CN107896411A - 隧道照明***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隧道照明***及其控制方法，隧道照明***包括多个灯具，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段，其中，隧道照明***的控制方法包括以下步骤：获取隧道外环境亮度和隧道内各段的实测照度；根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度；根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略；根据所述隧道内各段对应的调光控制策略控制隧道内各段对应的照明灯具的亮度。本发明技术方案能够可靠的进行隧道照明控制。

Description

隧道照明***及其控制方法

技术领域

本发明涉及隧道照明控制技术领域，特别涉及一种隧道照明***及其控制方法。

背景技术

随着国内高速公路的发展，山区隧道开凿越来越多，在隧道内采取相应的节能照明控制是保证设备维修，提高设备质量，保证运输安全的基本要求。

目前隧道内节能控制策略普遍采用远程控制***，远程控制***由于铺建了专门的远程控制***，使得维护人员减少了巡检工作，但同时也带来了一些新的问题。比如网络设备经常出现中断，导致网络维护成为隧道运营的关键因素，并且远程控制***还存在一定的信号延时，导致不能及时处理紧急事件，甚至由于远程控制***瘫痪，引起整个隧道运营***不能工作，造成巨大的损失。所以采用远程控制***不能稳定可靠的进行隧道节能照明的控制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种隧道照明***的控制方法，旨在提高隧道节能照明控制的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出一种隧道照明***的控制方法，其中，隧道照明***包括多个灯具，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段；该方法包括以下步骤：

S100、获取隧道外环境亮度和隧道内各段的实测照度；S200、根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度；S300、根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略；S400、根据所述隧道内各段对应的调光控制策略控制隧道内各段对应的照明灯具的亮度。

优选地，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口依次划分的第一入口加强段、第二入口加强段、第一过渡段、第二过渡段、中间段和出口段，且按隧道进口和出口；所述隧道照明***还包括加强照明灯具，所述第一入口加强段、第二入口加强段和出口段分别设有所述加强照明灯具；所述隧道照明***的控制方法还包括：S500、确定当前时间为白天还是夜晚；S600、确定当前时间为白天时，控制所述加强照明灯具开启；S700、确定当前时间为夜晚时，控制所述加强照明灯具关闭。

优选地，所述根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度具体包括:S210、确认获取的隧道外环境亮度是否处在调光阈值范围内；S220、当隧道外环境亮度处在调光阈值范围内时，根据获取的隧道外环境亮度和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度；S230、当隧道外环境亮度在调光阈值范围外时，根据调光阈值范围上限值或下限值和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度。

优选地，所述根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略具体包括：S310、将隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度进行除法运算得到对应的第一计算值；S320、当所述第一计算值为-5％～+5％时，继续采用当前的调光控制策略；S330、当所述第一计算值处于-5％～+5％之外时，获取第一计算值对应的调光控制策略作为当前的调光控制策略。

优选地，所述确定当前时间为白天还是夜晚具体包括：S510、获取隧道当地的经纬度参数；S520、根据获取的经纬度参数确定当地的日出日落时间；S530、根据获取的日出日落时间和当前时钟确定当前时间为白天还是夜晚。

本发明还提出一种隧道照明***，所述隧道照明***包括多个灯具、亮度采集模块，照度采集模块，调光集中器、以及存储在所述调光集中器的储存器上并可在所述调光集中器的处理器上运行的隧道照明***的控制程序，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段；所述亮度采集模块、所述照度采集模块、以及多个所述灯具均与调光集中器连接；其中，

所述亮度采集模块，用于采集隧道外环境亮度并输出给所述调光集中器；所述照度采集模块，用于采集隧道内各段照度并输出给所述调光集中器；所述隧道照明***的控制程序被所述调光集中器的处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

优选地，所述隧道照明***还包括经纬度采集模块，所述经纬度采集模块用于采集当地经纬度参数并输出给所述调光集中器。

本隧道照明***的控制方法中：首先、获取隧道外环境亮度和隧道内各段的实测照度；然后，根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度；接着，根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略；最后、根据所述隧道内各段对应的调光控制策略控制隧道内各段对应的照明灯具的亮度。由于本技术方案根据隧道外环境亮度根据调光控制策略实时控制隧道内各段亮度，调光控制策略保存在隧道照明***中，相对于现有技术，本发明技术方案具有可靠性高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明隧道照明***的控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明隧道照明***的控制方法另一实施例的流程示意图；

图3为图1中步骤S200一实施例的细化流程示意图；

图4为图1中步骤S300一实施例的细化流程示意图；

图5为图2中步骤S500一实施例的细化流程示意图；

图6为本发明隧道照明***一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种隧道照明***的控制方法。

请参阅图1，在本发明隧道照明***的控制方法一实施例中，隧道照明***包括多个灯具，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段；该方法包括以下步骤：

S100、获取隧道外环境亮度和隧道内各段的实测照度。

需要说明的是，亮度是指单位投影面积上的发光强度；照度是指表面上一点的照度是入射在包含该点的面元上的光通量与该面元面积之比。

隧道外环境亮度是指在接近段起点S处，距地面1.5m高正对隧道口方向20度视场实测得到的平均亮度。

在此，隧道照明分区段设置目的是为了满足视觉从高亮度向低亮度，或从低亮度向高亮度变化适应的需求。

S200、根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度。

需要说明的是，理论照度为保障隧道内驾驶员视觉需求，根据预设交通量变化的照度，将隧道外环境亮度转换为隧道内各段的理论照度目的在于对隧道内各段的实测照度进行分析对比，进而判断当前隧道内各段亮度是否满足隧道调光要求。

S300、根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略。

在此，根据得到的隧道内各段的理论照度与隧道内各段的实测照度进行强度比较，每段照度进行单独匹配，每一段对应一调光控制策略。

S400、根据所述隧道内各段对应的调光控制策略控制隧道内各段对应的照明灯具的亮度。

在此，调光控制策略包括控制各段照明灯具的亮度或者照度，例如，当某一段照明灯具的理论照度大于实测照度时，调光控制策略控制这段照明灯具进行补光，以达到各段照明灯具的理论照度与理论照度相匹配。

通过自动获取隧道外环境亮度和隧道内各段环境亮度，继而将数据进行转换对比，利用自身控制策略自动进行调光控制，解决远程控制***出现故障而导致不能节能控制的问题，提高了调光控制的可靠性。

请参阅图2，在本发明隧道照明***的控制方法另一实施例中，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口依次划分的第一入口加强段、第二入口加强段、第一过渡段、第二过渡段、中间段和出口段，双向交通隧道照明可划分为入口段照明、过渡段照明、中间段照明和出口段照明，本实施例中，将隧道内灯具分为六段，方便进行灯具的平均照度采集。

所述隧道照明***还包括加强照明灯具，所述隧道照明***的控制方法还包括：S500、确定当前时间为白天还是夜晚；S600、确定当前时间为白天时，控制所述加强照明灯具开启；S700、确定当前时间为夜晚时，控制所述加强照明灯具关闭。

需要说明的是，所述所述第一入口加强段、第二入口加强段和出口段分别设有所述加强照明灯具，为了满足隧道照明要求，隧道照明一般分为基本照明灯具、加强照明灯具和应急照明灯具，应急照明灯具是在紧急情况下开启，加强照明灯具只有在时段为白天时才开启，夜间隧道外环境亮度保持为零，加强照明灯具处于关闭状态，白天时，车流量大，车辆从隧道驶入时需要对各段灯光进行适应，所以需要定时对隧道内进行自动调光控制并开启加强照明灯具，黑夜时，各段灯具不进行调光保持原照明亮度并关闭照明灯具，以保证行车安全，进一步达到隧道照明节能的目的，而且还可避免出现设备在夜间自动控制加强照明灯具的误操作情况。

请参阅图3，优选地，所述根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度具体包括:

S210、确认获取的隧道外环境亮度是否处在调光阈值范围内。

需要说明的是，隧道照明控制***的控制方法在获取隧道外环境亮度后，首先对隧道外环境亮度进行判断是否处在预设的调光阈值范围内，调光阈值的下限值为零，调光阈值上限值根据隧道外天空面积百分比、隧道口朝向、隧道外环境和设计车速确定，隧道外天空面积百分比越大，隧道外调光阈值上限值越大，设计车速越大，隧道外调光阈值上限值越大。

S220、当隧道外环境亮度处在调光阈值范围内时，根据获取的隧道外环境亮度和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度。

需要说明的是，在隧道外环境亮度处于调光阈值范围内时，可照明获取的隧道外环境亮度进行换算，同时隧道外环境亮度决定入口段的亮度，而入口段的亮度决定过渡段的亮度，中间段的亮度需要依据统计的车流量和设计车速确定，即车流量越大，中间段的亮度越大；设计车速越大，中间段的亮度越大，同时中间段的亮度决定出口段亮度。

在此，第一入口加强段和第二入口段的亮度的计算公式为：

L_th1＝κ×L₂₀(S)

L_th2＝0.5×κ×L₂₀(S)

式中，L_th1表示第一入口段的亮度；L_th2表示第二入口段的亮度；κ表示入口段亮度折减系数，L₂₀(S)表示隧道外环境亮度。入口段亮度折减系数κ根据隧道设计车流量和车速进行取值。

在不同长度的隧道，第一入口加强段和第二入口段的亮度可按照计算值的不同百分比进行取值。

同时，第一过渡段和第二过渡段亮度的计算公式为：

L_tr1＝0.15×L_th1

L_tr2＝0.05×L_th1

式中，L_tr1表示第一过渡段的亮度；L_tr2表示第二过渡段的亮度，L_th1表示第一入口段的亮度。第一过渡段和第二过渡段的亮度按照3：1划分。

同时，中间段亮度L_in根据隧道设计的车速和车流量进行取值。

同时，出口段亮度的计算公式为：

L_ex＝k×L_in

式中，L_ex表示出口段亮度，L_in表示中间段亮度，k的取值范围在3到5之间。

平均亮度与平均照度间的反射系数需实测确定；平均照度与平均亮度计算公式为：

L＝R×E

L表示亮度，R表示反射系数，E表示照度。

所以通过上述换算方法，可以根据获取的隧道外环境亮度获取隧道内各段的理论亮度。

S230、当隧道外环境亮度在调光阈值范围外时，根据调光阈值范围上限值或下限值和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度。

当隧道外环境亮度在调光阈值范围外时，即当前隧道外环境亮度已达到最强亮度或者最弱亮度，最强亮度一般发生在白昼的中午时刻，此时隧道照明***的控制方法根据预设阈值上限或者下限结合上述预设计算公式确认隧道内各段理论照度。

请参阅图4，优选地，所述根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略具体包括：

S310、将隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度进行除法运算得到对应的第一计算值；

S320、当所述第一计算值为-5％～+5％时，继续采用当前的调光控制策略；

S330、当所述第一计算值处于-5％～+5％之外时，获取第一计算值对应的调光控制策略作为当前的调光控制策略。

需要说明的是，隧道内各段的理论照度与隧道内各段的实测照度的第一计算值用公式表示为：

式中，L₁表示隧道内的理论照度，L₂表示隧道内的实测照度，M为第一计算值。

在所述第一计算值在-5％～+5％时，则不需要进行调光控制，采用当前的调光控制的策略极性调光控制；当第一计算值超出了-5％～+5％时，则需要对隧道内各段灯具分别进行调光处理，第一计算值越小，调光精度越高，调光效果越好。

请参阅图5，可选地，所述确定当前时间为白天还是夜晚具体包括：

S510、获取隧道当地的经纬度参数。

需要说明的是，各个隧道所处位置的经纬度各有不同，所以在获取经纬度参数时必须根据当前的位置进行测量。

S520、根据获取的经纬度参数确定当地的日出日落时间。

需要说明的是，所处经纬度不同，日出日落的时间也不相同，在春分日之后、秋分日之前，纬度越高日出越早，日落越晚，根据预设算法可计算出当地日出日落时间。

S530、根据获取的日出日落时间和当前时钟确定当前时间为白天还是夜晚，在确定了日出时间和日落时间后，就知道了白天区间和夜间区间，根据判断当前时钟落在哪个区间时则可以确定当前时间处于白天还是夜间。

如图6所示，本发明还提出一种隧道照明***，所述隧道照明***包括多个灯具40、亮度采集模块20，照度采集模块30，调光集中器10、以及存储在调光集中器10的储存器上并可在调光集中器10的处理器上运行的隧道照明***的控制程序，多个灯具40自隧道进口至隧道出口划分多段；亮度采集模块20、照度采集模块30、以及多个灯具40均与调光集中器10连接；其中，

亮度采集模块20，用于采集隧道外环境亮度输出给所述调光集中器；

照度采集模块30，用于采集隧道内各段实测照度并输出给调光集中器10；

所述隧道照明***的控制程序被调光集中器10的处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本发明隧道照明***通过亮度采集模块20获取隧道外环境亮度以及根据照度采集模块30获取隧道內各段照度，亮度采集模块20、照度采集模块30、以及多个灯具40均与调光集中器10连接，将隧道照明***的控制方法存储在调光集中器10中，调光集中器10对接收到的亮照度进行存储并处理，继而输出对应的控制策略到各段照明灯具进行调光控制，调光集中器10自主控制亮度变化，自主补偿隧道内各段亮度，可靠性高。

进一步地，所述隧道照明***还包括经纬度采集模块50，经纬度采集模块50用于采集当地经纬度参数并输出给调光集中器10，调光集中器10同时接收当地经纬度参数进行分析处理，判断当前的时间为白天还是夜晚，在白天时，调光集中器10控制出入口的加强照明灯具开启，在夜晚时，调光集中器10控制出入口的加强照明灯具关闭，防止隧道照明***误操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种隧道照明***的控制方法，其特征在于，隧道照明***包括多个灯具，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段；该方法包括以下步骤：

S100、获取隧道外环境亮度和隧道内各段的实测照度；

S200、根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度；

S300、根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略；

S400、根据所述隧道内各段对应的调光控制策略控制隧道内各段对应的照明灯具的亮度。

2.如权利要求1所述的隧道照明***的控制方法，其特征在于，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口依次划分的第一入口加强段、第二入口加强段、第一过渡段、第二过渡段、中间段和出口段；所述隧道照明***还包括加强照明灯具，所述第一入口加强段、第二入口加强段和出口段分别设有所述加强照明灯具；所述隧道照明***的控制方法还包括：

S500、确定当前时间为白天还是夜晚；

S600、确定当前时间为白天时，控制所述加强照明灯具开启；

S700、确定当前时间为夜晚时，控制所述加强照明灯具关闭。

3.如权利要求1所述的隧道照明***的控制方法，其特征在于，所述根据获取的隧道外环境亮度确定隧道内各段的理论照度具体包括:

S210、确认获取的隧道外环境亮度是否处在调光阈值范围内；

S220、当隧道外环境亮度处在调光阈值范围内时，根据获取的隧道外环境亮度和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度；

S230、当隧道外环境亮度在调光阈值范围外时，根据调光阈值范围上限值或下限值和预设计算公式计算出隧道内各段对应的理论亮度，并根据隧道内各段对应的理论亮度和预设的反射系数确定隧道内各段的理论照度。

4.如权利要求3所述的隧道照明***的控制方法，其特征在于，所述根据隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度匹配隧道内各段对应的调光控制策略具体包括：

S310、将隧道内各段的实测照度和隧道内各段的理论照度进行除法运算得到对应的第一计算值；

S320、当所述第一计算值为-5％～+5％时，继续采用当前的调光控制策略；

S330、当所述第一计算值处于-5％～+5％之外时，获取第一计算值对应的调光控制策略作为当前的调光控制策略。

5.如权利要求2所述的隧道照明***的控制方法，其特征在于，所述确定当前时间为白天还是夜晚具体包括：

S510、获取隧道当地的经纬度参数；

S520、根据获取的经纬度参数确定当地的日出日落时间；

S530、根据获取的日出日落时间和当前时钟确定当前时间为白天还是夜晚。

6.一种隧道照明***，其特征在于，所述隧道照明***包括多个灯具、亮度采集模块，照度采集模块，调光集中器、以及存储在所述调光集中器的储存器上并可在所述调光集中器的处理器上运行的隧道照明***的控制程序，多个所述灯具自隧道进口至隧道出口划分多段；所述亮度采集模块、所述照度采集模块、以及多个所述灯具均与调光集中器连接；其中，

所述亮度采集模块，用于采集隧道外环境亮度并输出给所述调光集中器；

所述照度采集模块，用于采集隧道内各段照度并输出给所述调光集中器；

所述隧道照明***的控制程序被所述调光集中器的处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

7.如权利要求6所述的隧道照明***，其特征在于，所述隧道照明***还包括经纬度采集模块，所述经纬度采集模块用于采集当地经纬度参数并输出给所述调光集中器。