一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法及系统，传统的分级照明主要是将隧道内各段的需求亮度划分为不同的级别，不同级别间的变化和转变主要依据不定数量灯具的简单开启和关闭来实现。而本发明专利技术结合隧道内各段的需求亮度、洞外照度、交通量大小以及车辆的平均车速，构建控制模型，在该模型内，其他参数作为模型的控制输入量，需求亮度是被控量，求得照明灯具的需求功率，和隧道各段内照明设备的实际功率进行比较，将这两个功率的差值最为控制输出量，对隧道各段内的照明设备的输出功率进行连续调节。整个隧道内的照明处与动态平衡的状态下，实现了隧道照明的平滑调控，不存在电能浪费和降低隧道通行安全性问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及隧道调光控制
，尤其是涉及一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，隧道交通运输需求量的逐步增大，公路隧道的里程数量也随之增加，导致基于设计规范中，采用最大照度原则的隧道照明系统出现电能耗费过大、监控运营成本过高等问题。因此，如何避免隧道内电能浪费，节能降耗已成为业内亟需解决的热点问题之一。目前，解决隧道照明系统运营成本过高的普遍做法是按照不同时段的亮度需求分回路控制照明设备的开启和关闭，但由于这种做法没有结合隧道内交通量的实时变化，造成隧道照明中依然存在一定程度的过度照明，使得电能严重浪费，同时没有综合考虑隧道的环境变化，导致隧道内外出现照度不足的情形，降低了隧道通行的安全性。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种隧道专用照明系统”，其公告号CN108366458A，该系统包括若干隧道照明控制装置、若干LED照明灯、若干数字照度计，将隧道划分成入口段、隧道中段、出口段，在隧道前段、隧道中段、隧道后段分别设置有LED照明灯、数字照度计以及至少一个隧道照明控制装置，通过对隧道不同段分别检测亮度并进行控制，从而消除“黑洞”现象，提高隧道的安全性。可见该专利也是通过将隧道划分若干路段，在各个路段分别设置有LED照明灯、数字照度计以及至少一个隧道照明控制装置，通过对隧道不同段分别检测亮度并进行控制，但仍然存在没有结合隧道内交通量的实时变化和没有综合考虑隧道的环境变化，导致存在一定程度的过度照明和照度不足的情形，造成电能浪费和降低了隧道通行安全性的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术的没有结合隧道内交通量的实时变化和没有综合考虑隧道的环境变化，导致存在一定程度的过度照明和照度不足的情形，造成电能浪费和降低了隧道通行安全性问题，提供一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法及系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，包括以下步骤：S1：采集测量隧道各路段的亮度、当前照明灯具实际输出功率、交通量大小和平均车速数据；S2：根据交通量数据和平均车速数据对隧道内各路段的照明需求亮度进行计算，所述隧道内各路段的照明需求亮度包括：入口路段照明需求亮度、基本段照明需求亮度、过渡段照明需求亮度和出口段照明需求亮度；S3：根据隧道内各路段的照明需求亮度数据计算照明灯具达到该需求亮度的输出功率；S4：对照明灯具达到该需求亮度的输出功率与当前照明灯具实际输出功率进行比较，得到在一定周期内需要设置的照明灯具调光系数；S5：调光控制器根据照明灯具调光系数对照明灯具进行调光控制。传统的分级照明主要是根据隧道内环境和洞外亮
度，将隧道内各段的需求亮度划分为不同的级别，不同级别间的变化和转变主要依据不定数量灯具的简单开启和关闭来实现。而本专利技术的一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，将隧道内各段的需求亮度、洞外照度、在一定周期内的交通量大小以及在该周期内通行车辆的平均车速的大小，共同构建为一个控制模型，在该模型内，其他参数作为模型的控制输入量，而需求亮度是唯一的被控量，然后根据该被控量求得照明灯具的需求功率，将该功率和隧道各段内照明设备的实际功率进行比较，将这两个功率的差值最为控制输出量，进而对隧道各段内的照明设备的输出功率进行连续调节。整个隧道内的照明将根据隧道洞外实时亮度、一定周期内的交通量以及该周期内平均车速大小的变化而处与动态平衡的状态下，从而实现了隧道照明的平滑调控，不存在电能浪费和降低了隧道通行安全性问题。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述入口路段照明需求亮度计算公式为：
[0008]L
t1
＝k1×
L
T
(x)
[0009]L
t2
＝0.5
×
k1×
L
T
(x)
[0010]其中，k1为入口路段折减系数，由车速和交通量两个因素决定，L
T
(x)为洞外亮度，由天气决定。假设在晴天时洞外亮度为LT，当x为0表示晴天，x为1表示云天，x为2表示阴天，x为3表示重阴天或阴雨天，当天气为晴天时，L
T
(0)＝LT，当天气为云天时，L
T
(1)＝0.5LT，当天气为阴天时，L
T
(2)＝0.25LT，当天气为重阴天和阴雨天时，L
T
(3)＝0.13LT，或者可以在隧道洞外设置亮度监测装置，L
T
(x)以亮度监测装置实时监测的洞外亮度为准。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述入口段折减系数k1的计算方式如下：
[0012][0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021]其中，V为平均车速，Q为交通量。在本专利技术的由隧道的洞外照度、一定周期内的交通量大小、该周期内的平均车速以及唯一的被控量即隧道各段内需求亮度而构建的调光控
制模型中，随着隧道的洞外照度、一定周期内的交通量大小和该周期内的平均车速的不断变化，隧道各段内段的需求亮度也随之不断的发生变化。
[0022]作为本专利技术的优选方案，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：
[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031]1.0Q≤350，40≤V≤60
[0032]其中，V为平均车速，Q为交通量。在本专利技术的由隧道的洞外照度、一定周期内的交通量大小、该周期内的平均车速以及唯一的被控量即隧道各段内需求亮度而构建的调光控制模型中，随着隧道的洞外照度、一定周期内的交通量大小和该周期内的平均车速的不断变化，隧道各段内段的需求亮度也随之不断的发生变化。
[0033]作为本专利技术的优选方案，所述过渡段照明需求亮度取值方式为：将过渡段细分为三个照明段，分别为R1、R2、和R3，所述R1照明段的亮度为：L
r1
＝0.3L
t1
，所述R2照明段的亮度为：L
r2
＝0.1L
t1
，所述R3照明段的亮度为：L
r3
＝0.035L
t1
。依据《公路隧道照明设计细则》，过渡段可细分为三个照明段即R1、R2、R3。
[0034]作为本专利技术的优选方案，所述距隧道出洞口六十米到三十米处的需求亮度取该隧道在基本段照明需求亮度的三倍。距离隧道出口三十米到隧道出洞口的需求亮度取基本段照明需求亮度的五倍。隧道单洞仅用于单向通行时，应该设置加强照明，而设置位置取该隧道的出口段为宜。其中，距隧道出洞口约为六十米处的需求亮度应取该隧道在基本段的照明需求照度的三倍。距离隧道出口三十米的需求亮度应该取基本段亮度的五倍为宜。
[0035]一种考虑交通状况和不同路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，其特征是，包括以下步骤：S1：采集测量隧道各路段的亮度、当前照明灯具实际输出功率、交通量大小和平均车速数据；S2：根据交通量数据和平均车速数据对隧道内各路段的照明需求亮度进行计算，所述隧道内各路段的照明需求亮度包括：入口路段照明需求亮度、基本段照明需求亮度、过渡段照明需求亮度和出口段照明需求亮度；S3：根据隧道内各路段的照明需求亮度数据计算照明灯具达到该需求亮度的输出功率；S4：对照明灯具达到该需求亮度的输出功率与当前照明灯具实际输出功率进行比较，得到在一定周期内需要设置的照明灯具调光系数；S5：调光控制器根据照明灯具调光系数对照明灯具进行调光控制。2.根据权利要求1所述的一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，其特征是，所述入口路段照明需求亮度计算公式为：L
t1
＝k1×
L
T
(x)L
t2
＝0.5
×
k1×
L
T
(x)其中，k1为入口路段折减系数，由车速和交通量两个因素决定，L
T
(x)为洞外亮度，由天气决定。3.根据权利要求2所述的一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，其特征是，所述入口段折减系数k1的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：的计算方式如下：
其中，V为平均车速，Q为交通量。4.根据权利要求3所述的一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，其特征是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：是，所述基本段照明需求亮度的计算方式如下：1.0Q≤350，40≤V≤60其中，V为平均车速，Q为交通量。5.根据权利要求2所述的一种考虑交通状况和不同路段的隧道调光控制方法，其特征是，所述过渡段照明需求亮度取...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明富，张向宇，杨泽敏，沈超，章晓峻，闫志新，孟庆辉，
申请(专利权)人：上海中电电子系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：