CN215581792U - 一种基于环境感知的隧道照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于环境感知的隧道照明系统，包括亮度传感器、LED电源控制器、LED照明灯、气象传感器、能见度传感器、交通流量检测设备、分级照明MCU、电源控制柜；亮度传感器、气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与分级照明MCU连接，每个LED照明灯均通过电源线与电源控制柜连接，每个LED照明灯分别连接有LED电源控制器，分级照明MCU与LED电源控制器连接；本实用新型可以根据亮度信息、气象信息、能见度信息和交通流量信息等多种环境数据实现隧道LED照明灯照明亮度的分级控制，可以根据不同环境进行不同模式的照明，相较于以往固定模式的照明灯更加灵活、安全以及节能。

Description

一种基于环境感知的隧道照明系统

技术领域

本实用新型涉及灯光控制领域，具体涉及一种基于环境感知的隧道照明系统。

背景技术

隧道是公路事故多发路段，而隧道照明对交通安全会产生极大影响。根据高速公路隧道洞口事故形态和事故原因分析，隧道内照度设置不合理，易导致隧道洞内外照度差值过大以及驾驶人瞳距变化率过大而对前方视野眩晕，造成未能及时采取相应的加、减速措施，引发交通事故。同时，隧道外的环境因素如交通流量、大雾、路面结冰与突发事故等情况也是影响交通安全的重要方面。近年来国内的一些隧道中也采用了智能照明技术，例如，2008年10月，安徽安景高速前家山隧道左线首次采用智能化的LED无极调光系统；2008年11月，南京新模范马路隧道采用了智能化无极调光照明。但上述两个照明系统不能依据环境数据对灯具的输出功率进行精细控制，存在过度照明现象。我国目前还没有将环境感知技术应用到隧道照明系统中。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于环境感知的隧道照明系统。本基于环境感知的隧道照明系统可以根据亮度信息、气象信息、能见度信息和交通流量信息等多种环境数据实现隧道LED照明灯照明亮度的分级控制，可以根据不同环境进行不同模式的照明，相较于以往固定模式的照明灯更加灵活、安全以及节能。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于环境感知的隧道照明系统，包括亮度传感器、CAN通信总线、LED电源控制器、LED照明灯、气象传感器、能见度传感器、交通流量检测设备、分级照明MCU、电源控制柜和运行状态报警器；

多个所述亮度传感器设置在隧道口，多个所述LED照明灯设置在隧道口内侧的隧道顶部，所述气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均设置在隧道口外侧的道路上，每个所述LED照明灯上均设置有亮度传感器；

所述亮度传感器、气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与所述分级照明MCU连接，每个所述LED照明灯均通过电源线与所述电源控制柜连接，每个所述LED照明灯分别连接有一个LED电源控制器，所述分级照明MCU与多个LED电源控制器连接，所述分级照明MCU与运行状态报警器连接；

隧道口的亮度传感器用于检测隧道口的亮度信息并发送信号至分级照明MCU，所述气象传感器用于检测隧道口外侧道路上的气象信息并发送信号至分级照明MCU，所述能见度传感用于检测隧道口外侧道路上的能见度信息并发送信号至分级照明MCU，所述交通流量检测设备用于检测隧道口外侧道路上的交通流量信息并发送信号至分级照明MCU，所述分级照明MCU用于根据隧道口的亮度信息、隧道口外侧道路上的气象信息、能见度信息和交通流量信息分别发送信号至多个LED电源控制器，所述LED电源控制器用于根据分级照明MCU的控制指令控制LED照明灯内的电流大小从而控制LED照明灯的亮度，所述电源控制柜用于为每个LED照明灯提供电源；

所述LED照明灯上的亮度传感器用于检测LED照明灯的亮度信息并发送信号至分级照明MCU，所述分级照明MCU用于根据LED照明灯的亮度信息发送信号至运行状态报警器，所述运行状态报警器用于根据分级照明MCU的控制指令发出故障报警。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，多个所述亮度传感器分别设置在隧道入口和隧道出口，隧道出口内侧的隧道顶部和隧道入口内侧的隧道顶部均设置有多个LED照明灯，隧道出口外侧的道路上设置有气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备，所述分级照明MCU和运行状态报警器均有2个；

隧道入口的多个所述亮度传感器以及隧道入口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上设置的亮度传感器均通过CAN通信总线与一个分级照明MCU连接，且该分级照明MCU与隧道入口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上连接的LED电源控制器连接，该分级照明MCU与一个运行状态报警器连接；

隧道出口的多个所述亮度传感器、隧道出口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上设置的亮度传感器以及隧道出口外侧的道路上的气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与另一个分级照明MCU连接，且该分级照明MCU与隧道出口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上连接的LED电源控制器连接，该分级照明MCU与另一个运行状态报警器连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述CAN通信总线上还连接有电流传感器，所述电流传感器用于检测CAN通信总线上的电流信息并发送电流信息至故障监控器内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的照明系统可以根据所测得的交通流量、气象信息、能见度信息和环境照度信息，实现隧道照明的照度、色温、频闪等条件多模式调光控制。同时可以对不同长度的隧道进行分段控制；在遇到特殊环境，如恶劣天气、交通事故、交通流量低等时，可以进入渐变连续闪烁照明模式、多频黄闪间隔照明模式、黄闪报警照明模式以及流水灯照明模式。本系统可以根据不同环境进行不同模式的照明，相较于以往固定模式的照明灯更加灵活、安全以及节能。

附图说明

图1为基于环境感知的隧道照明系统的示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

如图1所示，一种基于环境感知的隧道照明系统，包括亮度传感器1、CAN通信总线4、LED电源控制器11、LED照明灯6、气象传感器8、能见度传感器、交通流量检测设备（图1中9为能见度传感器和交通流量检测设备）、分级照明MCU10、电源控制柜13和运行状态报警器12。

多个所述亮度传感器1设置在隧道口，多个所述LED照明灯6设置在隧道口内侧的隧道顶部，所述气象传感器8、能见度传感器和交通流量检测设备均设置在隧道口外侧的道路上，每个所述LED照明灯6上均设置有亮度传感器1。所述亮度传感器1、气象传感器8、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线4与所述分级照明MCU10连接，每个所述LED照明灯6均通过电源线5与所述电源控制柜13连接，每个所述LED照明灯6分别连接有一个LED电源控制器11，所述分级照明MCU10与多个LED电源控制器11连接，所述分级照明MCU10与运行状态报警器12连接。

隧道口的亮度传感器1用于检测隧道口的亮度信息并发送信号至分级照明MCU10，所述气象传感器8用于检测隧道口外侧道路上的气象信息并发送信号至分级照明MCU10，所述能见度传感用于检测隧道口外侧道路上的能见度信息并发送信号至分级照明MCU10，所述交通流量检测设备用于检测隧道口外侧道路上的交通流量信息并发送信号至分级照明MCU10，所述分级照明MCU10用于根据隧道口的亮度信息、隧道口外侧道路上的气象信息、能见度信息和交通流量信息分别发送信号至多个LED电源控制器11，所述LED电源控制器11用于根据分级照明MCU10的控制指令控制LED照明灯6内的电流大小从而控制LED照明灯6的亮度，所述电源控制柜13用于为每个LED照明灯6提供电源。

所述LED照明灯6上的亮度传感器1用于检测LED照明灯6的亮度信息并发送信号至分级照明MCU10从而检测LED照明灯6是否出现故障，所述分级照明MCU10用于根据LED照明灯6的亮度信息发送信号至运行状态报警器12，所述运行状态报警器12用于根据分级照明MCU10的控制指令发出故障报警。运行状态报警器12接受分级照明MCU10的直接控制，它的作用是通过声音、灯光闪烁等方式给交通参与者提供故障报警的直观信息。

如图1所示，本实施例的隧道口有2个，分别为隧道出口B和隧道入口A，多个所述亮度传感器1分别设置在隧道入口A和隧道出口B，隧道出口B内侧的隧道顶部和隧道入口A内侧的隧道顶部均设置有多个LED照明灯6，隧道出口B外侧的道路上均设置有气象传感器8、能见度传感器和交通流量检测设备。所述分级照明MCU10和运行状态报警器12均有2个。一个分级照明MCU10控制隧道入口A内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6的工作，另一个分级照明MCU10控制隧道出口B内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6的工作。隧道入口A的多个所述亮度传感器1、隧道入口A内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6上设置的亮度传感器1均通过CAN通信总线与一个分级照明MCU10连接，且该分级照明MCU10与隧道入口A内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6上连接的LED电源控制器11连接，该分级照明MCU10与一个运行状态报警器12连接。隧道出口B的多个所述亮度传感器1、隧道出口B内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6上设置的亮度传感器1以及隧道出口B外侧的道路上的气象传感器8、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与另一个分级照明MCU10连接，且该分级照明MCU10与隧道出口B内侧的隧道顶部的多个LED照明灯6上连接的LED电源控制器11连接，该分级照明MCU10与另一个运行状态报警器12连接。

本实施例的隧道入口A位置的CAN通信总线和隧道出口B位置的CAN通信总线上均连接有电流传感器2，所述电流传感器2用于检测CAN通信总线4上的电流信息并发送电流信息至故障监控器3内。

所述LED照明灯6有多个，多个LED照明灯6排列成两列分别连接在隧道出口B和隧道入口A内隧道顶部，均匀分布，并接在电源线5上，可以根据环境变化实现分级照明、连续渐变闪烁、黄闪照明、黄闪报警、流水灯等多种照明模式。

本实施例在隧道入口A处和隧道出口B处还分别设置一个亮度测试节点7，亮度测试节点7是LED电源控制器11的一个附属功能，它通过亮度传感器1测量LED照明灯6的实际亮度是否正常，如不正常则通过CAN通信总线4发送故障信息给分组照明MCU,并由运行状态报警器12发出相应的故障报警信息。

本实施例的隧道照明系统在常规环境下，根据隧道入口A亮度传感器1的照度值计算，将隧道入口A内部的LED照明灯6分为多级照度控制，并且对隧道入口A内部的LED照明灯6进行分段控制。据隧道出口B亮度传感器1的照度值计算，将隧道出口B内部LED照明灯6分为多级照度控制，并且对隧道出口B内部的LED照明灯6进行分段控制。

本实施例的隧道照明系统在特殊环境下，当隧道出口B外的环境是能见度低的天气情况，分级照明MCU10向隧道出口B内侧的多个LED电源控制器11分别发射不同占空比的PWM信号，隧道出口B内侧的LED照明灯6进入渐变连续闪烁照明模式。隧道出口B内侧的LED照明灯6开启低频率闪烁，通过这种方式，警示驾驶员前方隧道出口B外侧的环境特殊，规范隧道安全行车。

当隧道出口B外侧道路处于交通流量低的时段时，分级照明MCU10控制隧道出口B内侧隧道的LED照明灯6启用流水灯照明模式。气象传感器实时监测隧道出口B外侧的气象信息，当气象信息为恶劣天气时，分级照明MCU10控制隧道出口B内侧隧道的LED照明灯6黄闪报警或者其他模式亮度报警，提示驾驶员前方隧道出口B外侧的气象情况。当有车辆通过隧道时，隧道入口内侧的LED照明灯6可随车辆经过位置依次由最低照度亮至相应照度要求，车辆经过后再次恢复至基本照明，避免过度照明，实现节能效果。

当某个隧道入口A内的LED照明灯6出现故障不亮时，亮度传感器1发送信号至分级照明MCU10，分级照明MCU10控制运行状态报警器12声光报警，提醒工作人员。当某个隧道出口B内的LED照明灯6出现故障不亮时，亮度传感器1发送信号至另一个分级照明MCU10，另一个分级照明MCU10控制另一个运行状态报警器12声光报警，提醒工作人员。

本实施例可以通过亮度传感器、气象传感器、能见度传感器等多种环境识别技术实现隧道照明的照度、色温、频闪等条件多模式调光控制。基于综合环境的感知，又可以将隧道照明分为常规环境感知和特殊环境感知两种方式考虑分析，对前者根据不同自然光照度采取分级照明调光控制，对后者根据恶劣天气、交通量低等特殊环境采取多模式照明控制方式，以多频率和多方式开关变化实现隧道特色照明。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于环境感知的隧道照明系统，其特征在于：包括亮度传感器、CAN通信总线、LED电源控制器、LED照明灯、气象传感器、能见度传感器、交通流量检测设备、分级照明MCU、电源控制柜和运行状态报警器；

多个所述亮度传感器设置在隧道口，多个所述LED照明灯设置在隧道口内侧的隧道顶部，所述气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均设置在隧道口外侧的道路上，每个所述LED照明灯上均设置有亮度传感器；

所述亮度传感器、气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与所述分级照明MCU连接，每个所述LED照明灯均通过电源线与所述电源控制柜连接，每个所述LED照明灯分别连接有一个LED电源控制器，所述分级照明MCU与多个LED电源控制器连接，所述分级照明MCU与运行状态报警器连接；

隧道口的亮度传感器用于检测隧道口的亮度信息并发送信号至分级照明MCU，所述气象传感器用于检测隧道口外侧道路上的气象信息并发送信号至分级照明MCU，所述能见度传感用于检测隧道口外侧道路上的能见度信息并发送信号至分级照明MCU，所述交通流量检测设备用于检测隧道口外侧道路上的交通流量信息并发送信号至分级照明MCU，所述分级照明MCU用于根据隧道口的亮度信息、隧道口外侧道路上的气象信息、能见度信息和交通流量信息分别发送信号至多个LED电源控制器，所述LED电源控制器用于根据分级照明MCU的控制指令控制LED照明灯内的电流大小从而控制LED照明灯的亮度，所述电源控制柜用于为每个LED照明灯提供电源；

所述LED照明灯上的亮度传感器用于检测LED照明灯的亮度信息并发送信号至分级照明MCU，所述分级照明MCU用于根据LED照明灯的亮度信息发送信号至运行状态报警器，所述运行状态报警器用于根据分级照明MCU的控制指令发出故障报警。

2.根据权利要求1所述的基于环境感知的隧道照明系统，其特征在于：多个所述亮度传感器分别设置在隧道入口和隧道出口，隧道出口内侧的隧道顶部和隧道入口内侧的隧道顶部均设置有多个LED照明灯，隧道出口外侧的道路上设置有气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备，所述分级照明MCU和运行状态报警器均有2个；

隧道入口的多个所述亮度传感器以及隧道入口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上设置的亮度传感器均通过CAN通信总线与一个分级照明MCU连接，且该分级照明MCU与隧道入口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上连接的LED电源控制器连接，该分级照明MCU与一个运行状态报警器连接；

隧道出口的多个所述亮度传感器、隧道出口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上设置的亮度传感器以及隧道出口外侧的道路上的气象传感器、能见度传感器和交通流量检测设备均通过CAN通信总线与另一个分级照明MCU连接，且该分级照明MCU与隧道出口内侧的隧道顶部的多个LED照明灯上连接的LED电源控制器连接，该分级照明MCU与另一个运行状态报警器连接。

3.根据权利要求1所述的基于环境感知的隧道照明系统，其特征在于：所述CAN通信总线上还连接有电流传感器，所述电流传感器用于检测CAN通信总线上的电流信息并发送电流信息至故障监控器内。

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