基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统及方法，亮度信息采集单元采集洞外亮度信息；车辆信息采集单元采集车速信息、交通量和车辆位置信息；模糊逻辑计算模块根据车速信息、交通量和亮度信息计算出隧道加强段的照明强度等级；控制中心根据车辆位置信息和隧道加强段的照明强度等级生成对应的调光指令，调光控制中枢将具体的调光等级和调光回路信息下达至对应的调光控制器，调光控制器将相应指令转换成对应的脉冲信号调整其控制的各路灯具的照明等级。本发明专利技术的控制系统能够根据车辆位置精确调控车辆视距范围内的灯具亮度，控制方法能够在保证隧道行车安全的前提下，提高照明的针对性和精确性，实现充分节能的目的。

Lighting control system and method of tunnel reinforcement based on real-time vehicle position monitoring

The invention discloses a tunnel reinforcement section lighting control system and method based on real-time vehicle position monitoring, wherein the brightness information collection unit collects the brightness information outside the tunnel; the vehicle information collection unit collects the speed information, traffic volume and vehicle position information; the fuzzy logic calculation module calculates the lighting intensity level of the tunnel reinforcement section based on the speed information, traffic volume and brightness information; the control module The system center generates the corresponding dimming instructions according to the vehicle position information and the lighting intensity level of the tunnel reinforcement section. The dimming control center sends the specific dimming level and dimming circuit information to the corresponding dimming controller, and the dimming controller converts the corresponding instructions into the corresponding pulse signals to adjust the lighting level of the lamps it controls. The control system of the invention can accurately adjust and control the brightness of the lamps within the vehicle sight distance range according to the vehicle position, and the control method can improve the pertinence and accuracy of the lighting on the premise of ensuring the driving safety of the tunnel, so as to realize the purpose of full energy saving.

【技术实现步骤摘要】
基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统及方法
本专利技术涉及隧道照明
，具体为一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统及方法。
技术介绍
隧道照明系统对于保障隧道交通安全、畅通具有重要意义，在公路运营过程中，照明电力耗费是运营支出的重要组成部分。根据文献【1】(公路隧道照明细则，JTG/TD70/2-01-2014),单向交通隧道照明在行车方向上可以分为5个段落：接近段、隧道入口段、过渡段、中间段和隧道出口段，其中中间段的照明不受洞外亮度的影响，而隧道入口端、过渡段和出口段的照明亮度受到洞外亮度的影响，其能起到过渡洞外环境与隧道间“亮-暗”和“暗-亮”环境的作用，为了解决驾驶员白昼驶入、驶出隧道时适应洞内外亮度反差的措施，其照明通常由基本照明和加强照明两部分组成，其中加强段照明所需照明亮度高，是隧道照明耗电的重要组成部分。目前隧道照明控制方法一般有如下几种：(1)人工控制方式，该方法是由隧道管理人员根据不同的时间、天气和其它条件人工控制隧道照明亮度；(2)时序控制方式，该方法是预先制定好不同季节中不同时间段的亮度控制策略，编制相应的控制程序；(3)自动控制方式，该方法是通过监测洞外亮度和车流量变化来动态调节灯具的亮度，常用的调节方式有自动分级控制和无极控制两种。上述几种方法虽然能在不同程度上起到节能的效果，但是其亮度控制方式仍不能及时调整照明亮度，不能起到很好的节能效果。为了解决上述问题，目前智能控制方式也在隧道照明中得到了应用，如文献【2】(CN105282947A一种基于监控图像的隧道照明节能智慧控制系统)提出了一种通过判断隧道内是否有车来控制隧道内照明亮度的方法，文献【3】(CN105188229A一种自适应分段控制的隧道照明控制系统及方法)提出了一种通过对隧道自适应分段控制的照明方法，但是就目前的控制方法而言，均是以隧道整体为控制对象，但是在实际中只要保证隧道照明能满足每辆车的照明需求即可。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够在保证隧道行车安全的前提下，提高照明的针对性和精确性，实现充分节能的目的基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统及方法。技术方案如下：一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统，包括亮度信息采集单元、车辆信息采集单元、亮度信息采集单元、模糊逻辑计算模块、控制中心、调光控制中枢和调光控制器；亮度信息采集单元将采集到的洞外亮度信息L发送给模糊逻辑计算模块；车辆信息采集单元将采集到的车速信息V和交通量Q发送到模糊逻辑计算模块，并将采集到的车辆位置信息W发送给控制中心；模糊逻辑计算模块根据车速信息V、交通量Q和亮度信息L计算出隧道加强段的照明强度等级R，并将其发送给控制中心；控制中心根据车辆位置信息W和隧道加强段的照明强度等级R，对每辆车制定针对性的照明方案，并将由此转换得到的调光指令传送至调光控制中枢；调光控制中枢将具体的调光等级和调光回路信息下达至对应的调光控制器，调光控制器将相应指令转换成对应的脉冲信号调整其控制的各路灯具的照明等级。一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制方法，包括以下步骤：步骤1：采集洞外亮度信息L、车速信息V、交通量Q和车辆位置信息W；步骤2：根据车速信息V、交通量Q和亮度信息L计算出加强段的照明等级R；步骤3：根据车辆位置信息W和加强段的照明强度等级R调整每辆车视距范围内的亮度，确定每个独立灯具的亮度和开启、关闭的时机，并生成对应的调光指令；步骤4：根据调光指令控制的各路灯具的照明等级。进一步的，所述步骤2具体为：将洞外亮度L、隧道车流量Q和车速V作为模糊逻辑控制器的输入参数；取L的真实论域为{01000}，单位cd/m2，离散论域取{1,2,3,4,5,6,7,8,9}；模糊语言变量的各值定义如下：Z＝零，对应0～100cd/m2；S＝小，对应50～200cd/m2；M＝中，对应100～500cd/m2；BS＝中大，对应200～1000cd/m2；BB＝最大，对应>500cd/m2；取QV的真实论域为{50000100000}，离散论域取{1,2,3}；模糊语言变量的各值定义如下：S＝小，对应<100000辆*km/h2；B＝大，对应>50000辆*km/h2；取R的真实论域为{IIIIIIIVV}，离散论域取{1,2,3,4,5,6,7,8,9}；模糊语言变量的各值定义如下：Z＝零，对应<II照明等级；S＝小，对应I～III照明等级；M＝中，对应II～IV照明等级；BS＝中大，对应III～V照明等级；BB＝最大，对应>IV照明等级。更进一步的，所述步骤3中调光指令生成过程为：先对不同位置处车辆信息采集单元分配IP地址信息MIP(Mni-1)，MIP(Mni)，MIP(Mni+1)……；再对对应的调光控制器分配IP地址LIP(Lni-1)，LIP(Lni)，LIP(Lni+1)……；且车辆信息采集单元与调光控制器一一对应，而调光控制器控制多组照明灯具；当控制中心收到IP地址为MIP(Mni)的车辆信息采集器传来的信息后进行处理，提高车辆前方IP地址MIP(Mni)～MIP(Mni+m)范围内的灯具亮度，并调低车辆后方的灯具亮度。本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的基于车辆实时位置监测的隧道照明节能智慧控制系统，采用车辆信息采集单元准确监测车辆在隧道内的位置，根据车辆位置精确调控车辆视距范围内的灯具亮度，该控制方法能在保证隧道行车安全的前提下，提高照明的针对性和精确性，实现充分节能的目的。附图说明图1为本专利技术控制系统的结构示意图。图2为本专利技术中控制系统的整体工作流程图。图3为本专利技术中控制系统的工作逻辑流程图。图4为车辆信息采集单元的布置示意图。图5是洞外亮度L的论域及隶属函数图。图6是交通流参数Q·V的论域及隶属函数图。图7是照明强度等级R的论域及隶属函数图。图8是本控制方法的原理图。图9是本控制方法中所述的逻辑运算示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术中基于车辆实时位置监测的隧道节能控制系统如图1所示，包括洞外亮度信息采集单元1、车辆信息采集单元2、模糊逻辑控制器3、控制中心4、调光控制中枢5和调光控制器6。洞外亮度信息采集单元1采集洞外亮度信息L，车辆信息采集单元2采集车流量Q、车速信息V和车辆位置信息W，洞外亮度信息采集单元1将采集到的亮度信息L和车辆信息采集单元2采集到的车流量Q、车速信息V信息传送至模糊逻辑控制器3，模糊逻辑控制器3对信息进行处理计算出对应的照明等级R。控制中心接收车辆信息采集单元2采集到的车辆位置信息W和照明等级R，计算对应的照明方案，结合隧道加强段的照明等级R和车辆位置W调整视距范围内的亮度，实现车近灯亮，车走灯灭的效果，并形成调光指令并将调光指令传送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统，其特征在于，包括亮度信息采集单元、车辆信息采集单元、亮度信息采集单元、模糊逻辑计算模块、控制中心、调光控制中枢和调光控制器；/n亮度信息采集单元将采集到的洞外亮度信息L发送给模糊逻辑计算模块；/n车辆信息采集单元将采集到的车速信息V和交通量Q发送到模糊逻辑计算模块，并将采集到的车辆位置信息W发送给控制中心；/n模糊逻辑计算模块根据车速信息V、交通量Q和亮度信息L计算出隧道加强段的照明强度等级R，并将其发送给控制中心；/n控制中心根据车辆位置信息W和隧道加强段的照明强度等级R，对每辆车制定针对性的照明方案，并将由此转换得到的调光指令传送至调光控制中枢；/n调光控制中枢将具体的调光等级和调光回路信息下达至对应的调光控制器；/n调光控制器将相应指令转换成对应的脉冲信号调整其控制的各路灯具的照明等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制系统，其特征在于，包括亮度信息采集单元、车辆信息采集单元、亮度信息采集单元、模糊逻辑计算模块、控制中心、调光控制中枢和调光控制器；
亮度信息采集单元将采集到的洞外亮度信息L发送给模糊逻辑计算模块；
车辆信息采集单元将采集到的车速信息V和交通量Q发送到模糊逻辑计算模块，并将采集到的车辆位置信息W发送给控制中心；
模糊逻辑计算模块根据车速信息V、交通量Q和亮度信息L计算出隧道加强段的照明强度等级R，并将其发送给控制中心；
控制中心根据车辆位置信息W和隧道加强段的照明强度等级R，对每辆车制定针对性的照明方案，并将由此转换得到的调光指令传送至调光控制中枢；
调光控制中枢将具体的调光等级和调光回路信息下达至对应的调光控制器；
调光控制器将相应指令转换成对应的脉冲信号调整其控制的各路灯具的照明等级。


2.一种基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集洞外亮度信息L、车速信息V、交通量Q和车辆位置信息W；
步骤2：根据车速信息V、交通量Q和亮度信息L计算出加强段的照明等级R；
步骤3：根据车辆位置信息W和加强段的照明强度等级R调整每辆车视距范围内的亮度，确定每个独立灯具的亮度和开启、关闭的时机，并生成对应的调光指令；
步骤4：根据调光指令控制的各路灯具的照明等级。


3.根据权利要求2所述的基于车辆实时位置监测的隧道加强段照明控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将洞外亮度L、隧道车流量Q和车速V作为模糊逻辑控制器的输入参数；
取...

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，张睿，杨维清，席锦州，邹育麟，姚志刚，
申请(专利权)人：西南交通大学，四川川交路桥有限责任公司，四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司，四川沿江攀宁高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51