隧道光纤与LED互补照明系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了隧道光纤与LED互补照明系统及控制方法，包括光纤阳光照明系统，电光照明系统，照度传感器、控制器、调光器；所述光纤阳光照明系统，电光照明系统沿隧道轴线间隔分布；所述照度传感器设置于光纤阳光照明系统以及电光照明系统某一典型照明区间布置；所述控制器与传感器相连，所述控制器可自动采集各传感器照度数据并进行数据处理；所述控制器与所述调光器相连，可控制调光器开启与关闭；所述调光器与电光照明系统相连，可调控LED灯亮度。本方案通过基于光纤与LED灯延隧道轴线间隔布置的情况，可解决照度不均匀与动态变化条件下的隧道地面平均照度动态控制问题，能最大程度地发挥光导纤维的照明效果，提高了照明互补控制系统的适用性。制系统的适用性。制系统的适用性。

【技术实现步骤摘要】
隧道光纤与LED互补照明系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及隧道照明
，具体涉及一种隧道光纤与LED互补照明系统及控制方法。

技术介绍

[0002]隧道作为公路与铁路系统的咽喉近年来在我国得到了大规模建设。在隧道施工及运营过程中，为满足行车安全及作业需求，均需提供稳定持续的照明，由此也带来了巨大的能源消耗，成为隧道施工及运营的一项重要支出成本。
[0003]在当前绿色低碳的发展背景下，寻求新的隧道节能照明技术日益重要。近年来，光导纤维阳光照明技术作为一种新型绿色照明技术在房建及地下空间中得到了一定程度的应用。其通过室外安装的导光器(透镜)将阳光聚焦，并将聚焦后的阳光经光纤传输至需照明空间。
[0004]然而，该技术存在一个缺陷，即其对直射阳光依赖性强，在云层遮蔽、阴雨天及夜间其照明效果均会受到影响，因此实际应用中常与电光，如LED照明相结合，在光纤照明无法满足查明需求时，由LED进行补充。
[0005]由此，相关照明互补控制系统也至重要。目前，可见专利及实际中控制系统理念主要有两种：一种是在室内布置一个照明传感器，该传感器与控制器相连，控制器与调光器相连，调光器与LED灯相连，当传感器所测室内照度不在设置范围内时，通过控制器与调光器调整LED灯亮度，使得室内照度保持相对稳定；另外一种无法对照度精准控制，只有两种模式，即单独光纤照明或单独LED照明，其方法为在光线照明系统室外导光器上安装传感器，当该传感器感知到的户外照度低于设置值时，通过控制器直接开启LED照明，户外照度高于设置值式，则关闭LED。可见，第一种控制方式更能充分利用阳光照明，更为绿色低碳、经济合理。
[0006]目前已有的光纤与LED互补照明系统主要还是在房屋及地下室照明中采用，在隧道领域目前尚未成熟应用，但已有相关论文专利展示了一些理念，其主要还是参照房屋及地下室中的照明方法。然而，需注意到隧道与房屋或地下室照明的差异性，即隧道是一个线性工程，因此其照明灯具也是线性布置，目前有单侧布灯、双侧对称布灯及双侧交叉布灯等形式，而房屋与地下室照明往往是均匀布灯。
[0007]由此，带来光纤与LED照明互补控制系统的差异。对于房屋照明，光纤与LED照明在空间内一般采取均匀布置，室内某一点的照度近似可作为平均照度；而对于隧道，光纤与LED照明常采取间隔布置形式，在隧道轴线方向及垂直轴线方向，地面照度存在很大的不均匀性，随着布置间距与隧道断面的增大，不均匀程度也随之增加，此外，随着光纤与LED两个不同照明类型灯具亮度的此消彼长，地面的照度分布也处在动态变化过程中。
[0008]因此，传统照明互补控制系统无法适用隧道照明条件，由此可见，如何基于隧道这种照度分布的不均匀性与动态变化特点，来提出一种光纤与LED互补的照明系统来提高照明互补控制系统的适用性。

技术实现思路

[0009]针对于现有照明互补控制系统存在适用性不高的技术问题，本方案的目的在于提供隧道光纤与LED互补照明系统，其能够解决照度不均匀与动态变化条件下的隧道地面平均照度动态控制问题，能够提高照明互补控制系统的适用性；在此基础上，还给出了隧道光纤与LED互补照明系统的控制方法，很好的克服了现有技术所存在的问题。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术提供的隧道光纤与LED互补照明系统，包括光纤阳光照明系统，电光照明系统，照度传感器、控制器、调光器；所述光纤阳光照明系统，电光照明系统沿隧道轴线间隔分布；所述照度传感器设置于光纤阳光照明系统以及电光照明系统某一典型照明区间布置；所述控制器与传感器相连，所述控制器可自动采集各传感器照度数据并进行数据处理；所述控制器与所述调光器相连，可根据各传感器实测的照度及输入的平均照度控制调光器开启与关闭；所述调光器与电光照明系统相连，可调控LED灯亮度，使得隧道平均照度稳定在输入的区间范围内。
[0011]进一步地，所述光纤阳光照明系统包括若干光纤阳光照明灯具，将若干光纤阳光照明灯具等距分布于隧道内的边墙或拱部处。
[0012]进一步地，所述电光照明系统包括若干LED灯具，若干LED灯具等距分布于隧道内的边墙或拱部处，并与若干光纤阳光照明灯具间隔设置。
[0013]进一步地，所述控制器上连接有输入屏幕，可根据实际需要输入隧道所需的平均照度区间。
[0014]进一步地，所述控制器自动采集个传感器的多组照度数据并通过训练模型区间计算平均照度。
[0015]进一步地，所述控制器将由传感器实时采集照度数据计算而得的平均照度与输入的所需平均照度区间进行数值对比；当实时平均照度在设置的所需照度区间内时，系统维持稳定，调光器不工作；当实时平均照度低于设置的所需照度区间时，控制器自动控制调光器逐级调大LED照明效果，直至根据实时传感器监测照度计算的平均照度增加至设置的所需照度区间时，调光器停止工作；当实时平均照度高于设置的所需照度区间时，控制器自动控制调光器逐级调低LED照明效果，直至根据实时传感器监测照度计算的平均照度降至设置的所需照度区间时。
[0016]为了达到上述目的，本专利技术提供的隧道光纤与LED互补照明系统的控制方法，基于上述隧道光纤与LED互补照明系统；所述隧道光纤与LED互补照明系统的控制方法包括：
[0017](1)根据隧道工况、光纤照明最大效果及LED最大照明效果进行总体照明设计，确定光纤照明灯具与LED照明灯具类型及布置形式、安装距离、安装高度与安装角度；
[0018](2)根据系统设计分别布设光纤照明系统、LED照明系统、照度传感器、控制器、调光器；
[0019](3)断开传感器与控制器之间，以及控制器与调光器之间的连接，将布置的各个照度传感器与数采仪相连；
[0020](4)在隧道洞外较为稳定的光照条件下，开启LED照明系统，调节调光器，使得LED灯具照明效果稳定；
[0021](5)记录各传感器采集的各测点照度，同时采用照度计通过大量布点人工实测该区间内的平均照度；区间布点方法可采用网格划布置；将各测点编号，并将对应照度与平均
照度进行记录；
[0022](6)在不同的洞外光照条件与LED照明条件下，记录不同工况下的传感器所测照度与人工实测平均照度的对应关系，形成该隧道照明控制数据库；
[0023](7)基于该数据库，采用机器学习方法，如神经网络，训练建立传感器所测照度与人工实测平均照度的对应关系；利用样本数据中的传感器实测值，通过训练模型进行平均照度预测，并与人工实测结果进行比较，判断训练模型的精度；
[0024](8)将训练好的模型编程写入控制器中，并将系统重新连接好，即可实现平均照度自动控制功能。
[0025]本专利技术提供的隧道光纤与LED互补照明系统及控制方法，其通过基于光纤与LED灯延隧道轴线间隔布置的情况，可解决照度不均匀与动态变化条件下的隧道地面平均照度动态控制问题，能最大程度地发挥光导纤维的照明效果，提高了照明互补控制系统的适用性。
附图说明
[0026]以下结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，包括光纤阳光照明系统，电光照明系统，照度传感器、控制器、调光器；所述光纤阳光照明系统，电光照明系统沿隧道轴线间隔分布；所述照度传感器设置于光纤阳光照明系统以及电光照明系统某一典型照明区间布置；所述控制器与传感器相连，所述控制器可自动采集各传感器照度数据并进行数据处理；所述控制器与所述调光器相连，可根据各传感器实测的照度及输入的平均照度控制调光器开启与关闭；所述调光器与电光照明系统相连，可调控LED灯亮度，使得隧道平均照度稳定在输入的区间范围内。2.根据权利要求1所述的隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，所述光纤阳光照明系统包括若干光纤阳光照明灯具，将若干光纤阳光照明灯具等距分布于隧道内的边墙或拱部处。3.根据权利要求1所述的隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，所述电光照明系统包括若干LED灯具，若干LED灯具等距分布于隧道内的边墙或拱部处，并与若干光纤阳光照明灯具间隔设置。4.根据权利要求1所述的隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，所述控制器上连接有输入屏幕，可根据实际需要输入隧道所需的平均照度区间。5.根据权利要求1所述的隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，所述控制器自动采集个传感器的多组照度数据并通过训练模型区间计算平均照度。6.根据权利要求1所述的隧道光纤与LED互补照明系统，其特征在于，所述控制器将由传感器实时采集照度数据计算而得的平均照度与输入的所需平均照度区间进行数值对比；当实时平均照度在设置的所需照度区间内时，系统维持稳定，调光器不工作；当实时平均照度低于设置的所需照度区间时，控制器自动控制调光器逐级调大LED照明效果，直至根据实时传感器监测照...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，韦福禄，周述美，贺龙鹏，司铁汉，杨硕，金鑫，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：