CN106332345B - 连续隧道群智慧照明*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道照明控制***，所述***包括：接收到环境信息参数和车辆信息参数后，计算隧道内各个路段所需要的亮度，根据环境能见度判断是否调节色温，将计算得到的隧道内各路段和洞外引道段的亮度值和色温值传送至照明灯具调光模块，所述照明灯具调光模块接收软件***控制模块发出的调光指令后，控制隧道内各路段的LED照明灯具调节至软件***控制模块设定的亮度值和色温值，实现上一出口段至下一入口段间照明亮度的均匀过渡。***控制方式简单方便，根据不同的环境参数和车流状况，智能控制连续隧道群内各隧道段洞内各路段和洞外引道段的亮度和色温，保证连续隧道群内各段隧道段间灯具照明亮度的均匀过渡。
Description
技术领域
本发明涉及隧道照明控制领域，更具体地讲，涉及一种连续隧道群智慧照明控制***。
背景技术
现如今，隧道照明控制方式主要包括人工控制，时序控制和自动调光控制。人工控制需由专人负责照明管理，根据不同时段和天气等环境因素，主观决定灯具开关数量和方式。这种控制方式导致运营成本高，科学智能化极低；时序控制根据白天黑夜分时段对灯具亮度调节，这种方式未考虑洞外亮度、车流量等因素对隧道内实际亮度的需求。自动控制是根据洞内外亮度值控制各个照明回路的开关，从节能、经济方面考虑，自动控制方式优于其他两种控制方式，国内大多数隧道照明***都采用了自动控制方式。
现阶段国内的隧道照明自动控制***仅局限于对亮度的自动控制，对于LED照明灯具色温的控制还没有涉及，目前国内公路隧道照明所使用的LED照明灯具普遍采用色温固定设置在5500K以上的冷白光，虽然体现了LED照明灯具在道路照明中高显色性的优势，但是在大雾、雨天等能见度差的环境下，冷白色的LED光线不易被驾驶人员识别，使人产生LED灯具光穿透性差的感觉，研究表明3000K~3500K的暖白光在低能见度条件下，具有更好的穿透性和识别度。
隧道照明***通过自动控制，可以实现洞内各段亮度的自动调节，然而对于连续隧道群，隧道与隧道之间的洞外引道照明普遍采用城市道路照明的的设计标准，不能与隧道内的照明亮度很好的衔接过渡，驾驶人员驾驶车辆穿行于连续隧道段时，由于洞内亮度和洞外引道亮度的不均匀过渡，容易使驾驶人员进出隧道时产生明暗洞效应，不利于行车安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续隧道群智慧照明控制***，旨在通过采集环境信息和车辆信息，智能控制连续隧道群洞内和洞外引道照明亮度和色温的变化，保证连续隧道群的洞外引道照明亮度从上一段隧道出口均匀过渡至下一段隧道入口，避免驾驶员驾驶车辆穿越连续隧道时产生明暗洞效应，同时在低能见度条件下，提高洞外引道段灯光穿透性，保障行车安全。
为了实现上述目的，提供一种连续隧道群智慧照明控制***，隧道群智慧照明控制***，应用于由至少两个连续隧道组成的连续隧道群，照明路段分为上一隧道的出口段、两隧道间引导段、下一隧道的入口段、过渡段、中间段及隧道出口段，所述的***包括：
环境信息采集模块，用于采集各照明路段的环境信息参数，所述环境信息参数包括亮度值、能见度；
车辆信息采集模块，用于采集各照明路段的车辆信息参数，所述车辆信息参数至少包括车流量、车辆行驶速度；
***软件控制模块，用于基于所述的环境信息参数、车辆信息采集信息参数查询预设照明标准确定隧道内各个路段所需要的目标光照度，根据上一隧道的出口段和下一隧道的入口段的亮度值，查询预设照明标准确定两隧道间引导段所需要的目标光照度，根据所述的能见度查询预设照明标准确定隧道灯组的目标色温值，基于所述的目标光照度、目标色温值，生成各照明路段的调光控制指令；
照明灯具调光模块，根据调光指令驱动各隧道灯组达到相应的亮度值和色温值，各隧道灯组独立控制，有选择性的关闭或开启，实现了上一隧道出口段至下一隧道入口段间照明亮度的均匀过渡。
进一步地，环境信息采集模块包括采集隧道外亮度的亮度仪以及采集隧道内、外能见度的能见度传感器，其中所述的亮度仪、能见度传感器和隧道灯组设置在同一支撑杆上。
进一步地，所述环境信息采集模块包括微波设备，通过所述微波设备监测车流量大小和车辆行驶速度。
进一步地，所述照明灯具调光模块包括多组隧道灯组以及与各隧道灯组电连接的驱动单元，所述驱动单元包括：控制器、稳压转换器，其中，所述控制器通过导线分别与220V交流电源和所述稳压转换器相连，所述控制器通过Zigbee无线网与照明灯具调光模块通信，根据调光控制指令将220V交流电源和稳压转换器导通，同时向稳压转换器发送PWM信号；所述稳压转换器接收控制器发送的PWM信号并将220v电压转换成隧道灯组所对应的电压，对隧道灯组供电。
进一步地，所述隧道灯组为由两种或两种以上不同色温的LED灯珠排列组合形成的LED光源灯组，通过控制所述两种或两种以上不同色温的LED灯珠调节各隧道灯组的色温和亮度。
进一步地，还包括探测触发模块，用于探测车辆与所述隧道灯组之间的距离，当车辆与隧道灯组之间的距离小于以所述隧道灯组的中心为圆心的第一预设半径时，触发环境信息采集模块采集各照明路段的环境信息参数，车辆信息采集模块采集各照明路段的车辆信息参数；当车辆与隧道灯组之间的距离小于以所述隧道灯组的中心为圆心的第二预设半径时，照明灯具调光模块控制隧道灯组进行照明。
进一步地，所述第二预设半径为相邻隧道灯组之间距离的1.5倍或驾驶员夜间行驶有效视距的1.5倍。
进一步地，所述车辆信息采集模块包括3组红外传感器、车流量计算单元、车速计算单元，第一组红外传感器捕获车辆计数信号a1，时间信号t1，第二组红外传感器捕获车辆计数信号a2，时间信号t2，第三组红外传感器捕获车辆计数信号a3，时间信号t3，将上述信号上传至所述的车流量计算单元、车速计算单元；
其中，所述车速计算单元根据如下公式计算车辆速度
其中，V表示车辆通过红外传感器时的平均车速，S1表示相邻两个红外传感器之间的距离，t1表示车辆通过第一组红外传感器时的时间点，t3表示车辆通过第三组红外传感器时的时间点；
车流量计算单元，车辆平均速度V和车辆个数N，统计得出一段时期内、隧道车流量，其中，车辆个数N通过如下公式计算得到：N=(a1+a2+a3)/3。
进一步地，设置亮度值、能见度车流量、车辆行驶速度对应的亮度值权重，采用加权平均法计算公式得到目标光照度。
本发明公开的这种连续隧道群智慧照明控制***，采用设置在洞外的亮度仪和微波传感器，监测洞外亮度、车流量大小和车辆行驶速度，并以此为基础，根据公路隧道照明设计细则的要求，计算隧道内实际需要的亮度值，智能控制隧道内LED灯具的亮度，更能实现洞外引道段灯具照明亮度从上一隧道出口段亮度值均匀过渡到下一隧道入口段的亮度值。该智慧控制***能够根据环境参数智慧控制连续隧道群洞内亮度和色温，并实现两端隧道间洞外引道照明亮度的均匀过渡，保证驾驶人员穿越连续隧道段不出现明暗洞效应。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的控制***结构示意图；
图2为本发明的控制***工作流程图；
图3为本发明结合连续隧道群的工作示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示的连续隧道群智慧照明***，包括环境信息采集模块1、车辆信息采集模块2、软件***控制模块3、照明灯具调光模块4。环境信息采集模块1采集隧道外亮度和能见度，车辆信息采集模块2采集车流量大小和车辆行驶速度，环境信息采集模块1和车辆信息采集模块2将监测到的数据信息传送至软件***控制模块3，所述软件***控制模块3接收到环境信息参数和车辆信息参数后，根据公路隧道照明设计细则计算隧道内各个路段所需要的亮度，根据能见度判断是否需要调节色温，并将该亮度值和色温值传送至照明灯具调光模块4，所述照明灯具调光模块4接收软件***控制模块发出的调光指令后，控制隧道内和洞外引道的LED照明灯具，调节至软件***控制模块设定的亮度值和色温值。
如图2和图3所示，连续隧道群智慧照明***的具体工作流程如下，以第一段隧道段为例具体阐述，其余隧道段的控制原理相同：
S1：环境信息采集模块1中的能见度传感器采集环境能见度；
S2：环境信息采集模块1中的亮度仪采集隧道外亮度；
S3：车辆信息采集模块2中的微波传感器采集车流量大小、车辆行驶速度；
S4：***软件控制模块3接收到隧道外亮度和车流量大小、车辆行驶速度的信息，根据《公路隧道照明设计细JTG/TD70/2—01—2014》计算洞内各路段的亮度；
S5：***软件控制模块3根据采集到的能见度信息，判断是否达到低能见度限值，达到低能见度限值，则发出调节色温指令，将色温调节至3000K~3500K的暖白光；没有达到低能见度限值，则色温不做调节；
S6：***软件控制模块3将调光指令发送给照明灯具控制模块4的总控制器；
S7：总控制器4将***软件控制模块3的调光指令分配给隧道照明控制单元一和洞外引道控制单元一；
S8：隧道照明控制单元一接收到对应的调光指令后，向各个分段控制器发出调光信号；洞外引道控制单元一接收到对应的调光指令后，对洞外引道段的各个灯具发出调光信号；
S9：各控制器控制LED照明灯具调节至***软件控制模块所要求的亮度和色温。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种连续隧道群智慧照明***，应用于由至少两个连续隧道组成的连续隧道群，其特征在于，照明路段分为上一隧道的出口段、两隧道间引导段、下一隧道的入口段、过渡段、中间段及隧道出口段，所述的***包括：
环境信息采集模块，用于采集各照明路段的环境信息参数，所述环境信息参数包括亮度值、能见度；
车辆信息采集模块，用于采集各照明路段的车辆信息参数，所述车辆信息参数至少包括车流量、车辆行驶速度；
***软件控制模块，用于基于所述的环境信息参数、车辆信息采集信息参数查询预设照明标准确定隧道内各个路段所需要的目标光照度，根据上一隧道的出口段和下一隧道的入口段的亮度值，查询预设照明标准确定两隧道间引导段所需要的目标光照度，根据所述的能见度查询预设照明标准确定隧道灯组的目标色温值，基于所述的目标光照度、目标色温值，生成各照明路段的调光控制指令；
照明灯具调光模块，根据调光指令驱动各隧道灯组达到相应的亮度值和色温值，各隧道灯组独立控制，有选择性的关闭或开启，实现了上一隧道出口段至下一隧道入口段间照明亮度的均匀过渡。
2.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征在于，环境信息采集模块包括采集隧道外亮度的亮度仪以及采集隧道内、外能见度的能见度传感器，其中所述的亮度仪、能见度传感器和隧道灯组设置在同一支撑杆上。
3.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征在于，所述环境信息采集模块包括微波设备，通过所述微波设备监测车流量大小和车辆行驶速度。
4.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，所述照明灯具调光模块包括多组隧道灯组以及与各隧道灯组电连接的驱动单元，所述驱动单元包括：控制器、稳压转换器，其中，所述控制器通过导线分别与220V交流电源和所述稳压转换器相连，所述控制器通过Zigbee无线网与照明灯具调光模块通信，根据调光控制指令将220V交流电源和稳压转换器导通，同时向稳压转换器发送PWM信号；所述稳压转换器接收控制器发送的PWM信号并将220v电压转换成隧道灯组所对应的电压，对隧道灯组供电。
5.根据权利要求4所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，所述隧道灯组为由两种或两种以上不同色温的LED灯珠排列组合形成的LED光源灯组，通过控制所述两种或两种以上不同色温的LED灯珠调节各隧道灯组的色温和亮度。
6.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，还包括探测触发模块，用于探测车辆与所述隧道灯组之间的距离，当车辆与隧道灯组之间的距离小于以所述隧道灯组的中心为圆心的第一预设半径时，触发环境信息采集模块采集各照明路段的环境信息参数，车辆信息采集模块采集各照明路段的车辆信息参数；当车辆与隧道灯组之间的距离小于以所述隧道灯组的中心为圆心的第二预设半径时，照明灯具调光模块控制隧道灯组进行照明。
7.根据权利要求6所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，所述第二预设半径为相邻隧道灯组之间距离的1.5倍或驾驶员夜间行驶有效视距的1.5倍。
8.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，所述车辆信息采集模块包括3组红外传感器、车流量计算单元、车速计算单元，第一组红外传感器捕获车辆计数信号a1，时间信号t1，第二组红外传感器捕获车辆计数信号a2，时间信号t2，第三组红外传感器捕获车辆计数信号a3，时间信号t3，将上述信号上传至所述的车流量计算单元、车速计算单元；
其中，所述车速计算单元根据如下公式计算车辆速度
其中，V表示车辆通过红外传感器时的平均车速，S1表示相邻两个红外传感器之间的距离，t1表示车辆通过第一组红外传感器时的时间点，t3表示车辆通过第三组红外传感器时的时间点；
车流量计算单元，车辆平均速度V和车辆个数N，统计得出一段时期内、隧道车流量，其中，车辆个数N通过如下公式计算得到：N=(a1+a2+a3)/3。
9.根据权利要求1所述的连续隧道群智慧照明***，其特征还在于，设置亮度值、能见度车流量、车辆行驶速度对应的亮度值权重，采用加权平均法计算公式得到目标光照度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 210008 99-195 Taiwan Central Road, Nanjing science and Technology Industrial Park, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Long Road Traffic Engineering Co., Ltd. Address before: 211800 Nanjing science and Technology Industrial Park across the Taiwan Strait, Jiangsu, No. 99-195 Patentee before: JIANGSU CHANGLU ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Intelligent lighting system for continuous tunnel group Effective date of registration: 20200414 Granted publication date: 20180330 Pledgee: Bank of China Limited Nanjing City Branch Pledgor: JIANGSU CHANGLU TRAFFIC ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2020980001476 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210809 Granted publication date: 20180330 Pledgee: Bank of China Limited Nanjing City Branch Pledgor: JIANGSU CHANGLU TRAFFIC ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2020980001476 |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 210008 No. 99-195 Taizhong Road, Science and Technology Industrial Park on both sides of the Taiwan Strait, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Changlu Zhizao Technology Co.,Ltd. Address before: No. 99-195, Taizhong Road, cross strait science and Technology Industrial Park, Nanjing, Jiangsu 210008 Patentee before: JIANGSU CHANGLU TRAFFIC ENGINEERING Co.,Ltd. |