一种隧道智能照明自适应时序控制方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道智能照明自适应时序控制方法，包括步骤：一、建立隧道智能照明自适应时序控制系统；二、隧道入口外侧环境数据采集；三、隧道智能照明实时控制及隧道入口外侧环境数据积累；四、构建隧道智能照明自适应时序控制模型并更新模型；五、隧道智能照明自适应时序控制。本发明专利技术绘制隧道外亮度随时间的变化曲线，当相邻两次亮度控制值之差小于亮度灵敏度阈值时，下一单元时间上隧道内亮度的控制值不变化，减少了调光式照明灯的调节次数，延长了调光式照明灯的使用寿命，通过对隧道入口外侧环境数据积累建立智能照明自适应时序控制模型，在环境采集机构中存在损坏设备的情况下依然能自适应时序控制照明，节能效果好。节能效果好。节能效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道智能照明自适应时序控制方法


[0001]本专利技术属于隧道智能照明
，具体涉及一种隧道智能照明自适应时序控制方法。

技术介绍

[0002]隧道内的亮度与车辆行驶安全密切相关，隧道亮度与外界亮度相适应时，隧道内行驶安全度提高，但是带来的结果是隧道照明的维护费用和耗电费用增高，增加了隧道的运营成本；隧道亮度与外界亮度相差较大时，司机视觉感差，给驾驶带来不必要的风险，隧道内行驶安全度减弱，因此照明节能和隧道安全运营的矛盾也越来越突出。现有的隧道智能照明采用间隔的开启一定比例的照明灯，关闭一定比例的照明灯的方式节能，这种方式操作简单，但是照明效果差；也有采用亮度传感器、车流量传感器、车速检测仪和气候检测仪器等结合的方式实时控制隧道智能照明，但是相应的传感器成本高、维护频繁且采集的数据漂移严重，使用效果不理想。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道智能照明自适应时序控制方法，根据环境采集机构采集的数据绘制隧道外亮度随时间的变化曲线，将曲线上前一单元时间内最大的亮度值作为下一单元时间上隧道内亮度的控制值，当相邻两次亮度控制值之差小于亮度灵敏度阈值时，下一单元时间上隧道内亮度的控制值不变化，减少了调光式照明灯的调节次数，延长了调光式照明灯的使用寿命，通过对隧道入口外侧环境数据积累建立智能照明自适应时序控制模型，在环境采集机构中存在损坏设备的情况下依然能自适应时序控制照明，节能效果好，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种隧道智能照明自适应时序控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005]步骤一、建立隧道智能照明自适应时序控制系统：针对实际隧道建立相应的隧道智能照明自适应时序控制系统，所述隧道智能照明自适应时序控制系统包括监控主机、安装在隧道入口外侧的环境采集机构和多个布设在所监测隧道内且级联的隧道区域照明单元；
[0006]所述环境采集机构包括均与监控主机连接的亮度计、照度计、车流量车速采集器、降水检测器、全天空成像仪和天文定时器；
[0007]所述隧道区域照明单元包括微控制器模块和与所述微控制器模块相接的总线模块；所述微控制器模块的输入端接有亮度计，所述微控制器模块的输出端接有多个调光式照明灯；
[0008]所述微控制器模块通过总线模块与监控主机连接；
[0009]隧道内由入口至出口分为隧道入口段、隧道入口衔接段、第一过渡段、第二过渡段、中间段、隧道出口衔接段和隧道出口段；
[0010]调光式照明灯在隧道入口段内的间隔为0.5m～1m；
[0011]调光式照明灯在隧道入口衔接段内的间隔为1.2m～1.3m；
[0012]调光式照明灯在第一过渡段内的间隔为1.4m～1.5m；
[0013]调光式照明灯在第二过渡段内的间隔为2.5m～3.5m；
[0014]调光式照明灯在中间段内的间隔为7.5m～8.5m；
[0015]调光式照明灯在隧道出口衔接段内的间隔为1.5m～2.5m；
[0016]调光式照明灯在隧道出口段内的间隔为2.5m～3.5m；
[0017]步骤二、隧道入口外侧环境数据采集：利用亮度计实时采集隧道入口外侧亮度，利用照度计实时采集隧道入口外侧照度，利用车流量车速采集器实时采集待进入隧道的车流量和各车辆的车速，利用降水检测器和全天空成像仪实时采集隧道外侧天气状态，利用天文定时器实时获取天文时间；
[0018]步骤三、隧道智能照明实时控制及隧道入口外侧环境数据积累，根据隧道入口外侧环境数据实时控制各个隧道区域照明单元工作，过程如下：
[0019]步骤301、根据公式计算隧道入口段的照明亮度L1、隧道入口衔接段的照明亮度L2、第一过渡段的照明亮度L3、第二过渡段的照明亮度L4、隧道出口衔接段的照明亮度L6和隧道出口段的照明亮度L7，其中，L
20
(S)为隧道外亮度，k为入口段亮度折减系数，α1为入口衔接段折减影响因子，α2为第一过渡段折减影响因子，α3为第二过渡段折减影响因子，L5为中间段的照明亮度，β1为出口衔接段的影响因子，β2为出口段的影响因子，α3＜α2＜α1，β1＜β2；
[0020]步骤302、根据交通量确定入口段亮度折减系数和中间段照明亮度的取值；
[0021]在隧道洞内设计时速内，当小时交通量N≤350veh/(h
·
ln)时，入口段亮度折减系数k取0.025；当小时交通量N≥1200veh/(h
·
ln)时，入口段亮度折减系数k取0.035；当小时交通量在350veh/(h
·
ln)和1200veh/(h
·
ln)之间时，按线性内插取值；
[0022]当小时交通量N≥1200veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取3.5cd/m2；
[0023]当小时交通量350veh/(h
·
ln)＜N＜1200veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取2.5cd/m2；
[0024]当小时交通量N≤350veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取1cd/m2；
[0025]步骤303、根据环境采集机构采集的数据绘制隧道外亮度随时间的变化曲线，将曲线上前一单元时间内最大的亮度值作为下一单元时间上隧道内亮度的控制值；
[0026]当相邻两次亮度控制值之差小于亮度灵敏度阈值时，下一单元时间上隧道内亮度的控制值不变化；
[0027]步骤304、根据下一单元时间上隧道内亮度的控制值调节各个隧道区域照明单元工作状态，使其达到照明亮度，同时利用隧道区域照明单元中的亮度计检测照明调节结果；
[0028]步骤305、将隧道入口外侧环境数据记录和积累，与天文时间上各个隧道区域照明调节结果相对应，其中，隧道入口外侧环境数据记录和积累，与天文时间上各个隧道区域照明调节结果相对应的时间不小于1年；
[0029]步骤四、构建隧道智能照明自适应时序控制模型并更新模型：构建隧道智能照明自适应时序控制模型，所述隧道智能照明自适应时序控制模型为BP神经网络模型，以隧道入口外侧环境数据记录和积累为BP神经网络模型的输入层节点，以天文时间上各个隧道区域照明调节结果为BP神经网络模型的输出层节点，训练BP神经网络模型；
[0030]根据隧道入口外侧环境数据获取各个隧道区域照明单元工作实时控制方案，利用天文年度周期时间上的隧道区域照明调节结果更新BP神经网络模型；
[0031]步骤五、隧道智能照明自适应时序控制：根据公式确定各个隧道区域照明调节结果其中，l1为隧道入口外侧环境数据实时控制各个隧道区域照明单元工作的结果，γ1为l1的权重，l2为BP神经网络模型输出结果，γ2为l2的权重。
[0032]上述的一种隧道智能照明自适应时序控制方法，其特征在于：所述总线模块包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道智能照明自适应时序控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、建立隧道智能照明自适应时序控制系统：针对实际隧道建立相应的隧道智能照明自适应时序控制系统，所述隧道智能照明自适应时序控制系统包括监控主机、安装在隧道入口外侧的环境采集机构和多个布设在所监测隧道内且级联的隧道区域照明单元；所述环境采集机构包括均与监控主机连接的亮度计、照度计、车流量车速采集器、降水检测器、全天空成像仪和天文定时器；所述隧道区域照明单元包括微控制器模块和与所述微控制器模块相接的总线模块；所述微控制器模块的输入端接有亮度计，所述微控制器模块的输出端接有多个调光式照明灯；所述微控制器模块通过总线模块与监控主机连接；隧道内由入口至出口分为隧道入口段、隧道入口衔接段、第一过渡段、第二过渡段、中间段、隧道出口衔接段和隧道出口段；调光式照明灯在隧道入口段内的间隔为0.5m～1m；调光式照明灯在隧道入口衔接段内的间隔为1.2m～1.3m；调光式照明灯在第一过渡段内的间隔为1.4m～1.5m；调光式照明灯在第二过渡段内的间隔为2.5m～3.5m；调光式照明灯在中间段内的间隔为7.5m～8.5m；调光式照明灯在隧道出口衔接段内的间隔为1.5m～2.5m；调光式照明灯在隧道出口段内的间隔为2.5m～3.5m；步骤二、隧道入口外侧环境数据采集：利用亮度计实时采集隧道入口外侧亮度，利用照度计实时采集隧道入口外侧照度，利用车流量车速采集器实时采集待进入隧道的车流量和各车辆的车速，利用降水检测器和全天空成像仪实时采集隧道外侧天气状态，利用天文定时器实时获取天文时间；步骤三、隧道智能照明实时控制及隧道入口外侧环境数据积累，根据隧道入口外侧环境数据实时控制各个隧道区域照明单元工作，过程如下：步骤301、根据公式计算隧道入口段的照明亮度L1、隧道入口衔接段的照明亮度L2、第一过渡段的照明亮度L3、第二过渡段的照明亮度L4、隧道出口衔接段的照明亮度L6和隧道出口段的照明亮度L7，其中，L
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(S)为隧道外亮度，k为入口段亮度折减系数，α1为入口衔接段折减影响因子，α2为第一过渡段折减影响因子，α3为第二过渡段折减影响因子，L5为中间段的照明亮度，β1为出口衔接段的影响因子，β2为出口段的影响因子，α3＜α2＜α1，β1＜β2；步骤302、根据交通量确定入口段亮度折减系数和中间段照明亮度的取值；在隧道洞内设计时速内，当小时交通量N≤350veh/(h
·
ln)时，入口段亮度折减系数k
取0.025；当小时交通量N≥1200veh/(h
·
ln)时，入口段亮度折减系数k取0.035；当小时交通量在350veh/(h
·
ln)和1200veh/(h
·
ln)之间时，按线性内插取值；当小时交通量N≥1200veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取3.5cd/m2；当小时交通量350veh/(h
·
ln)＜N＜1200veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取2.5cd/m2；当小时交通量N≤350veh/(h
·
ln)时，中间段照明亮度L5取1cd/m2；步骤303、根据环境采集机构采集的数据绘制隧道外亮度随时间的变化曲线，将曲线上前一单元时间内最大的亮度值作为下一单元时间上隧道内亮度的控制值；当相邻两次亮度控制值之差小于亮度灵敏度阈值时，下一单元时间上隧道内亮度的控制值不变化；步骤304、根据下一单元时间上隧道内亮度的控制值调节各个隧道区域照明单元工作状态，使其达到照明亮度，同时利用隧道区域照明单元中的亮度计检测照明调节结果；步骤305、将隧道入口外侧环境数据记...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延兵，王信，赵斌，陈斌，
申请(专利权)人：中铁二十局集团电气化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：