CN113411933A - 一种分布式智慧隧道照明*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分布式智慧隧道照明***，包括照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、通信装置和控制平台，所述照明集中控制装置用于对分布在隧道内的照明终端调光控制装置进行数据的采集和控制命令的下发，控制命令来源于根据隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置所采集到的数据与照明集中控制装置中所设置的照明调光策略相比较后所得，从而实现对隧道内照明装置的开启或关闭以及照明亮度进行控制。本发明具有***可操控性强、对施工环境要求不高、基本不受施工条件限制的特点。

Description

一种分布式智慧隧道照明***
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种分布式智慧隧道照明***。
背景技术
现有技术隧道照明调光***由主服务器计算机和监控中心、集中控制器(安装于调光控制柜内)、亮度仪、通讯与驱动电源、可调光灯具等组成可调光控制***。每座隧道是一个不受外网影响的独立***，可独立运行。以保证单座隧道的故障不会影响其它隧道的正常工作。***由洞外一组亮度数据采集器将采集到的数据输入到集中控制器。集中控制器将数据进行处理后，通过自身独立的下行通讯***与灯具上所配置通讯与驱动电源分别控制可调光的灯具进行亮度调节。通讯与驱动电源具有独立的身份编码。通讯与驱动电源模块可在通讯中断和应急时使灯具最亮。集中控制器通过通信***提供的光纤与主服务器计算机联接。在监控室PC上对集中控制器进行实时检测和控制。
现有技术隧道照明调光控制***仅在变电所设置一台集中照明终端调节控制装置集中控制整座隧道照明灯具存在的问题：
(1)目前隧道照明多采用0-5V的调光方式，控制回路长度宜设置在500米以内，集中控制方式控制线缆多会超过500m，且单个控制回路上接入灯具过多将导致调光控制精度不高、可靠性不高；
(2)对于采用单灯控制设备的照明控制***，采用集中控制方式，单灯实时状态、参数等数据采集时间过长，现有技术完成一次单灯巡检时间在15分钟以上，满足不了实时监测需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于中长隧道和特长隧道的分布式智慧隧道照明***及其控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种分布式智慧隧道照明***，包括照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、通信装置和控制平台；所述照明集中控制装置用于对分布在隧道内的照明终端调光控制装置进行数据的采集和控制命令的下发；所述照明调光控制装置用于对分布在隧道内的照明装置进行开启或关闭以及照明光亮强度的调节；所述隧道外光强检测装置用于对隧道外的光强数据进行采集；所述隧道内照明质量监测装置用于对隧道内的光强数据进行采集；所述车流量检测装置用于对隧道内的车流量数据进行采集；所述照明装置用于为隧道内提供照明光亮；所述通信装置用于将照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置分别与控制平台连接；所述控制平台用于操作人员进行人机操作。
所述控制命令来源于根据隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置所采集到的数据与照明集中控制装置中所设置的照明调光策略相比较后所得。
所述照明装置设有至少一组，且其包括LED灯和单灯控制器，所述单灯控制器用于对单个LED灯进行控制。
优选的，所述LED灯设置为亮度可调的LED灯。
所述通信装置设置为对等网络。
优选的，所述通信装置采用以太网和单模光纤组合形式，所述照明集中控制装置和照明终端调光控制装置通过单模光纤与以太网交换机的光纤接口连接，构成以太网单模光纤冗余环结构。
作为本发明的进一步方案：该分布式智慧隧道照明***还包括设置于控制装置中的监控中心，所述监控中心用于显示隧道外光亮检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、照明集中控制装置、照明终端调光控制装置和通信装置的运行情况，以便操作人员进行实时查看及管理。
优选的，所述监控中心通过单模光纤与设置于照明集中控制装置处的以太网交换机连接。
作为本发明的进一步方案：应用上述所述的分布式智慧隧道照明控制方法实施隧道内的照明控制的具体步骤如下：
步骤一、隧道外光强检测装置对隧道外的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；同时隧道内照明质量监测装置对隧道内的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；
步骤二、照明集中控制装置将所接收到的信号进行分析处理，并将所分析处理的结果转换成控制信号传送至照明终端照明终端调节控制装置；
步骤三、照明终端调节控制装置根据所接收到的控制信号传送至相应的单灯控制器，并通过相应的单灯控制器将控制信号转成模拟信号输出，以控制其相应的隧道灯的开启或关闭。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明主要适用于各类中长隧道(500-1000米)、特长隧道(1000米及以上)照明控制***建设，尤其是对安装了单灯控制器的照明***应用效果更好，***运行稳定可靠，安全节能，应用价值较高。
(2)本发明具有***可操控性强、对施工环境要求不高、基本不受施工条件限制的特点。
(3)本发明通过采用每座隧道一个洞采用一台隧道智能照明集中控制装置管控若干台智能照明终端照明终端调节控制装置的分布式控制网络，形成一个通信可靠、调光稳定、实时监测的智慧隧道照明控制***。
(4)本发明通过采用单灯控制器对单个LED灯进行控制，以实现调光控制装置对接入的单灯控制器进行单灯单灯巡检、巡检状态包括单灯控制器的实时工作状态、运行状态、电气参数等，数据的上传方式为主动上传此种巡检模式比现有的照明控制巡检模式巡检时间更短，能达到秒级、可靠性更高、数据实时性更好。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构框架图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
本实施例：
参见图1所示，一种分布式智慧隧道照明***，包括照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、通信装置和控制平台；所述照明集中控制装置用于对分布在隧道内的照明终端调光控制装置进行数据的采集和控制命令的下发，控制命令来源于根据隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置所采集到的数据与照明集中控制装置中所设置的照明调光策略相比较后所得，从而实现对隧道内照明装置的开启或关闭以及照明亮度进行控制。
优选的，应用本发明对照明装置的控制具体步骤如下：
步骤一、隧道外光强检测装置对隧道外的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；同时隧道内照明质量监测装置对隧道内的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；
步骤二、照明集中控制装置将所接收到的信号进行分析处理，并将所分析处理的结果转换成控制信号传送至照明终端照明终端调节控制装置；
步骤三、照明终端调节控制装置根据所接收到的控制信号传送至相应的单灯控制器，并通过相应的单灯控制器将控制信号转成模拟信号输出，以控制其相应的隧道灯的开启或关闭。
优选的，应用本发明对隧道内的照明装置实时控制的具体操作如下：
录入单灯控制器地址：单灯控制器标签在所有单灯控制器外壳上均标有二维码方式体现，在安装单灯控制器时，通过采用手持式单灯控制器调试器扫描二维码的方式，将该单灯控制器的标签暂时保存在手持单灯控制器调试器上；
将单灯控制器进行分组：手持式单灯控制器调试器通过485通讯协议把单灯控制器输入到照明集中控制装置中，照明集中控制装置对单灯控制器进行分组；
录入照明终端调节控制装置地址：通过控制中心的测试软件进行照明终端调节控制装置地址的设置并录入到照明集中控制装置中；
控制中心控制流程：照明集中控制装置接收控制中心下发的LED灯开关和调光指令，照明集中控制装置把控制中心下发的LED灯开关和调光指令进行转发给照明终端调节控制装置，照明终端调节控制装置再进行指令转发给单灯控制器，单灯控制器进行指令的执行并控制LED灯的开关和调光；
LED灯状态数据采集流程：LED灯状态数据采集采用单灯控制器主动上传方式进行，在正常情况下LED灯状态数据通过单灯控制器进行主动上传，上传时间可以自由设置，LED灯状态数据再由照明终端调节控制装置进行转发给照明集中控制装置，照明集中控制装置再转发给控制中心并保存在软件数据库服务器中，在控制中心主动查询LED灯状态时可以直接调取数据库服务器中的数据实现秒级查询；
调光策略执行流程：照明集中控制装置接收到车流量检测装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置的数据并结合智慧照明方案中的调光策略进行实时LED灯的开关和调光控制，照明集中控制装置主动下发LED灯的开关和调光控制指令，照明终端调节控制装置接收到照明集中控制装置的指令后再进行指令转发给单灯控制器，单灯控制器进行指令的执行并实现LED灯实时开关和调光；
中长隧道(500-1000米)、长隧道(1000-3000米)和特长隧道(3000米以上)区域控制流程：针对中长隧道、长隧道和特长隧道中LED灯多传输距离长等特点在控制方案上加入区域控制，区域控制主要是在照明集中控制装置中进行区分，照明集中控制装置分为主照明集中控器和区域照明集中控制装置，主照明集中控制装置接收控制中心指令和结合调光策略进行指令分发，区域照明集中控制装置接收主照明集中控制装置的指令转发给照明终端调节控制装置，照明终端调节控制装置再转发给单灯控制器，单灯控制进行指令的执行并控制LED灯的开关和调光。
优选的，以一段长度为1500米、每间隔5米设置一个LED灯的隧道为例，对隧道内照明控制的具体实施方式如下：
隧道LED灯、单灯控制器、照明调光控制器和照明集中控制器的分布：①将300个LED灯以两两之间间隔5米的方式安装于隧道内，并将300个LED灯根据调光强弱程度分成入口加强调光段60个、入口过渡调光段15个、基本调光段150个、出口过渡调光段15个和出口加强调光段60个；②设置300个单灯控制器对300个LED灯进行单一控制；③将调光控制器以500米/个进行设置(共计3个，其中：第一调光控制器与设置于入口加强调光段和入口过渡调光段的LED灯连接，第二调光控制器与设置于基本调光段的LED灯连接，第三调光控制器与设置于出口过渡调光段和出口加强调光段的LED灯连接)；④设置1个照明集中控制器；
LED灯调光控制：照明集中控制器根据录入的调光策略对照明调光控制器接入的照明调光段(入口加强调光段、入口过渡调光段、基本调光段、出口过渡调光段和出口加强调光段)分别发送LED灯的调光百分比和LED灯的开关指令(现在根据调光策略洞外光强数据为3000cd/㎡需加强调光段的照明LED灯全开、加强照明LED灯调光百分比为80％、基本调光段的照明LED灯全开、基本调光段的照明LED灯调光百分比为100％),照明集中控制器下发LED灯调光命令和开关命令给相对应的照明调光控制器所控制的照明调光段内的LED灯进行LED灯的开关和LED灯调光百分比的控制；
LED灯光照度的监测：LED灯的状态监测数据采集与LED灯调光命令过程相反，照明调光段内的LED灯状态数据先发给照明调光控制器再由照明调光控制器转发给照明集中控制器。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分布式智慧隧道照明***，其特征在于：包括照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、通信装置和控制平台；
所述照明集中控制装置用于对分布在隧道内的照明终端调光控制装置进行数据的采集和控制命令的下发；
所述照明调光控制装置用于对分布在隧道内的照明装置进行开启或关闭以及照明光亮强度的调节；
所述隧道外光强检测装置用于对隧道外的光强数据进行采集；
所述隧道内照明质量监测装置用于对隧道内的光强数据进行采集；
所述车流量检测装置用于对隧道内的车流量数据进行采集；
所述照明装置用于为隧道内提供照明光亮；
所述通信装置用于将照明集中控制装置、照明终端调光控制装置、隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置分别与控制平台连接；
所述控制平台用于操作人员进行人机操作。
2.根据权利要求1所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述控制命令来源于根据隧道外光强检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置所采集到的数据与照明集中控制装置中所设置的照明调光策略相比较后所得。
3.根据权利要求1所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述照明装置设有至少一组，且其包括LED灯和单灯控制器，所述单灯控制器用于对单个LED灯进行控制。
4.根据权利要求3所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述LED灯设置为亮度可调的LED灯。
5.根据权利要求1所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述通信装置设置为对等网络。
6.根据权利要求5所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述通信装置采用以太网和单模光纤组合形式，所述照明集中控制装置和照明终端调光控制装置通过单模光纤与以太网交换机的光纤接口连接，构成以太网单模光纤冗余环结构。
7.根据权利要求1所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：还包括设置于控制装置中的监控中心，所述监控中心用于显示隧道外光亮检测装置、隧道内照明质量监测装置、车流量检测装置、照明装置、照明集中控制装置、照明终端调光控制装置和通信装置的运行情况，以便操作人员进行实时查看及管理。
8.根据权利要求7所述的分布式智慧隧道照明***，其特征在于：所述监控中心通过单模光纤与设置于照明集中控制装置处的以太网交换机连接。
9.一种分布式智慧隧道照明***的控制方法，其特征在于：应用权利要求1-8任意一项所述的分布式智慧隧道照明***实施隧道内的照明控制的具体步骤如下：
步骤一、隧道外光强检测装置对隧道外的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；同时隧道内照明质量监测装置对隧道内的光亮信息进行检测，并将所检测到的光亮信息转换成信号传送至照明集中控制装置；
步骤二、照明集中控制装置将所接收到的信号进行分析处理，并将所分析处理的结果转换成控制信号传送至照明终端照明终端调节控制装置；
步骤三、照明终端调节控制装置根据所接收到的控制信号传送至相应的单灯控制器，并通过相应的单灯控制器将控制信号转成模拟信号输出，以控制其相应的隧道灯的开启或关闭。
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