基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法，系统，包括：交通状态感知系统、隧道运行状态判别模块、隧道控制系统、智能灯光预警控制模块、隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统。本发明专利技术通过隧道内设置的交通状态感知系统进行隧道运行状态的感知，根据交通顺畅、交通阻滞、隧道火灾、交通事故、隧道水淹等不同运行状态，通过智能灯光预警控制模块对隧道洞口、隧道侧壁及隧道疏散通道门等变化不同灯光颜色和频率，结合广播系统达到预警和提示的目的，提高隧道运营人员的感知能力。提高隧道运营人员的感知能力。提高隧道运营人员的感知能力。

【技术实现步骤摘要】
基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法


[0001]本专利技术属于交通运输与设备
，具体涉及一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法。

技术介绍

[0002]高速公路隧道一般设置信号灯、广播系统和情报板等设施，将相关信息通知隧道内的司乘人员。
[0003]随着高速公路隧道车流量的加大、运营风险的提高，传统的隧道信息通知方式存在如下不足：
[0004](1)隧道事故工况下，隧道洞口信号灯显示禁止通行，由于司乘人员不了解隧道内的情况，后车往往跟随前车继续驶入隧道，管制手段失效，造成隧道内滞留车辆的增加；
[0005](2)隧道内环境嘈杂，喇叭播放的相关救援信息，司乘人员往往听不清楚。另外，情报板在隧道内间隔一定间距才会设置，也容易造成司乘人员受众的遗漏；
[0006](3)隧道内间隔一定间距设置的疏散通道，疏散标准不显著，造成事故工况下人员不容易发现疏散口；
[0007](4)隧道内发生水淹或者积水等车辆不能驶入的情形时，缺乏有效的管制手段，车辆继续驶入。
[0008]因此，目前迫切需要解决以上各种问题，提升隧道运行安全性。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法，可有效解决上述问题。
[0010]本专利技术采用的技术方案如下：
[0011]本专利技术提供一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，包括：交通状态感知系统、隧道运行状态判别模块、隧道控制系统、智能灯光预警控制模块、隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统；
[0012]所述交通状态感知系统的输出端，连接到所述隧道运行状态判别模块的输入端；所述隧道运行状态判别模块的输出端，连接到所述隧道控制系统的输入端；所述隧道控制系统的输出端，连接到所述智能灯光预警控制模块的输入端；所述智能灯光预警控制模块的输出端，分别与所述隧道洞口灯光软隔离系统、所述隧道侧壁照明系统和所述隧道疏散通道门灯光系统连接。
[0013]优选的，所述隧道洞口灯光软隔离系统的结构为：在隧道洞口通过水幕、特殊灯光投射方式在洞口显示禁止车辆驶入的提示信息；所述隧道洞口灯光软隔离系统具有开启状态和关闭状态。
[0014]优选的，所述隧道侧壁照明系统的结构为：在隧道侧壁设置连续的灯光带；所述灯光带具有正常状态时的颜色显示方式、不同告警等级时对应的颜色显示方式以及不同的闪
烁频率。
[0015]优选的，所述隧道疏散通道门灯光系统的结构为：在隧道内的人员疏散口安装局部特殊灯光带；局部特殊灯光带在不同告警等级时对应不同颜色显示方式。
[0016]优选的，所述交通状态感知系统包括高清卡口、毫米波雷达、视频事件检测系统、火灾报警系统和水位检测仪；
[0017]所述高清卡口的设置数量为多个，分别设置于隧道入口、隧道出口、以及隧道内按设定间距设置；每个所述高清卡口，用于采集通过的车辆信息，包括：车辆ID、车型和车辆通过的时间；
[0018]所述毫米波雷达，等间距设置于隧道内，用于采集通过车辆的行车速度，以及用于追踪隧道内行驶的车辆；
[0019]所述视频事件检测系统，分散布置于隧道内，用于对隧道内不同点位进行视频监控和是否发生交通事故的事件检测；
[0020]所述火灾报警系统，布置于隧道内，用于对隧道内不同点位进行是否发生火灾的监控，并在监控到发生火灾时，进行报警；
[0021]所述水位检测仪，安装于隧道最低点及易积水位置，用于检测隧道最低点及易积水位置的水位，并在检测到的水位超过报警水位时，发出报警。
[0022]本专利技术提供一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统的方法，包括以下步骤：
[0023]步骤1，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，并将采集到的交通状态信息实时上传给隧道运行状态判别模块；
[0024]其中，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，具体包括：
[0025]高清卡口实时采集隧道的双向车道Δt时间长度的交通量DDHV；
[0026]视频事件检测系统，实时采集隧道不同点位的监控视频信息和事件信息；
[0027]火灾报警系统实时判断监测位置是否发生火灾，得到是否发生火灾的信息；
[0028]水位检测仪，实时采集监测位置的水位，并判断是否超过报警水位或者水位上升速率达到一定值，得到是否发生水患的信息；
[0029]步骤2，隧道运行状态判别模块实时接收到隧道的交通状态信息，并根据隧道的交通状态信息，得到隧道的运行状态；其中，隧道的运行状态包括两大类，分别为：非事故状态和事故状态；所述非事故状态包括：一般畅通状态、相对畅通状态、一般阻滞状态和严重阻滞状态；所述事故状态包括火灾状态、水淹状态、轻微交通事故状态和严重交通事故状态；
[0030]具体判别方法为：
[0031]步骤2.1，判断是否发生火灾和是否发生水患；如果发生火灾，则得到隧道的运行状态为火灾状态的结论；如果发生水患，则得到隧道的运行状态为水淹状态的结论；
[0032]如果既没有发生火灾，也没有发生水患，则执行步骤2.2；
[0033]步骤2.2，根据视频事件检测系统的监控视频，判断是否发生交通事故，如果没有发生，则执行步骤2.3；如果发生，则根据交通事故的严重程度，得到隧道的运行状态为轻微交通事故状态或严重交通事故状态的结论；
[0034]步骤2.3，根据高清卡口采集的车型数据及交通量数据，通过公式换算成标准车型的双向车道Δt时间长度的交通量DDHV：
[0035]DDHV＝Q1+1.5Q2+2.5Q3+4Q4[0036]DDHV—双向车道Δt时间长度的交通量；
[0037]Q1:双向小客车Δt时间长度的车辆数
[0038]Q2:双向中型车Δt时间长度的车辆数
[0039]Q3:双向大型车Δt时间长度的车辆数
[0040]Q4:双向拖挂车Δt时间长度的车辆数
[0041]根据双向车道Δt时间长度的交通量DDHV，采用下式计算隧道当前交通运行饱和度F的值：
[0042]F＝DDHV/(N
·
C
·
f
p
·
f
f
)
[0043]式中：
[0044]N—公路车道数；
[0045]C—单向车道Δt时间长度的基准通行能力；根据单向车道小时基准通行能力C*进行换算得到；
[0046]f
p
—驾驶人总体特征修正系数，取值范围0.95～1.00
[0047]f
f
—路侧干扰系数，高速公路取1.0；
[0048]步骤2.4，根据交通运行饱和度F，采用以下公式，确定隧道的各种非事故状态：
[0049]如果0<F≤0.55，则隧道为一般畅通状态；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，其特征在于，包括：交通状态感知系统、隧道运行状态判别模块、隧道控制系统、智能灯光预警控制模块、隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统；所述交通状态感知系统的输出端，连接到所述隧道运行状态判别模块的输入端；所述隧道运行状态判别模块的输出端，连接到所述隧道控制系统的输入端；所述隧道控制系统的输出端，连接到所述智能灯光预警控制模块的输入端；所述智能灯光预警控制模块的输出端，分别与所述隧道洞口灯光软隔离系统、所述隧道侧壁照明系统和所述隧道疏散通道门灯光系统连接。2.根据权利要求1所述的基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，其特征在于，所述隧道洞口灯光软隔离系统的结构为：在隧道洞口通过水幕、特殊灯光投射方式在洞口显示禁止车辆驶入的提示信息；所述隧道洞口灯光软隔离系统具有开启状态和关闭状态。3.根据权利要求1所述的基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，其特征在于，所述隧道侧壁照明系统的结构为：在隧道侧壁设置连续的灯光带；所述灯光带具有正常状态时的颜色显示方式、不同告警等级时对应的颜色显示方式以及不同的闪烁频率。4.根据权利要求1所述的基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，其特征在于，所述隧道疏散通道门灯光系统的结构为：在隧道内的人员疏散口安装局部特殊灯光带；局部特殊灯光带在不同告警等级时对应不同颜色显示方式。5.根据权利要求1所述的基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，其特征在于，所述交通状态感知系统包括高清卡口、毫米波雷达、视频事件检测系统、火灾报警系统和水位检测仪；所述高清卡口的设置数量为多个，分别设置于隧道入口、隧道出口、以及隧道内按设定间距设置；每个所述高清卡口，用于采集通过的车辆信息，包括：车辆ID、车型和车辆通过的时间；所述毫米波雷达，等间距设置于隧道内，用于采集通过车辆的行车速度，以及用于追踪隧道内行驶的车辆；所述视频事件检测系统，分散布置于隧道内，用于对隧道内不同点位进行视频监控和是否发生交通事故的事件检测；所述火灾报警系统，布置于隧道内，用于对隧道内不同点位进行是否发生火灾的监控，并在监控到发生火灾时，进行报警；所述水位检测仪，安装于隧道最低点及易积水位置，用于检测隧道最低点及易积水位置的水位，并在检测到的水位超过报警水位时，发出报警。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述的基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，并将采集到的交通状态信息实时上传给隧道运行状态判别模块；其中，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，具体包括：高清卡口实时采集隧道的双向车道Δt时间长度的交通量DDHV；视频事件检测系统，实时采集隧道不同点位的监控视频信息和事件信息；
火灾报警系统实时判断监测位置是否发生火灾，得到是否发生火灾的信息；水位检测仪，实时采集监测位置的水位，并判断是否超过报警水位或者水位上升速率达到一定值，得到是否发生水患的信息；步骤2，隧道运行状态判别模块实时接收到隧道的交通状态信息，并根据隧道的交通状态信息，得到隧道的运行状态；其中，隧道的运行状态包括两大类，分别为：非事故状态和事故状态；所述非事故状态包括：一般畅通状态、相对畅通状态、一般阻滞状态和严重阻滞状态；所述事故状态包括火灾状态、水淹状态、轻微交通事故状态和严重交通事故状态；具体判别方法为：步骤2.1，判断是否发生火灾...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀军，陈伟乐，陈越，石志刚，汤召志，霍洁，成亮，乔梅梅，袁浩庭，哈元元，
申请(专利权)人：广东省公路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：