figure BDA00035518484600001911
对n3个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道出口段色温第b渐变曲线。
步骤S3,对隧道基本段变色温灯具的色温进行调节,使其色温实际值为基本段灯具最佳色温CTo
根据隧道色温渐变方程组,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,使每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值达到色温目标值CTi(entrance),使每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值达到色温目标值CTj(exit)。
采用本发明方法,使隧道基本段灯具色温为基本段灯具最佳色温CTo,并保持不变,通过隧道内入口段灯具的安装距离、隧道内出口段灯具的安装距离和洞外色温实际值CTout,实时调节隧道内入口段灯具和出口段灯具色温,使整个隧道入口段、基本段、出口段色温曲线连续渐变。
步骤S3中,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,具体为:
步骤S3.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到x1个洞外色温实际值;
对x1个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际值CTout,并通过KNX总线实时发送给智能照明控制运维系统;
例如,洞外色温采样和取值方法:洞外色温每隔5分钟采样一次,30分钟为一个周期,计算一个周期内洞外色温平均值,作为色温采样平均值。
步骤S3.2,智能照明控制运维系统,根据隧道色温渐变方程组,计算出每个入口段变色温灯具lampi在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值,以及,计算出每个出口段变色温灯具lampj在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值;
同时,智能照明控制运维系统,通过入口段色温检测器,获得每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值;通过出口段色温检测器,获得每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值;
步骤S3.3,智能照明控制运维系统比较每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该入口段变色温灯具lampi进行调节;否则,生成对该入口段变色温灯具lampi的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的入口段变色温灯具lampi
同样的,智能照明控制运维系统比较每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该出口段变色温灯具lampj进行调节;否则,生成对该出口段变色温灯具lampj的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的出口段变色温灯具lampj
本发明提供一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法,基于KNX技术的智能照明色温控制运维系统包括:数字可寻址LED变色温灯具、色温检测器、KNX总线、服务器、智能照明控制运维系统组成。本发明通过隧道入口前设置的色温检测器进行洞外色温数据的采集,数据通过KNX总线传输至隧道照明服务器,然后通过智能色温控制运维系统下达控制指令给隧道照明灯具,通过KNX总线将实时指令传输到隧道照明灯具,对隧道内照明色温指标进行实时调节,使整个隧道入口段、基本段、出口段色温曲线连续变化,为驾驶员提供更舒适的驾驶环境。同时隧道智能运维系统能够采集隧道内照明灯具的运行参数(如电压、电流等数据),灯具状态,确保运维管理人员能够及时发现灯具故障状态。本发明能够根据色温值调节隧道照明指标,给驾驶员营造一个良好的视觉光环境,提高隧道运营安全,同时能够实时采集灯具状态,降低隧道照明灯具运维成本。
本发明提供的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统及方法,具有以下优点:
(1)实时采集隧道洞外实际色温,并通过隧道照明智能控制计算机形成智能控制,按照洞外实际色温的变化合理确定隧道内灯具色温,满足驾驶员的视觉需求,保证隧道安全运营;
(2)根据隧道洞外色温的变化和灯具距隧道口的距离,为隧道智能照明色温控制运维系统提供依据和算法。
(3)利用KNX通信技术,通过具备可寻址整流器LED照明灯具,获取隧道内各个照明灯具的工作状态和基本信息;
(4)降低了隧道运营管理人员的管理难度及运营管理的工作量,提高了隧道内的运营环境。
因此,本发明为公路隧道照明控制系统设计提供了一种新的设计思路和方案,工程造价更低、后期维护量更小、系统可靠性更高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,其特征在于,将隧道按行车方向依次划分形成隧道入口段、隧道基本段和隧道出口段;在隧道入口段,沿行车方向设置n1个入口段变色温灯具;在隧道基本段,沿行车方向设置n2个基本段变色温灯具;在隧道出口段,沿行车方向设置n3个出口段变色温灯具;
在隧道入口段的每个入口段变色温灯具的周围,各安装入口段色温检测器;在隧道基本段的每个基本段变色温灯具的周围,各安装基本段色温检测器;在隧道出口段的每个出口段变色温灯具的周围,各安装出口段色温检测器;
在隧道洞外设置洞外色温检测器;
所述洞外色温检测器、所述入口段色温检测器、所述基本段色温检测器和所述出口段色温检测器的输出端,均连接到智能照明控制运维系统的输入端;所述智能照明控制运维系统的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,其特征在于,所述入口段变色温灯具、所述基本段变色温灯具和所述出口段变色温灯具,均采用数字可寻址LED照明变色温灯具。
3.根据权利要求2所述的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,其特征在于,所述数字可寻址LED照明变色温灯具,采用可寻址的整流器。
4.根据权利要求1所述的一种基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统,其特征在于,还包括服务器;
所述服务器的I/O端,通过KNX总线,分别与n1个所述入口段变色温灯具、n2个所述基本段变色温灯具和n3个所述出口段变色温灯具双向连接。
5.一种权利要求1-4任一项所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,对于被研究的隧道,确定基本段灯具最佳色温CTo
步骤S2,建立隧道色温渐变方程组为:
Figure FDA0003551848450000021
其中:
方程(1)为隧道入口段色温渐变方程:
Di:隧道入口段变色温灯具lampi距离隧道入口的安装距离,为正数;
CTout:洞外色温实际值;
p1、p2和p3:分别为隧道入口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
CTi(entrance):隧道入口段变色温灯具lampi的色温目标值;
方程(2)为隧道出口段色温渐变方程:
Dj:隧道出口段变色温灯具lampj距离隧道出口的安装距离的相反数,为负数;
p4、p5和p6:分别为隧道出口段变色温灯具色温的二次项系数、一次项系数和常数项;
CTj(exit):隧道出口段变色温灯具lampj的色温目标值;
步骤S3,对隧道基本段变色温灯具的色温进行调节,使其色温实际值为基本段灯具最佳色温CTo
根据隧道色温渐变方程组,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,使每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值达到色温目标值CTi(entrance),使每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值达到色温目标值CTj(exit)。
6.根据权利要求5所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,步骤S1具体为:
步骤S1.1,确定基本参数,包括:
选择N1个驾驶员作为测试人员;
确定色温调整步长λ;确定基本段灯具色温调整点为:CT1,CT2,...,CTm;其中,m代表基本段灯具色温调整点的数量;相邻两个基本段灯具色温调整点的差值为步长λ;
步骤S1.2,以驾驶员对障碍物的反应时间,作为反应驾驶员视觉行为的关键性参数;
步骤S1.3,调整隧道基本段灯具色温为CT1
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT1下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure FDA0003551848450000031
Figure FDA0003551848450000032
求均值,得到驾驶员在该色温CT1下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000033
步骤S1.4,调整隧道基本段灯具色温为CT2
使N1个驾驶员分别驾车通过隧道,测试各个驾驶员在该色温CT2下对障碍物的反应时间,表示为:
Figure FDA0003551848450000034
Figure FDA0003551848450000035
求均值,得到驾驶员在该色温CT2下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000036
依此类推,直到得到驾驶员在色温CTm下对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000041
步骤S1.5,由此得到m组数据,分别为:
Figure FDA0003551848450000042
在[CT1,CTm]范围内,获得驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值,表示为:
Figure FDA0003551848450000043
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure FDA0003551848450000044
对应的色温,即为基本段灯具最佳色温CTo
7.根据权利要求5所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,步骤S2中,隧道入口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2.2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n1个入口段变色温灯具lampi,按照距离隧道入口从近到远的距离,分别为:入口段变色温灯具lamp1(entrance),lamp2(entrance),...,lampn1(entrance);
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线:
步骤S2.3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道入口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道入口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道入口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道入口段色温渐变方程。
8.根据权利要求7所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,步骤S2.2具体为:
步骤S2.2.1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2.2.2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure FDA0003551848450000051
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure FDA0003551848450000052
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000053
第2次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,其中,ΔTb为色温调节步长;调节
Figure FDA0003551848450000054
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure FDA0003551848450000055
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000056
依此类推
第h次试验:调节lamp1(entrance)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure FDA0003551848450000057
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(entrance)到
Figure FDA0003551848450000058
之间的n1-2个入口段变色温灯具,使入口段变色温灯具按距离逐渐均匀降低;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000059
步骤S2.2.2,,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure FDA00035518484500000510
取最小值,表示为:
Figure FDA0003551848450000061
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure FDA0003551848450000062
所对应的入口段变色温灯具
Figure FDA0003551848450000063
的色温,分别为:
Figure FDA0003551848450000064
距离隧道入口的安装距离分别为:
Figure FDA0003551848450000065
由此得到n1个数据对,分别为:
{CT1(entrance),D1(entrance)}
{CT2(entrance),D2(entrance)}
...
Figure FDA0003551848450000066
对n1个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道入口段色温第b渐变曲线。
9.根据权利要求5所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,步骤S2中,隧道出口段色温渐变方程通过以下方式获得:
步骤S2-1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到若干个洞外色温实际值;对若干个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际平均值;
步骤S2-2,设一共具有k个监控周期,分别为:监控周期T1,T2,...,Tk
对于n3个出口段变色温灯具lampi,按照距离隧道出口从近到远的距离,分别为:出口段变色温灯具
Figure FDA0003551848450000067
在第1个监控周期T1,洞外色温实际平均值为CTout(T1);获得与洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线:
在第2个监控周期T2,洞外色温实际平均值为CTout(T2);获得与洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线:
依此类推
在第k个监控周期Tk,洞外色温实际平均值为CTout(Tk);获得与洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线:
步骤S2-3,对洞外色温实际平均值CTout(T1)对应的隧道出口段色温第一渐变曲线,洞外色温实际平均值CTout(T2)对应的隧道出口段色温第二渐变曲线,…,洞外色温实际平均值CTout(Tk)对应的隧道出口段色温第k渐变曲线进行拟合,得到隧道出口段色温渐变方程;
其中,步骤S2-2具体为:
步骤S2-2-1,对于任意第b个监控周期Tb,b=1,2,...,K,洞外色温实际平均值为CTout(Tb)并保持不变;
步骤S2-2-2,设置本次监控周期共进行h次试验,试验方法为:
第1次试验:调节
Figure FDA0003551848450000071
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb),调节
Figure FDA0003551848450000072
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000073
第2次试验:调节
Figure FDA0003551848450000074
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-ΔTb,调节
Figure FDA0003551848450000075
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000076
依此类推
第h次试验:调节
Figure FDA0003551848450000077
的色温等于基本段灯具最佳色温CTo,调节lamp1(exit)的色温等于CTout(Tb)-(h-1)ΔTb,调节
Figure FDA0003551848450000078
到lamp1(exit)之间的n3-2个出口段变色温灯具,使出口段变色温灯具按距离逐渐均匀增加;在此种色温渐变情况下,测试得到驾驶员对障碍物的平均反应时间,表示为
Figure FDA0003551848450000081
步骤S2-2-3,对于驾驶员对障碍物的平均反应时间
Figure FDA0003551848450000082
取最小值,表示为:
Figure FDA0003551848450000083
驾驶员对障碍物的平均反应时间的最小值
Figure FDA0003551848450000084
所对应的出口段变色温灯具
Figure FDA0003551848450000085
的色温,分别为:
Figure FDA0003551848450000086
距离隧道出口的安装距离的负数分别为:
Figure FDA0003551848450000087
由此得到n3个数据对,分别为:
{CT1(exit),D1(exit)}
{CT2(exit),D2(exit)}
...
Figure FDA0003551848450000088
对n3个数据对进行拟合,得到洞外色温实际平均值CTout(Tb)对应的隧道出口段色温第b渐变曲线。
10.根据权利要求5所述的基于KNX的隧道照明智能色温控制运维系统的方法,其特征在于,步骤S3中,对各个入口段变色温灯具和各个出口段变色温灯具进行调节控制,具体为:
步骤S3.1,在每个监控周期内,按设定采样间隔,通过洞外色温检测器,采集到x1个洞外色温实际值;
对x1个洞外色温实际值求平均,得到与当前监控周期对应的洞外色温实际值CTout,并通过KNX总线实时发送给智能照明控制运维系统;
步骤S3.2,智能照明控制运维系统,根据隧道色温渐变方程组,计算出每个入口段变色温灯具lampi在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值,以及,计算出每个出口段变色温灯具lampj在当前洞外色温实际值CTout条件下的色温目标值;
同时,智能照明控制运维系统,通过入口段色温检测器,获得每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值;通过出口段色温检测器,获得每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值;
步骤S3.3,智能照明控制运维系统比较每个入口段变色温灯具lampi的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该入口段变色温灯具lampi进行调节;否则,生成对该入口段变色温灯具lampi的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的入口段变色温灯具lampi
同样的,智能照明控制运维系统比较每个出口段变色温灯具lampj的色温实际值和色温目标值,如果偏差在设定范围内,则不对该出口段变色温灯具lampj进行调节;否则,生成对该出口段变色温灯具lampj的调节指令,并通过KNX总线发送给对应的出口段变色温灯具lampj
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104266823A (zh) * 2014-10-26 2015-01-07 北京工业大学 基于安全视认的白天隧道入口段照明标准测算方法及其系统
CN205196021U (zh) * 2015-08-19 2016-04-27 西安理想华夏科技创新有限公司 一种实时可调色温的隧道灯系统
KR101994002B1 (ko) * 2017-12-28 2019-06-27 인제대학교 산학협력단 터널 조명 모듈 제어 방법
CN212588550U (zh) * 2020-06-22 2021-02-23 深圳华智测控技术有限公司 隧道照明控制装置及隧道照明系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104266823A (zh) * 2014-10-26 2015-01-07 北京工业大学 基于安全视认的白天隧道入口段照明标准测算方法及其系统
WO2016066018A1 (zh) * 2014-10-26 2016-05-06 北京工业大学 基于安全视认的白天隧道入口段照明标准测算方法及其系统
CN205196021U (zh) * 2015-08-19 2016-04-27 西安理想华夏科技创新有限公司 一种实时可调色温的隧道灯系统
KR101994002B1 (ko) * 2017-12-28 2019-06-27 인제대학교 산학협력단 터널 조명 모듈 제어 방법
CN212588550U (zh) * 2020-06-22 2021-02-23 深圳华智测控技术有限公司 隧道照明控制装置及隧道照明系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. SPOR, I. KIYAK AND G. SOLAK: "Artificial Intelligence Supported Tunnel Lighting System", 《2019 INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLIED AUTOMATION AND INDUSTRIAL DIAGNOSTICS (ICAAID)》, 19 October 2019 (2019-10-19) *
张政富: "临合高速公路隧道LED灯照明应用分析", 《中国高新技术企业》, 5 June 2017 (2017-06-05) *
张青文, 涂耘, 胡英奎, 等: "基于生理和心理效应的公路隧道入口段照明质量检测方法", 《照明工程学报》, vol. 23, no. 2, 15 April 2012 (2012-04-15) *
杨志峰, 郑梽浩, 辜晗光, 等: "色温可控性在公路隧道LED照明光环境中应用研究", 《公路交通科技(应用技术版)》, vol. 13, no. 9, 6 June 2018 (2018-06-06) *

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