CN111752253A - 基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法，包括：隧道照明及排风信息采集装置，用于采集隧道照明及排风信息；智能网关，与所述隧道照明及排风信息采集装置相连，用于获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法。本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法基于智能网关在网络、计算、存储、应用核心能力的优势，实现对公路隧道控照明及排风的控制，以满足公路隧道的控制需求。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制的技术领域，特别是涉及一种基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法。
背景技术
2019年1月18日，交通运输部办公厅印发了《促进公路隧道提质升级行动方案》，为落实提质升级行动要求指导公路隧道提质升级行动的实施，交通运输部公路局组织编制了《公路隧道提质升级行动技术指南》，以下简称《指南》。《指南》基于现行相关标准规范规定，结合国内公路隧道实际和工程实践经验，吸收近年来公路隧道运营养护管理相关技术成果提出了以照明、通风、交通安全设施等为重点的隧道提质升级总体实施要求、排查评估方法、技术要点。
根据《指南》，照明设施自动控制可采用以下三种方式之一或组合：一是检测洞口内外亮度值，经计算处理后，控制照明工况；二是根据洞内外亮度、时间、交通量、平均车速、供电电压、天气条件等控制参数，并结合光源特性制订控制方案，控制照明工况；三是按时间区间预先编制程序调控照明亮度。
根据《指南》，通风设施自动控制可采用以下三种方式之一或组合：一是检测隧道内的能见度、一氧化碳浓度和风速风向，控制风机运转；二是根据检测的交通量数据，实时了解隧道内交通量、行车速度、车辆构成等，通过交通流状况分析并计算出车辆排放量，控制风机运转；三是按时间区间预先编制程序控制风机运转。
为配合公路隧道的照明和排风提质升级技术要点，公路隧道原有的控制***必须进行升级改造。常规的升级改造，必须对公路隧道原有的控制***添加相应的程序算法，但是由于公路隧道分布较为分散，涉及的控制***种类繁多，程序升级改造的工作量繁重。同时在原有控制***本身进行程序升级改造，对控制***原有的控制功能可能造成影响，原有控制***的也未必有足够预留的IO点数支持升级改造的功能，因此如何能便利快捷可靠的实现公路隧道控制***的升级改造，成为了提质升级实施的关键难点。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法，基于智能网关在网络、计算、存储、应用核心能力的优势，实现对公路隧道控照明及排风的控制，以满足公路隧道的控制需求。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于智能网关的隧道照明及排风控制***，包括：隧道照明及排风信息采集装置，用于采集隧道照明及排风信息；智能网关，与所述隧道照明及排风信息采集装置相连，用于获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法。
于本发明一实施例中，还包括隧道控制***，包括控制终端和云端服务器；所述智能网关与所述云端服务器和所述控制终端相连，所述控制终端用于接收所述智能网关发送来的控制算法，并根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备；所述云端服务器用于存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据。
于本发明一实施例中，所述隧道控制***还包括本地服务器，所述本地服务器与所述控制终端和所述云端服务器相连，用于存储所述控制终端发送来的备份数据，并上传至所述云端服务器。
于本发明一实施例中，所述备份数据包括历史控制数据和***运行信息。
于本发明一实施例中，所述隧道照明及排风信息采集装置包括传感器和开关信号发生器。
于本发明一实施例中，所述智能网关通过自身配置的IO口与所述隧道照明及排风信息采集装置相通信。
于本发明一实施例中，所述智能网关基于边缘计算功能生成隧道照明参数计算指令、隧道照明亮度参数计算指令和隧道排烟参数计算指令来实现对所述隧道照明及排风信息采集装置的参数控制。
于本发明一实施例中，所述隧道照明参数包括入口段折减系数、洞外亮度、路面亮度总均匀度理论值及路面中线亮度纵向均匀度理论值；所述隧道照明亮度参数包括入口段、过渡段、中间段和出口段的亮度；所述隧道排烟参数包括隧道火灾最大热释放取值和火灾临界风速取值。
于本发明一实施例中，所述智能网关还用于与远程服务器相通信，以实现远程诊断、远程更新和远程监控。
另外，本发明提供一种基于智能网关的隧道照明及排风控制方法，包括以下步骤：
基于隧道照明及排风信息采集装置采集隧道照明及排风信息；
基于智能网关获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法；
基于控制终端根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备；
基于本地服务器存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据；
基于云端服务器备份所述本地服务器中的数据，以便于客户端进行远程访问。
如上所述，本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法，具有以下有益效果：
(1)利用智能网关边缘计算的能力，将隧道照明及排风子***的控制需求要求进行整理，实现指令化和参数化，减轻了程序开发的难度，缩短开发周期；
(2)利用智能网关自带的IO接口，直接控制隧道照明及排风子***的相关接口，无需占用原有控制***的IO接口，也无须进行额外的IO接口扩展，可以对公路隧道的照明和排风子***进行直接控制，降低了***改造难度；
(3)智能网关支持多种标准工业协议，能够在不改变原有公路隧道控制***配置和程序的前提下，解决了《公路隧道提质升级行动技术指南》中隧道照明及排风子***的提质升级的技术需求；
(4)能够根据公路隧道运营情况的大数据的分析，推理未来变化趋势，通过智能网关的远程运维功能，能够及时地对算法进行调整；
(5)通过智能网关的协议转换、支持虚拟通道和数据穿透等功能，能够对隧道的照明和排风子***算法程序进行远程更新与升级，无需现场进行技术支持服务，极大地节约了项目实施成本，对公路隧道***的远程运行维护提供了很好的解决方案；
(6)通过利用智能网关的边缘计算功能进行指令化封装，可以快速完成隧道照明及排风子***的部署，简化现场改造升级工作，降低现场改造升级难度，并通过远程运维及时调整算法，及时响应公路隧道现场运行情况的变化。
附图说明
图1显示为本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***于一实施例中的结构示意图；
图2显示为本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***于另一实施例中的结构示意图；
图3显示为本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制方法于一实施例中的流程图。
元件标号说明
1 隧道照明及排风信息采集装置
2 智能网关
3 云端服务器
4 控制终端
5 本地服务器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
工业智能网关又称工业物联网网关，作为连接感知层与网络层的纽带，智能网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换。智能网关适合作为大规模的分布式设备的接入节点，内嵌协议分析器可以通过协议分析把现场设备的数据先收集到网关节点计算分析，并传送到云服务节点，方便客户的应用***的接入；同时支持虚拟通道和数据穿透，能实现***远程维护(***远程诊断，远程监控和远程上下载程序)。因此，本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法基于智能网关在网络、计算、存储、应用核心能力的优势，能够实现对公路隧道控照明及排风的控制，以满足公路隧道的控制需求，且无需对现有控制***进行改造，简化了流程，极具实用性。
如图1所示，于一实施例中，本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***包括：
隧道照明及排风信息采集装置1，用于采集隧道照明及排风信息。
具体地，所述隧道照明及排风信息采集装置包括传感器和开关信号发生器，用于采集隧道照明信息和隧道排风信息。
智能网关2，与所述隧道照明及排风信息采集装置1相连，用于获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法。
具体地，通过智能网关上自带的IO接口，可以直接对公路隧道的照明及排风信息采集装置进行控制，无需占用现有控制***的IO接口，也无需进行额外的IO接口的扩展。
边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。因此，本发明利用智能网关自有的边缘计算功能，方便地对隧道照明及排风进行控制。
在《公路隧道提质升级行动技术指南》中，照明及排风等机电设施的技术指标如下：
一、照明
各等级公路隧道照明设置条件应符合下列要求：
1)长度L＞200m的高速公路隧道、一级公路隧道应设置照明。
2)长度100m＜L≤200m的高速公路光学长隧道、一级公路光学长隧道应设置照明。
3)长度L＞1000m的二级公路隧道应设置照明；长度500m＜L≤1000m的二级公路隧道宜设置照明；三级、四级公路隧道应结合公路功能及重要性、交通特征、当地经济状况、隧道所在路段的电源情况等条件确定。
4)长度L＞500m的高速公路隧道应设置应急照明***，长度L＞1000m的一级、二级公路隧道应设置应急照明***；二级、四级公路隧道应结合公路功能及重要性、交通特征、当地经济状况、隧道所在路段的电源情况等条件确定。
二、各照明段落亮度指标
1)入口段
入口段宜划分为TH1、TH2两个照明段，与之对应的亮度应分别按下式计算：
Lth1＝k×L20(S)
Lth2＝0.5×k×L20(S)
其中，Lth1表示入口段TH1的亮度(cd/m2)；Lth2表示入口段TH2的亮度(cd/m2)；K表示入口段亮度折减系数，可按1取值；L20(S)表示洞外亮度(cd/m2)，可按表2取值，鼓励采用实测最大洞外亮度。
表1、入口段亮度折减系数k
其中，当交通量在其中间值时，按线性内插取值。小时交通量根据年平均日交通量换算，山岭重丘区可取12％，平原微丘区可取10％，城镇附近可取9％。
表2、洞外亮度L20(S)
其中，天空面积百分比指20。南洞口指北行车辆驶入的洞口，北洞口指南行车辆驶入的洞口；东洞口与西洞口取用南洞口与北洞口之中间值；暗环境指洞外景物(包括洞门建筑)反射率低的环境，亮环境指洞外景物(包括洞门建筑)反射率高的环境；当天空面积百分比处于表中两档之间时，按线性内插取值。
2)过渡段
过渡段宜划分为TR1、TR2、TR3三个照明段，与之对应的亮度应按下式计算：
Ltr1＝0.15×Lth1
Ltr2＝0.05×Lth1
Ltr3＝0.02×Lth1
长度L≤300m的隧道，可不设置过渡段加强照明；长度300m＜L≤500m的隧道，当在过渡段TR1，能完全看到隧道出口时，可不设置过渡段TR2、TR3加强照明；当TR3的亮度Ltr3不大于中间段亮度Lin的2倍时，可不设置过渡段TR3加强照明。
3)中间段
中间段亮度按表3取值。
表3、中间段亮度Lin
其中，当设计速度为l00km/h时，中间段亮度可按80km/h对应亮度取值；当设计速度为120km/h时，中间段亮度可按l00km/h才应亮度取值。
4)路面亮度
路面亮度总均匀度应不低于表4所示值。
表4、路面亮度总均匀度U0
其中，当交通量在其中间值时，按线性内插取值。
5)路面中线亮度
路面中线亮度纵向均匀度应不低于表5所示值。
表5、路面中线亮度纵向均匀度U1
其中，当交通量在其中间值时，按线性内插取值。
6)出口段
出口段宜划分为EX1、EX2两个照明段，每段长度宜取30m，与之对应的亮度应按下式计算：
Lex1＝3×Lin
Lex2＝5×Lin
其中，长度L≤300m的直线隧道可不设置出口段加强照明；长度300m＜L≤500m的直线隧道可仅设置EX2出口段加强照明。
7)均匀度计算
a)路面亮度总均匀度
路面亮度总均匀度可按下式计算：U0＝Lmin/Lav。其中，U0表示路面亮度总均匀度；Lmin表示计算区域内路面最小亮度(cd/m2)；Lav表示路面平均亮度(cd/m2)。
b)路面中线亮度纵向均匀度
路面中线亮度纵向均匀度可下式计算：U1＝L′min/L′max。其中，U1表示路面中线亮度纵向均匀度；L′min表示路面中线最小亮度(cd/m2)；L′max表示路面中线最大亮度(cd/m2)。
三、公路隧道机械通风设置条件
1)双向交通隧道，当符合L×N≥6×105的条件时，应设置机械通风。其中，L表示隧道长度(m)；N表示小时交通量(veh/h)。
2)单向交通隧道，当符合L×N≥2×105的条件时，应设置机械通风。
3)长度L＞1000m的高速公路和一级公路隧道，以及长度L＞2000m的二级、三级、四级公路隧道应设置机械排烟***。
四、公路隧道排烟设置条件
1)公路隧道火灾最大热释放功率应按表6取值.
表6、隧道火灾最大热释放率取值(MW)
2)采用纵向排烟的公路隧道排烟风速宜按表7所列火灾临界风速取值。
表7、火灾临界风速
因此，针对以上照明及排风等机电设施的技术指标，本发明通过智能网关的边缘计算计算功能，进行了算法研究，形成专用的算法模型指令，利用参数化设置和指令化处理可以极大简化编程人员操作，达到快速部署照明及排风程序算法的目的。
具体地，所述智能网关基于边缘计算功能生成隧道照明参数计算指令、隧道照明亮度参数计算指令和隧道排烟参数计算指令来实现对所述隧道照明及排风信息采集装置的参数控制。于本发明一实施例中，所述隧道照明参数包括入口段折减系数、洞外亮度、路面亮度总均匀度理论值及路面中线亮度纵向均匀度理论值；所述隧道照明亮度参数包括入口段、过渡段、中间段和出口段的亮度；所述隧道排烟参数包括隧道火灾最大热释放取值和火灾临界风速取值。
具体地，上述各个指令的计算过程如下：
1)TunnelLTPar指令(隧道照明参数计算指令)
依据交通量、公路长度、洞口朝向、设计速度等条件计算入口段折减系数、洞外亮度、路面亮度总均匀度理论值及路面中线亮度纵向均匀度。表8中源数据1为输入参数首地址，源数据2为计算结果首地址。
表8、隧道照明参数信息
当输入参数为单向交通，南洞口，交通量N为1800[veh/(h*ln)]，设计速度v1为120(km/h)，天空百分比为35％。计算后输出结果为入口段折减系数k0.07，洞外亮度L20为5000(cd/m2)，路面亮度总均匀度理论值CU0为0.4，路面中线亮度纵向均匀度理论值CU1为0.6。
2)TunnelLTCTL指令(隧道照明亮度参数)
依据折减系数、洞外亮度、交通量、设计速度计算入口段、过渡段、中间段、出口段的亮度。表9中源数据1为输入参数首地址，源数据2为计算结果首地址。
表9、隧道照明亮度参数信息
其中，把单向交通，交通量N为1800[veh/(h*ln)]，设计速度v1为120(km/h)以及通过上一步TunnelLTPar计算出来的折减系数k，洞外亮度L20作为输入参数。计算各段亮度保存到源数据2为起始地址的连续16个寄存器中。
3)TunnelSmokeCTL指令(隧道排烟参数)
具体地，依据通行方式、隧道长度、公路等级计算隧道火灾最大热释放取值(MW)以及火灾临界风速取值。表10中源数据1为输入参数首地址，源数据2为计算结果首地址。
表10、隧道排烟参数信息
其中，通过源数据1为起始地址的连续6个寄存器中交通方向，公路等级、隧道长度作为输入参数。计算出火灾规模(MW)、火灾临界风速(m/s)上下限并保存到源数据2为起始地址的连续6个寄存器中。
于本发明一实施例中，如图2所示，基于智能网关的隧道照明及排风控制***还包括隧道控制***，包括控制终端3和云端服务器4；所述智能网关2与所述云端服务器3和所述控制终端4相连，所述控制终端4用于接收所述智能网关2发送来的控制算法，并根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备；所述云端服务器3用于存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据。具体地，作为工业互联网端侧设备的入口和引擎，智能网关已经成为了大规模的分布式设备的接入节点。由于智能网关本身就具备多种通讯协议接口，故能够很方便的嵌入到公路隧道现有控制***中，形成一套完整的隧道照明与排风子***。优选地，所述控制终端通常采用PLC或工控机，通过模拟量和数字量来采集公路隧道各种信号，配合专用的控制算法程序，实现对隧道内部设施的自动控制。在本发明中，所述控制终端4还基于所述智能网关2提供的控制算法实现对隧道照明及排风设备的控制。同时，所述控制终端4通过云端服务器存储备份数据，以便于访问终端进行远程监控。于本发明一实施例中，所述备份数据包括历史控制数据和***运行信息。
于本发明一实施例中，所述隧道控制***还包括本地服务器5，所述本地服务器5与所述控制终端4和所述云端服务器3相连，用于存储所述控制终端4发送来的备份数据，并上传至所述云端服务器3，从而便于进行本地管理。
于本发明一实施例中，所述智能网关还用于与远程服务器相通信，以实现远程诊断、远程更新和远程监控，实现智能化的管理。
如图3所示，于一实施例中，本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制方法包括以下步骤：
步骤S1、基于隧道照明及排风信息采集装置采集隧道照明及排风信息。
步骤S2、基于智能网关获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法，并将所述控制算法发送至控制终端。
步骤S3、基于控制终端根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备。
步骤S4、基于本地服务器存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据。
步骤S5、基于云端服务器备份所述本地服务器中的数据，以便于客户端进行远程访问。
具体地，隧道照明及排风信息采集装置采集隧道照明及排风信息后，通过IO口发送至所述智能网关。所述智能网关基于边缘计算功能构建隧道照明及排风设备的控制算法，并将所述控制算法接入原有的控制终端，从而在原有的控制终端的基础上，实现对隧道照明及排风设备的控制。同时，所述智能网关和所述控制终端将备份数据存储至云端服务器，以便于用户基于所述云端服务器进行远程访问。另外，所述控制终端和所述云端服务器之间还设置有本地服务器，能够存储所述控制终端的备份数据，以便于实现本地的管理。
综上所述，本发明的基于智能网关的隧道照明及排风控制***及方法利用智能网关边缘计算的能力，将隧道照明及排风子***的控制需求要求进行整理，实现指令化和参数化，减轻了程序开发的难度，缩短开发周期；利用智能网关自带的IO接口，直接控制隧道照明及排风子***的相关接口，无需占用原有控制***的IO接口，也无须进行额外的IO接口扩展，可以对公路隧道的照明和排风子***进行直接控制，降低了***改造难度；智能网关支持多种标准工业协议，能够在不改变原有公路隧道控制***配置和程序的前提下，解决了《公路隧道提质升级行动技术指南》中隧道照明及排风子***的提质升级的技术需求；能够根据公路隧道运营情况的大数据的分析，推理未来变化趋势，通过智能网关的远程运维功能，能够及时地对算法进行调整；通过智能网关的协议转换、支持虚拟通道和数据穿透等功能，能够对隧道的照明和排风子***算法程序进行远程更新与升级，无需现场进行技术支持服务，极大地节约了项目实施成本，对公路隧道***的远程运行维护提供了很好的解决方案；通过利用智能网关的边缘计算功能进行指令化封装，可以快速完成隧道照明及排风子***的部署，简化现场改造升级工作，降低现场改造升级难度，并通过远程运维及时调整算法，及时响应公路隧道现场运行情况的变化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：包括：
隧道照明及排风信息采集装置，用于采集隧道照明及排风信息；
智能网关，与所述隧道照明及排风信息采集装置相连，用于获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法。
2.根据权利要求1所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：还包括隧道控制***，包括控制终端和云端服务器；所述智能网关与所述云端服务器和所述控制终端相连，所述控制终端用于接收所述智能网关发送来的控制算法，并根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备；所述云端服务器用于存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据。
3.根据权利要求2所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述隧道控制***还包括本地服务器，所述本地服务器与所述控制终端和所述云端服务器相连，用于存储所述控制终端发送来的备份数据，并上传至所述云端服务器。
4.根据权利要求2所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述备份数据包括历史控制数据和***运行信息。
5.根据权利要求1所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述隧道照明及排风信息采集装置包括传感器和开关信号发生器。
6.根据权利要求1所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述智能网关通过自身配置的IO口与所述隧道照明及排风信息采集装置相通信。
7.根据权利要求1所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述智能网关基于边缘计算功能生成隧道照明参数计算指令、隧道照明亮度参数计算指令和隧道排烟参数计算指令来实现对所述隧道照明及排风信息采集装置的参数控制。
8.根据权利要求7所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述隧道照明参数包括入口段折减系数、洞外亮度、路面亮度总均匀度理论值及路面中线亮度纵向均匀度理论值；所述隧道照明亮度参数包括入口段、过渡段、中间段和出口段的亮度；所述隧道排烟参数包括隧道火灾最大热释放取值和火灾临界风速取值。
9.根据权利要求1所述的基于智能网关的隧道照明及排风控制***，其特征在于：所述智能网关还用于与远程服务器相通信，以实现远程诊断、远程更新和远程监控。
10.一种基于智能网关的隧道照明及排风控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
基于隧道照明及排风信息采集装置采集隧道照明及排风信息；
基于智能网关获取所述隧道照明及排风信息并基于边缘计算功能构建所述隧道照明及排风设备的控制算法；
基于控制终端根据所述控制算法控制隧道的照明及排风设备；
基于本地服务器存储所述控制终端和所述智能网关发送来的备份数据；
基于云端服务器备份所述本地服务器中的数据，以便于客户端进行远程访问。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107548195A (zh) * | 2016-06-27 | 2018-01-05 | 南京天惠水电安装工程有限公司 | 一种改进型隧道照明*** |
| US20180307918A1 (en) * | 2014-10-26 | 2018-10-25 | Beijing University Of Technology (CN) | An illumination standard calculation method and system for a tunnel entrance section in daytime based on safe visual recognition |
| CN108768724A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-06 | 上海顺舟智能科技股份有限公司 | 网关控制方法及智能网关 |
| CN110248449A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 上海仪电（集团）有限公司中央研究院 | 基于NB-IoT通信方式的户外照明控制*** |
| CN111221366A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-02 | 深圳供电局有限公司 | 电缆隧道内的电力设备的控制方法、***和计算机设备 |
| CN111325977A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-23 | 创捷运维智能科技有限责任公司 | 一种隧道智能边缘计算管控*** |
| CN111372351A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-03 | 山东华方智联科技股份有限公司 | 一种智慧照明控制*** |
-
2020
- 2020-07-28 CN CN202010738062.8A patent/CN111752253A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180307918A1 (en) * | 2014-10-26 | 2018-10-25 | Beijing University Of Technology (CN) | An illumination standard calculation method and system for a tunnel entrance section in daytime based on safe visual recognition |
| CN107548195A (zh) * | 2016-06-27 | 2018-01-05 | 南京天惠水电安装工程有限公司 | 一种改进型隧道照明*** |
| CN110248449A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 上海仪电（集团）有限公司中央研究院 | 基于NB-IoT通信方式的户外照明控制*** |
| CN108768724A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-06 | 上海顺舟智能科技股份有限公司 | 网关控制方法及智能网关 |
| CN111221366A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-02 | 深圳供电局有限公司 | 电缆隧道内的电力设备的控制方法、***和计算机设备 |
| CN111325977A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-23 | 创捷运维智能科技有限责任公司 | 一种隧道智能边缘计算管控*** |
| CN111372351A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-03 | 山东华方智联科技股份有限公司 | 一种智慧照明控制*** |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曹德洪等: "基于交通流等参数的隧道照明***及其应用", 《仪器仪表标准化与计量》 * |
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