一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，包括位于监控中心的总控服务器，总控服务器通过传输光缆与公路隧道的变电所内的多个区域照明控制器相连，区域照明控制器分别控制上公路隧道内各个区域的照明回路；其中每个区域照明控制器均包括照明控制模块和能耗计量模块；区域照明控制器通过照明控制模块采集到隧道内外亮度、车流量参数，自动或半自动地调整隧道入口加强段及隧道内其他各区域的功率，从而调节照明亮度，以有效地消除车辆进出隧道所产生的视觉适应性问题，既能提升行车安全性，又可以节约能耗，同时可以通过能耗计量模块对每个照明回路的能耗进行计量，并实现统一的能耗监控。

Control and energy consumption monitoring system of road tunnel lamp based on region controller

The invention discloses a road tunnel lighting control and energy consumption monitoring system of regional controller based on, including the general control in the monitoring center server, control server through the transmission cable and highway tunnel substation multiple area lighting controller in the connected area lighting controller respectively controls the lighting circuits in each region in highway tunnel each region; lighting controller includes a lighting control module and energy metering module; area lighting controller through the lighting control module collected inside and outside the tunnel brightness, traffic flow parameters, automatically or semi automatically adjust the tunnel entrance section and strengthen the power tunnel of other regions, so as to adjust the lighting brightness, to effectively eliminate the problem of visual adaptation the vehicle out of the tunnel, which can improve the traffic safety, but also can save energy at the same time. The energy consumption of each lighting circuit can be measured by the energy consumption measurement module, and a unified energy consumption monitoring can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，属于公路隧道照明控制技术及能耗监控领域。
技术介绍
随着公路道路建设的发展，以及公路隧道照明的具体要求和安装数量地显著增加，各地用户根据新的隧道规范，对隧道照明提出更高的要求。而目前现有的公路隧道照明一般采用统一控制或模式循环控制的简单控制方式，无法实现实时监控，节能效果有限，更无法智能的应急反馈。因此，本行业亟需通过智能化、科技化的手段，实现隧道照明更高的现代化，使隧道照明业务水平能进一步得到提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统。本专利技术可实现对隧道照明这样的需要长时间照明的场合的灯具模式控制，可以通过远程控制灯具的开关、亮度调节、能耗计量、检测灯具的工作状态，从而实现高效率、低成本、多功能的监控，而且还具有易实施、高稳定等特点。本专利技术的技术方案：一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，其特点是：包括位于监控中心的总控服务器，总控服务器通过传输光缆与公路隧道的变电所内的多个区域照明控制器相连，区域照明控制器分别控制上公路隧道内各个区域的照明回路；其中每个区域照明控制器均包括照明控制模块和能耗计量模块。区域照明控制器通过照明控制模块采集到隧道内外亮度、车流量参数，(根据预设算法)自动或半自动地调整隧道入口加强段及隧道内其他各区域的功率，从而调节照明亮度，以有效地提高车辆进出隧道时驾驶人员的视觉适应性，同时可以通过能耗计量模块对每个照明回路的能耗进行计量，并实现统一的能耗监控。上述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述照明控制模块包括由CPU单元、PLC电源、I/O接口输入端和I/O接口输出端组成的PLC模块，PLC模块上连接有通信单元、模拟输出模块、触控屏和驱动电源。前述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述模拟输出模块上连接有0～10V直流驱动单元和PWM驱动单元，0～10V直流驱动单元和PWM驱动单元上连接有输出接口；所述I/O接口输入端连接有回路驱动单元、调光参数采集单元、回路状态采集单元和输入接口相连。前述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述PLC模块上还设有MCU协处理器和防雷单元(可带空气断路器)。前述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述输入接口上连接有洞内亮度仪、洞外亮度仪、车流量传感器；进而建立洞内照度与洞外亮度、车流量的二元调光模型，自动调节加强段LED灯亮度；建立洞外亮度仪冗余备份模型，根据亮度仪工作状态进行加权平均，计算调光周期内的平均亮度；建立洞外亮度异常的应急处置模型，智能识别亮度仪故障信息，并在设备故障后启用应急模型，根据应急模型进行调光控制；建立照明控制模块的主机异常的应急处置模式，诊断主机异常时，关闭智能调光功能；建立隧道内交通异常的应急处置预案，预案至少包括交通事故预案、设备检修预案、隧道内拥堵预案和紧急预案。前述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述能耗计量模块包括设置在照明回路上的互感器，互感器与智能电表相连；还包括串口服务器、本地存储单元和触屏显示单元；所述串口服务器上连接有工业交换机。前述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统中，所述能耗计量模块，利用互感器和智能电表以照明回路为最小单位进行能耗采集,利用隧道内的现有网络将能耗数据定期上传，并进行信息汇总分析,统计能耗情况,对比分析节能效率，实现能耗监测与分析功能。与现有技术相比，本专利技术可以实现对高速公路隧道灯等需要长时间照明的场合的灯具开关控制，调光控制，能耗计量等，从而实现高效率、低成本、高精度的监控。本专利技术是以现有高速公路控制模式传承和提升，为现有业务功能提供最大的兼容性为核心的智能隧道照明控制和能耗计量的方法，具有易实施、易维护、高精度等特点，可以节省大量的电费成本和监控成本，整体效益非常显著。附图说明图1是本专利技术的照明控制模块的结构示意图；图2是本专利技术的能耗计量模块的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例。一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，包括位于监控中心的总控服务器，总控服务器通过传输光缆与公路隧道的变电所内的多个区域照明控制器相连，区域照明控制器分别控制上公路隧道内各个区域的照明回路；其中每个区域照明控制器均包括照明控制模块和能耗计量模块；区域照明控制器通过照明控制模块采集到隧道内外亮度、车流量参数，自动或半自动地调整隧道入口加强段及隧道内其他各区域的功率，从而调节照明亮度，以有效地消除车辆进出隧道所产生的视觉适应性问题，既能提升行车安全性，又可以节约能耗，同时可以通过能耗计量模块对每个照明回路的能耗进行计量，并实现统一的能耗监控。所述照明控制模块结构如图1所示，包括由CPU单元5、PLC电源4、I/O接口输入端6和I/O接口输出端7组成的PLC模块，PLC模块上连接有通信单元8、模拟输出模块9、触控屏10和驱动电源1。所述模拟输出模块9上连接有0～10V直流驱动单元15和PWM驱动单元16，0～10V直流驱动单元15和PWM驱动单元16上连接有输出接口17；所述I/O接口输入端6连接有回路驱动单元13、调光参数采集单元12、回路状态采集单元11和输入接口14相连。所述PLC模块上还设有MCU协处理器2和防雷单元3。所述输入接口14上连接有洞内亮度仪、洞外亮度仪、车流量传感器；进而建立洞内照度与洞外亮度、车流量的二元调光模型，自动调节加强段LED灯亮度；建立洞外亮度仪冗余备份模型，根据亮度仪工作状态进行加权平均，计算调光周期内的平均亮度；建立洞外亮度异常的应急处置模型，智能识别亮度仪故障信息，并在设备故障后启用应急模型，根据应急模型进行调光控制；建立照明控制模块的主机异常的应急处置模式，诊断主机异常时，关闭智能调光功能；建立隧道内交通异常的应急处置预案，预案至少包括交通事故预案、设备检修预案、隧道内拥堵预案和紧急预案。所述能耗计量模块如图2所示，包括设置在照明回路上的互感器19，互感器19与智能电表18相连；还包括串口服务器22、本地存储单元20和触屏显示单元21；所述串口服务器22上连接有工业交换机23。所述能耗计量模块，利用互感器19和智能电表18以照明回路为最小单位进行能耗采集,利用隧道内的现有网络将能耗数据定期上传，并进行信息汇总分析,统计能耗情况,对比分析节能效率，实现能耗监测与分析功能。本专利技术中各个模块的具体功能及原理如下：(1)驱动电源：包括空气断路器，(2)MCU协处理器：用于减轻系统微处理器的特定处理任务，处理协议宏中发出的指令。(3)防雷单元：防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成损坏，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护。(4)PLC电源：用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。(5)CPU单元：CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。(6)I/O接口输入端：输入接口为CPU单元通过系统总线把回路反馈信号、亮度计信号、状态采集输入提供接口。(7)I/O接口输出端：输出接口为CPU单元通过系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，其特征在于：包括位于监控中心的总控服务器，总控服务器通过传输光缆与公路隧道的变电所内的多个区域照明控制器相连，区域照明控制器分别控制上公路隧道内各个区域的照明回路；其中每个区域照明控制器均包括照明控制模块和能耗计量模块；区域照明控制器通过照明控制模块采集到隧道内外亮度、车流量参数，自动或半自动地调整隧道入口加强段及隧道内其他各区域的功率，从而调节照明亮度，以有效地提高车辆进出隧道时驾驶人员的视觉适应性，同时可以通过能耗计量模块对每个照明回路的能耗进行计量，并实现统一的能耗监控。

【技术特征摘要】
1.一种基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，其特征在于：包括位于监控中心的总控服务器，总控服务器通过传输光缆与公路隧道的变电所内的多个区域照明控制器相连，区域照明控制器分别控制上公路隧道内各个区域的照明回路；其中每个区域照明控制器均包括照明控制模块和能耗计量模块；区域照明控制器通过照明控制模块采集到隧道内外亮度、车流量参数，自动或半自动地调整隧道入口加强段及隧道内其他各区域的功率，从而调节照明亮度，以有效地提高车辆进出隧道时驾驶人员的视觉适应性，同时可以通过能耗计量模块对每个照明回路的能耗进行计量，并实现统一的能耗监控。2.根据权利要求1所述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，其特征在于：所述照明控制模块包括由CPU单元(5)、PLC电源(4)、I/O接口输入端(6)和I/O接口输出端(7)组成的PLC模块，PLC模块上连接有通信单元(8)、模拟输出模块(9)、触控屏(10)和驱动电源(1)。3.根据权利要求2所述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制及能耗监控系统，其特征在于：所述模拟输出模块(9)上连接有0～10V直流驱动单元(15)和PWM驱动单元(16)，0～10V直流驱动单元(15)和PWM驱动单元(16)上连接有输出接口(17)；所述I/O接口输入端(6)连接有回路驱动单元(13)、调光参数采集单元(12)、回路状态采集单元(11)和输入接口(14)相连。4.根据权利要求2所述的基于区域控制器的公路隧道灯具控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晟杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33