CN105657889A

CN105657889A - 一种隧道照明***

Info

Publication number: CN105657889A
Application number: CN201511027234.6A
Authority: CN
Inventors: 卢文杰; 薛雪; 匡付华
Original assignee: Shenzhen Das Intellitech Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Das Intellitech Co Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-06-08

Abstract

本发明涉及一种隧道照明***，包括光照度检测仪，用于采集隧道洞内外的亮度值；控制设备，与所述光照度检测仪相连接，用于接收所述亮度值，结合内置的模型进行分析处理，根据分析处理的结果发出调光指令；照明回路，与所述控制设备相连接，接收所述调光指令，调整照明回路的亮度，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。本发明的技术方案，实现高速公路隧道的按需照明，对亮度实时动态调节，最大限度的降低照明***的能耗，节能能源及降低成本。

Description

一种隧道照明***

技术领域

本发明涉及隧道照明领域，更具体地说，涉及一种隧道照明***。

背景技术

中国是世界上隧道最多的国家，截至2009年底，我国公路隧道长度已经增至3942公里，其中特长隧道190处共计821公里，长隧道905处共计1500公里，我国已成为世界上公路隧道最多、发展最快、情况最复杂的国家之一。近十年来得益于LED技术的不断提高，价格的逐渐下降，国家的大力扶持，隧道LED照明飞速发展，国内许多重要的隧道照明工程都使用了LED照明。科技部2009年启动“十城万盏”LED路灯应用示范城市方案，涵盖了北京、上海、深圳、武汉等21个国内发达城市，目前该计划进入第二阶段，将在50个城市建置200万盏示范LED路灯。LED在公路隧道中的使用价值也逐渐被认可，目前陕西、江西、浙江、上海、广东等省市都进行了LED隧道照明的试点应用。

然而由于对隧道照明的特殊性认识不足，LED光源本身也在发展中，LED隧道照明中出现了诸多现实问题，如光衰大，灯具结构不合理，照明均匀性差，隧道照明“斑马效应”，“黑洞效应”以及“白洞效应”严重，影响了行车安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种隧道照明***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种隧道照明***。

在本发明所述的隧道照明***中，包括：

光照度检测仪，用于采集隧道洞内外的亮度值；

控制设备，与所述光照度检测仪相连接，用于接收所述亮度值，结合内置的模型进行分析处理，根据分析处理的结果发出调光指令；

照明回路，与所述控制设备相连接，接收所述调光指令，调整照明回路的亮度，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。

优选地，所述光照度检测仪至少有四个，分别位于隧道内的入口段，过渡段，出口段和距离隧道入口外部200米处。

优选地，所述控制设备包括集中监控中心、总站控制器和灯具控制器。

优选地，所述内置的模型包括交通流预测模型、空气动力学模型、污染物扩散模型、洞内亮度预测模型。

优选地，所述照明回路包括基本照明线路和加强照明线路；其中基本照明指用于保证隧道内行车所必须要的照明，加强照明指消除出入口“白洞”和“黑洞”效应所需要的照明。

优选地，所述***还包括车流量传感器和车速传感器。

实施本发明的隧道照明***，具有以下有益效果：实现高速公路隧道的按需照明，对亮度实时动态调节，最大限度的降低照明***的能耗，节能能源及降低成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的隧道照明***的模块示意图。

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，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种基于“物联网”的高速公路隧道LED智能照明***，包括控制设备、传感器、通讯设备和受控设备，传感器采集受控设备运行参数和周边环境参数后传入控制设备中根据模糊运算模型计算出控制指令，控制受控设备工作。

上述的控制设备包括集中监控中心、总站控制器和灯具控制器，所述的传感器包括亮度及照度传感器、车流量传感器和车速传感器。

如图1所示，在本发明的隧道照明***，其特征在于，包括：光照度检测仪101、控制设备102、照明回路103。其中：

光照度检测仪101，用于采集隧道洞内外的亮度值。光照度检测仪至少有四个，分别位于隧道内的入口段，过渡段，出口段和距离隧道入口外部200米处。所述***还包括车流量传感器和车速传感器。

控制设备102，与光照度检测仪101相连接，用于接收亮度值，结合内置的模型进行分析处理，根据分析处理的结果发出调光指令。控制设备包括集中监控中心、总站控制器和灯具控制器。内置的模型包括交通流预测模型、空气动力学模型、污染物扩散模型、洞内亮度预测模型。

该***可以在对气候条件、洞外亮度、隧道内的交通工况以及路段与隧道的交通流特征等前端信息的实时采集基础上，结合数据库中的历史数据，采用智能模糊控制器、智能管理模块与自适应控制***，对公路隧道照明提供智能化的实时决策，达到整体上安全、环保与能耗最优的目的，填补现有隧道设施在实时能源优化技术上的空白。

照明回路103，与控制设备102相连接，接收调光指令，调整照明回路的亮度，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。照明回路包括基本照明线路和加强照明线路；其中基本照明指用于保证隧道内行车所必须要的照明，加强照明指消除出入口“白洞”和“黑洞”效应所需要的照明。隧道内的基本照明线路应布设3个回路，灯具分为1A、1B、1C交错接入线路，加强照明应布设3个回路，灯具分为2A、2B、2C交错接入线路，这样接线的好处当一配电线路出现故障后，不会影响整条支路的照明，而且还有利于调光。其中基本照明指用于保证隧道内行车所必须要的照明，加强照明指消除出入口“白洞”和“黑洞”效应所需要的照明。

隧道照明控制，是通过隧道内外设置的照度检测仪，根据检测的隧洞内外的光强度、交通流量与车流速度，经过模糊运算后控制隧道出入口附近的加强段和适应段的照明强度，根据交通流量与车流速度经过模糊运算后控制隧道中间段与出口段的照明强度，使驾驶员能尽快适应隧道内外的光强度变化，消除因光强变化所引起的视角障碍，减少事故障发生，降低能源消耗，延长灯具使用寿命。

本发明的隧道照明***的控制方式分为手动控制、分段进行的时序控制方式和根据洞内外的亮度值自动控制照明回路的全自动控制方式三种。总的来讲，隧道照明控制是根据气候条件、照度、速度及交通量流进行分级控制。

(1)手动控制方式

分为本地手控制方式和远程手动控制方式；本地手动控制是通过现场照明节能控制柜上的操作按钮实现的，当远程上位机或通信网络发生故障时才需要管理人员到现场手动控制回路亮度。远程手动控制在照明***工作站上实现。

(2)分段时序控制方式

分段时序控制是采用时序控制器控制隧道照明的各个照明配电回路，根据一天中不同时段而开启或关闭相应的照明回路。此种方式可照明***工作站上完现，当自动控制功能失灵时，可作为一种临时的补充节能控制，还需操作人员随时根据洞外天气情况、季节、亮度进行设置。

(3)自动调光控制

根据国标计算出各个段的照度，路面为水泥混凝土路面，平均亮度与平均照度的换算关系取：13lx/cd.m-2；计算如下：

1、入口段照度＝入口段亮度*13＝0.0035*4000*13＝1820lx

2、TR1亮度＝0.3×140＝42cd/m2；照度＝546lx

3、TR2亮度＝0.1×140＝14cd/m2；照度＝182lx

4、TR3亮度＝0.035×140＝4.9cd/m2；照度＝63.7lx

5、中间段亮度＝4.5cd/m2；照度＝58.5lx

6、出口段亮度＝5×4.5＝22.5cd/m2；照度＝292.5lx。

隧道照明的自动控制方式则是利用光照度检测仪分别采集隧道洞内外的亮度参数，经对比处理后，由照明***工作站下发控制指令到照明节能控制柜上，节能控制柜执行调节照明回路的亮度，使洞内的照明亮与外界自然光的亮度相适应。

在自动控制的变量中，除了亮度参数外，还要将车流量、车速、VI/CO参数引入到算法模型中，作为生成控制指令曲线的辅助条件，以达到既安全又节能的最佳效果。

对于自动调光控制，驾驶员的适应曲线和距离取决于洞内外亮度的差值和车速，一般采取一个停车视距。在隧道入口处和隧道内的入口段，过渡段，出口段设置光照度检测仪，一台光照度检测仪设安装在离隧道洞口的路离为行速度安全刹车距离，即测量在距离隧道洞口中心200米范围的亮度，其余的光照度检测仪分别安装在在隧道内的入口段、过渡段和出口段，光照度检测仪将自动检测的洞内光亮度值送入工作站进行分析，数据经处理后，由工作站下发调光指令，形成一个闭环控制。亮度调节范围应设有上限和下限值，其中亮度的下限值为保证行车安全的最低亮度值，亮度的上限值指消除“斑马效应”，“黑洞效应”以及“白洞效应”的最低亮度值；当采用实时控制方案光检测器发生故障时，监控工作站检测到故障信号后，激活时序控制策略，***转入时序控制。

隧道照明的自动控制方式是利用光照度检测仪分别采集隧道洞内外的亮度参数，将采集的实时亮度值与模型计算出来的所需亮度值经过对比并进行PID运算处理后，由照明***工作站下发控制指令到照明节能控制柜上，节能控制柜执行调节照明回路的亮度，使洞内的照明亮与外界自然光的亮度相适应。

其中节能控制柜对整条照明线路，采用的是支持热插拔的LED电源模块集中供电，并预留冗余电源模块，当某个电源模块损坏后，冗余电源模块自动开始运行，保证照明线路的正常运行。因为支持热插拔，更换模块时也无需切断电源。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

1.一种隧道照明***，其特征在于，包括：

光照度检测仪，用于采集隧道洞内外的亮度值；

2.根据权利要求1所述的隧道照明***，其特征在于，所述光照度检测仪至少有四个，分别位于隧道内的入口段，过渡段，出口段和距离隧道入口外部200米处。

3.根据权利要求1所述的隧道照明***，其特征在于，所述控制设备包括集中监控中心、总站控制器和灯具控制器。

4.根据权利要求1所述的隧道照明***，其特征在于，所述内置的模型包括交通流预测模型、空气动力学模型、污染物扩散模型、洞内亮度预测模型。

5.根据权利要求1所述的隧道照明***，其特征在于，所述照明回路包括基本照明线路和加强照明线路；其中基本照明指用于保证隧道内行车所必须要的照明，加强照明指消除出入口“白洞”和“黑洞”效应所需要的照明。

6.根据权利要求1所述的隧道照明***，其特征在于，所述***还包括车流量传感器和车速传感器。