一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，包括亮度检测仪、车流量检测单元、智能控制器、隧道LED灯具、监控中心计算机和隧道监控系统，所述亮度检测仪、车流量检测单元和隧道LED灯具均与所述智能控制器连接，所述监控中心计算机分别与所述智能控制器和隧道监控系统通信连接，本发明专利技术消除“黑洞效应”、“白洞效应”，提升公路隧道照明系统的自动化管理水平，通过监控中心计算机与隧道监控系统进行交互实时联动控制；神经网络建模机制形成隧道照明模型和隧道照明数据库，根据数据库长期积累的数据对模型进行数据支撑和矫正，再根据数据库形成神经网络预测模型，进行智能预测。

【技术实现步骤摘要】
一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统及方法
本专利技术涉及隧道照明
，具体为一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统及方法。
技术介绍
在隧道运营过程中，隧道的维护费用和耗电费用很高，其中照明系统占隧道机电耗电的绝大部分，另外照明节能和隧道安全运营的矛盾也越来越突出。公路隧道照明有其特殊性，它与普通道路照明不尽相同，不仅需要考虑路面应具有一定的亮度水平，还应根据交通量变化、洞外亮度变化、季节更替等多种工况制定节能调光方案，设计合适的隧道控制系统避免“黑洞效应”、“白洞效应”并从行车安全性和舒适性等方面综合确定照明水平，确保安全又能实现节能减排，实现降低高速公路运营费用的目的，对高速公路运营管理部分来说具有很大的吸引力。隧道传统照明方式存在如下问题：1、亮度检测误差大，导致控制系统控制不精确。2、照明控制系统控制算法简单，照明系统按照季节时间控制或按洞外亮度分级控制，司机进入隧道会出现“黑洞效应”、“盲视效应”并存在“过度照明”现象。3、照明控制系统未考虑无车行驶情况，均存在“过度照明”浪费情况。4、隧道照明系统以单独的系统进行控制，然而隧道照明系统作为整个隧道机电系统的一部分，应综合考虑与监控系统的联动性。基于此，本专利技术设计了一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统及方法，以解决上述提到的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统及方法，以解决上述提到的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，包括亮度检测仪、车流量检测单元、智能控制器、隧道LED灯具、监控中心计算机和隧道监控系统，所述亮度检测仪、车流量检测单元和隧道LED灯具均与所述智能控制器连接，所述监控中心计算机分别与所述智能控制器和隧道监控系统通信连接；所述亮度检测仪用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述亮度检测仪包括洞外亮度检测仪、入口段亮度检测仪和中间段亮度检测仪，所述洞外亮度检测仪安装于隧道洞外，用于检测隧道洞外的光照亮度，所述入口段亮度检测仪安装于隧道入口段，用于检测隧道入口段的光照亮度，所述中间段亮度检测仪安装于隧道中间段，用于检测隧道中间段的光照亮度；所述车流量检测单元用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述车流量检测单元包括车流量检测仪、光电车检器和车检控制器，所述车流量检测仪安装于隧道外的道路互通之处，用于检测路段的车流量、车速和车道占有率，所述光电车检器安装于隧道外和隧道内，用于检测隧道内是否存在车辆，所述车检控制器分别与所述车流量检测仪和光电车检器连接，所述车检控制器用于接收所述车流量检测仪和光电车检器的信息；所述监控中心计算机用于接收所述隧道监控系统的信息，且根据接收的信息与隧道监控系统进行联动；所述监控中心计算机用于接收所述智能控制器的信息，且根据接收的信息向所述智能控制器发送控制信号；所述智能控制器用于根据所述控制信号控制所述隧道LED灯具为隧道提供照明光源。优选的，所述亮度检测仪包括可调量程的亮度检测仪电路，所述可调量程的亮度检测仪电路包含：信号采集及补偿电路、前级放大电路、4～20mA发生电路、输入输出及防雷保护电路和显示电路，所述信号采集及补偿电路由参考电源、检测光敏管、补偿光敏管、电阻组成，所述参考电源选用MC1403，输入DC12V，输出DC2.5V，为信号采集及补偿电路提供标准电压；检测光敏管选用Q102、补偿光敏管选用Q101，用于检测光强信号，将光强信号转换为电阻信号，电路处在一个固定亮度的环境中时，所述检测光敏管和补偿光敏管两端电阻值、电压值均相等，并同时分别接入功放的正极和负极，起到互相补偿，减小零漂值的作用；电阻R101两端的电压作为采集的电压，整个电路光强值发生变化时，电阻采集的电压跟随变化，同时将采集的电压作为功放的输入电压；所述前级放大电路由功放、外围电路、调零电路、校准电路组成，外围电路由R102、R103、R202、R204组成，R102、R103作为功放的输入电阻，R202作为反馈电阻起放大信号的作用，R204作为平衡电阻起到减小零漂的作用；调零电路由可调电阻W201组成，当功放电路由零漂时调节W201使功放电路调零；校准电路由可调电阻W202、R203组成，W202、R203分担功放的输出电压，W202可调电阻调整电路的放大系数，作为光强值放大至标准可用的电压信号；所述4～20mA发生电路电路由XRT115及外围电路组成，光强转换的电压信号通过R301，R302接入XRT115的输入端，XRT115的输出端输出标准的4～20mA信号；所述输入输出及防雷保护电路由端子、开关、电感、电容组成RC、LC滤波防雷电路为整个系统提供电源，并将输出的4～20mA信号输出；显示电路由标准电源、数字电压表、插座组成，标准电源选用LM7805，输入DC12V，输出DC5V，输出正常时指示灯亮起；数字电压表显示检测值信号是否正确，信号值若不准确通过可调电阻W202将其校准。优选的，所述光电车检器包括L型安装支座、高度调节固定旋钮、高度调节装置、球形铰链、角度调节固定旋钮和传感器，所述L型安装支座通过地脚螺栓与隧道固定，所述传感器通过螺栓连接在球形铰链上，所述球形铰链用于调节传感器的角度，调节范围为°至°，所述球形铰链上安装有角度调节固定旋钮，所述球形铰链的一端通过螺杆杆头固定在所述高度调节装置上，所述高度调节装置由套筒和实心轴组成，实心轴可在套筒内滑动，所述高度调节装置上设有高度调节固定旋钮，所述高度调节装置通过螺栓固定在所述L型安装支座上。优选的，所述智能控制器包括隧道智能照明控制器和数显手动/自动转换器，控制模式包括手动控制模式与自动控制模式。优选的，当所述智能控制器的功率控制信号为0V时，输出最大功率，当所述智能控制器的功率控制信号为5V时，输出最小功率；所述智能控制器与所述监控中心计算机通过无线方式进行数据交换。优选的，所述智能控制器用于根据神经网络建模机制形成隧道照明模型和隧道照明数据库。优选的，所述智能控制器还用于根据所述隧道照明数据库形成神经网络预测模型，以对隧道调光进行预测和控制。优选的，还包括一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光的方法，所述公路隧道照明精确检测与智能控制调光的方法包括：公路隧道照明精确检测方法和公路隧道智能控制调光方法，所述公路隧道照明精确检测方法包括以下步骤：S1：校准阶段：洞外亮度检测仪量程范围设置为0～3500(cd/m2)，入口段亮度检测仪量程范围设置为0～200(cd/m2)，中间段亮度检测仪量程范围设置为0～10(cd/m2)，将系统设备放入黑暗的环境中，通过显示电路中的数字电压表看是否有零漂，并通过调零电路W201将设备调零，设备输出4mA；再将设备放入所需的满量程的标准亮度的环境中，调节可调电阻W202将标准亮度放大转换至标准电压，设备输出20mA，设备调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，其特征在于：包括亮度检测仪、车流量检测单元、智能控制器、隧道LED灯具、监控中心计算机和隧道监控系统，所述亮度检测仪、车流量检测单元和隧道LED灯具均与所述智能控制器连接，所述监控中心计算机分别与所述智能控制器和隧道监控系统通信连接；/n所述亮度检测仪用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述亮度检测仪包括洞外亮度检测仪、入口段亮度检测仪和中间段亮度检测仪，所述洞外亮度检测仪安装于隧道洞外，用于检测隧道洞外的光照亮度，所述入口段亮度检测仪安装于隧道入口段，用于检测隧道入口段的光照亮度，所述中间段亮度检测仪安装于隧道中间段，用于检测隧道中间段的光照亮度；/n所述车流量检测单元用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述车流量检测单元包括车流量检测仪、光电车检器和车检控制器，所述车流量检测仪安装于隧道外的道路互通之处，用于检测路段的车流量、车速和车道占有率，所述光电车检器安装于隧道外和隧道内，用于检测隧道内是否存在车辆，所述车检控制器分别与所述车流量检测仪和光电车检器连接，所述车检控制器用于接收所述车流量检测仪和光电车检器的信息；/n所述监控中心计算机用于接收所述隧道监控系统的信息，且根据接收的信息与隧道监控系统进行联动；/n所述监控中心计算机用于接收所述智能控制器的信息，且根据接收的信息向所述智能控制器发送控制信号；/n所述智能控制器用于根据所述控制信号控制所述隧道LED灯具为隧道提供照明光源。/n...

【技术特征摘要】
1.一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，其特征在于：包括亮度检测仪、车流量检测单元、智能控制器、隧道LED灯具、监控中心计算机和隧道监控系统，所述亮度检测仪、车流量检测单元和隧道LED灯具均与所述智能控制器连接，所述监控中心计算机分别与所述智能控制器和隧道监控系统通信连接；
所述亮度检测仪用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述亮度检测仪包括洞外亮度检测仪、入口段亮度检测仪和中间段亮度检测仪，所述洞外亮度检测仪安装于隧道洞外，用于检测隧道洞外的光照亮度，所述入口段亮度检测仪安装于隧道入口段，用于检测隧道入口段的光照亮度，所述中间段亮度检测仪安装于隧道中间段，用于检测隧道中间段的光照亮度；
所述车流量检测单元用于将检测到的信息发送给所述智能控制器，所述车流量检测单元包括车流量检测仪、光电车检器和车检控制器，所述车流量检测仪安装于隧道外的道路互通之处，用于检测路段的车流量、车速和车道占有率，所述光电车检器安装于隧道外和隧道内，用于检测隧道内是否存在车辆，所述车检控制器分别与所述车流量检测仪和光电车检器连接，所述车检控制器用于接收所述车流量检测仪和光电车检器的信息；
所述监控中心计算机用于接收所述隧道监控系统的信息，且根据接收的信息与隧道监控系统进行联动；
所述监控中心计算机用于接收所述智能控制器的信息，且根据接收的信息向所述智能控制器发送控制信号；
所述智能控制器用于根据所述控制信号控制所述隧道LED灯具为隧道提供照明光源。


2.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，其特征在于：所述亮度检测仪包括可调量程的亮度检测仪电路，所述可调量程的亮度检测仪电路包含：信号采集及补偿电路、前级放大电路、4～20mA发生电路、输入输出及防雷保护电路和显示电路，
所述信号采集及补偿电路由参考电源、检测光敏管、补偿光敏管、电阻组成，
所述参考电源选用MC1403，输入DC12V，输出DC2.5V，为信号采集及补偿电路提供标准电压；检测光敏管选用Q102、补偿光敏管选用Q101，用于检测光强信号，将光强信号转换为电阻信号，电路处在一个固定亮度的环境中时，所述检测光敏管和补偿光敏管两端电阻值、电压值均相等，并同时分别接入功放的正极和负极，起到互相补偿，减小零漂值的作用；电阻R101两端的电压作为采集的电压，整个电路光强值发生变化时，电阻采集的电压跟随变化，同时将采集的电压作为功放的输入电压；
所述前级放大电路由功放、外围电路、调零电路、校准电路组成，外围电路由R102、R103、R202、R204组成，R102、R103作为功放的输入电阻，R202作为反馈电阻起放大信号的作用，R204作为平衡电阻起到减小零漂的作用；调零电路由可调电阻W201组成，当功放电路由零漂时调节W201使功放电路调零；校准电路由可调电阻W202、R203组成，W202、R203分担功放的输出电压，W202可调电阻调整电路的放大系数，作为光强值放大至标准可用的电压信号；
所述4～20mA发生电路电路由XRT115及外围电路组成，光强转换的电压信号通过R301，R302接入XRT115的输入端，XRT115的输出端输出标准的4～20mA信号；
所述输入输出及防雷保护电路由端子、开关、电感、电容组成RC、LC滤波防雷电路为整个系统提供电源，并将输出的4～20mA信号输出；
显示电路由标准电源、数字电压表、插座组成，标准电源选用LM7805，输入DC12V，输出DC5V，输出正常时指示灯亮起；数字电压表显示检测值信号是否正确，信号值若不准确通过可调电阻W202将其校准。


3.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，其特征在于：所述光电车检器包括L型安装支座、高度调节固定旋钮、高度调节装置、球形铰链、角度调节固定旋钮和传感器，所述L型安装支座通过地脚螺栓与隧道固定，所述传感器通过螺栓连接在球形铰链上，所述球形铰链用于调节传感器的角度，调节范围为°至°，所述球形铰链上安装有角度调节固定旋钮，所述球形铰链的一端通过螺杆杆头固定在所述高度调节装置上，所述高度调节装置由套筒和实心轴组成，实心轴可在套筒内滑动，所述高度调节装置上设有高度调节固定旋钮，所述高度调节装置通过螺栓固定在所述L型安装支座上。


4.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明精确检测与智能控制调光系统，其特征在于：所述智能控制器包括隧道智能照明控制器和数显手动/自动转换器，控制模式包括手动控制模式与自动控制模式。


5.根据权利要求1所述的一种公路隧道照明精确检测与智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，张江浩，续宏，郭俊凯，朱文君，孟永帅，
申请(专利权)人：山西省交通信息通信有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14