隧道照明节能控制系统研究与实现

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,以常吉高速公路的雀儿溪隧道为研究背景,设计了一种隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作运算控制核心,以S7—200作为本地输出控制器,利用工业以太网组建控制环网,运用模糊控制作为隧道照明控制算法。系统通过传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊控制算法运算,输出照明的控制信号,通过功率控制模块实现实时自动调节隧道各段照明亮度。系统采用了照明回路细分精细控制,增加了照明分级档次,提高了照明连续性,节省了系统运营电能。     

隧道照明节能控制系统研究与实现

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,以常吉高速公路的雀儿溪隧道为研究背景,设计了一种隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作运算控制核心,以S7—200作为本地输出控制器,利用工业以太网组建控制环网,运用模糊控制作为隧道照明控制算法。系统通过传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊控制算法运算,输出照明的控制信号,通过功率控制模块实现实时自动调节隧道各段照明亮度。系统采用了照明回路细分精细控制,增加了照明分级档次,提高了照明连续性,节省了系统运营电能。     

公路隧道照明节能关键问题分析

本文从基于运营安全的隧道照明节能角度出发,对目前我国公路隧道照明节能现状及存在的关键性问题进行分析,主要包括隧道照明系统节能控制方法、照明亮度标准、节能照明灯具和新型能源应用等问题。     

LED照明亮度智能无级控制系统在城市隧道中的应用

通过对分级调光与无级调光的能效分析,说明了隧道LED照明亮度智能无级控制系统的节能原理及在城市隧道中的应用实效.在分析了基本照明、加强照明和应急照明控制的基础上提出了照明系统控制方案.     

隧道灯光照明耗电分析与节能控制系统设计

以交通隧道安全舒适行车和灯光照明节能为目标,分析了标准的交通隧道照明亮度曲线模型,仿真分析了隧道外亮度、车流量、车速等参数对隧道灯光照明功率损耗的影响。提出了隧道灯光照明节能减排的方法和按需照明的智能控制系统设计方案。研究表明,降低隧道入口处亮度、按需照明以及LED照明是降低隧道电能损耗的有效方法。     

舒家湾隧道照明智能控制系统方案分析

隧道照明控制方案基于洞内外光强差,以解决黑洞效应和白洞效应.大部分照明回路处于常亮状态,无车和小车流量状态都是7x24 h运行,存在照明电能浪费.本方案以“安全第一、按需照明”为设计思想,采用先进的控制技术和通讯技术,提供可分段控制、自动适应不同交通量、依据洞外亮度自动调整洞内亮度、洞内无车自动调整至国标要求的最低亮度的隧道LED照明节能解决方案.     

公路隧道照明控制技术综述

为消除"黑洞效应"和"白洞效应",需对公路隧道照明进行有效控制,以使隧道内电光源照明亮度与隧道外自然光亮度之间尽可能建立一种相对稳定、较为缓和的照明亮度递减适应曲线,满足公路隧道运营安全的需要,最大限度地节约电能。从控制方式、控制方法、控制参数和控制系统等4方面全面阐述公路隧道照明控制技术的发展,并指出目前公路隧道照明控制技术应用存在的主要问题,展望公路隧道照明控制技术的发展趋势。     

山岭隧道洞口遮阳棚及其照明设置方法研究

隧道照明入口段的长度和亮度直接影响隧道的交通安全，但同时也是隧道照明系统的能耗大户，如何在保证运营安全并营造高速公路隧道良好的驾驶视觉环境的前提下节省能耗是目前隧道照明系统建设运营的重点研究方向。通过探讨与研究公路隧道进口处的减光设计，提出了一种结合智能调光技术的隧道遮阳棚设计，将遮阳棚作为隧道照明入口段，降低了隧道入口处加强照明的能耗。同时运用基于无线物联网技术的智能照明调光技术，解决了在雨雪或者遮阳棚表面附着污物的特殊环境下遮阳棚段路面亮度不足的问题。此外基于无线物联网技术的智能照明调光技术还为解决目前照明区段的分界处亮度突变以及有线调光信号会被湮灭的问题提供了方案。该隧道遮阳棚设计方案在满足隧道行车安全的设计要求下，可降低隧道照明入口段能耗，为今后公路隧道的节能减排提供参考。     

太阳光光纤照明在公路隧道中的应用研究

采集太阳光照明系统已是各国竞相研究的热点。介绍太阳光光纤照明系统研究进展,结合太阳光光纤照明与隧道照明的特点,分析太阳光光纤照明系统应用于隧道照明的可行性。指出将太阳光光纤照明与隧道照明相结合,降低隧道出、入口段加强照明能耗是可行的,并可解决隧道洞口视觉问题,实现隧道洞口亮度与洞外环境亮度同步变化。     

DIALux软件在隧道照明调光设计中的应用

隧道照明应为驾驶员提供足够的视觉信息。隧道内亮度应与实时车流量、实时洞外亮度的变化相适应。因此,隧道运营中照明调光极为重要。DIALux软件可以实现空间环境下的灯具选择、布设以及照明模拟。介绍隧道照明的视觉特点,阐述隧道内的照明强度分配,并利用DIALux软件对隧道照明进行仿真模拟。建立隧道模型,按设计要求布置灯具并设置各种场景模式,模拟分级调光隧道内亮度情况。通过报表输出,得出隧道照明所需的一些重要信息,为最优隧道照明设计方案选择提供依据。     

公路隧道照明精确检测与智能控制系统研究

为解决公路隧道照明系统节能与行车安全、运营管理之间的矛盾，采用理论分析及实际检验的方法，分析了隧道照明控制系统的调光原理、照明控制系统结构以及亮度检测误差产生的原因，设计了一种可调量程的亮度检测仪并给出校准及亮度检测步骤，解决了公路隧道亮度精确检测的难题，采用模糊神经网络算法在照明系统中进行了实际应用，实践证明本算法在亮度满足实际运营需求的前提下可取得良好的节能效果。     

隧道照明智能监控软件系统的设计与实现

为了设计和实现"车进灯亮、车走灯暗"的隧道照明智能监控软件系统,采用车辆行为感知传感器、环境信息感知传感器、监控摄像机、调光控制器、LED照明灯具等设备为系统的硬件基础。软件系统以照明节能和智慧控制为目的;以隧道外部环境亮度、车流量和车辆速度为数据基础,根据隧道照明设计细则计算隧道内部各路段的所需亮度;以监控图像为基础,利用图像处理的方法,实时测量隧道内部路面的实际亮度;利用闭环反馈自适应调光方法根据隧道实际照明亮度和所需亮度对隧道亮度进行有效的调节;通过对路面均匀度的判断,确定隧道内灯具的好坏,从而实现快速维护。监控软件已在吉林省通化市赤柏隧道(右幅)投入使用,使用过程中选择车流量和天气情况都相似的3天,分别采用智能监控软件系统的方法、时间控制的方法和隧道内灯具全亮的方法对3种方法的耗电量进行比较。结果表明,该智能软件系统的方法在保证驾驶员安全舒适的前提下,相比于时间控制的方法节能超过40%;相比于灯具全亮的方法节能超过50%。     

基于亮度优化的绿色隧道照明模糊PID控制算法

为解决隧道内部照明过度造成的能源浪费问题，设计了一种基于亮度折减系数K优化的隧道照明模糊PID控制算法。首先，利用Matlab软件对《公路隧道照明细则》中提出的亮度折减系数K采用线性拟合法进行优化计算，分别得到大车流量和小车流量基于实时车速的K值；接着，利用线性内插取值法计算实时车流量下K的优化取值，得到隧道内部各段实时车流量和车速下的按需照明亮度值；然后，将按需照明亮度偏差值及偏差值变化率作为输入变量，设计自适应模糊PID控制器对灯具进行调光控制，以实现隧道按需照明节能控制模式；最后，通过模拟仿真试验和现场试验证明： 基于亮度折减系数K优化后的隧道内部照明在满足照明需求的情况下，相较于传统的基于细则设定照明亮度值的控制模式，可使隧道照明耗电量降低约21.2%。     

基于LoRa物联网的公路隧道按需照明控制系统

为解决公路隧道节能低碳、减少电力资源浪费的问题,针对公路隧道典型场景,以圭噶拉隧道为依托工程,设计了基于LoRa物联网的公路隧道按需照明控制系统。通过对物联网主流通信技术的分析比选,选择了适用于隧道典型场景的低功耗广域物联网技术,并以该技术为基础搭建了按需照明的调光系统。系统通过现场布设的各类传感器采集隧道洞外实时亮度、灯具亮度、交通量等数据,通过LoRa物联网将采集数据上传至主控器,主控器结合照明设计细则的亮度计算方法实时控制隧道内照明亮度,实现精细平滑调光。该系统还增加了车辆感应联动设施,通过检测车辆信息实现车来灯亮、车走灯熄的功能,最大程度地实现节能减排的目标。     

基于发光反光高性能涂料的隧道照明安全与节能技术应用研究

为解决公路隧道照明节能压力和品质提升之间的矛盾问题，采用新型发光反光高性能涂料用于隧道涂装。通过模拟分析不同涂装方案对路面亮度、亮度均匀度及目标物亮度的增益作用得到适用于工程的应用方案。依托工程应用效果表明，采用发光反光高性能涂料涂装后，隧道行车安全性和舒适性程度更高，所用方案可降低隧道照明年运营能耗在20%以上。本技术对提升隧道照明安全和节能水平、推动隧道提质升级具有促进作用。     

基于安全与节能的公路隧道夜间照明研究

从行车安全与降低能耗两个角度出发,研究公路隧道夜间照明条件。采用实车实验分析道路亮度与障碍物识别距离、主观安全感知之间的关系,提出保证行车安全的最低路面亮度值,结果表明路面亮度大于0.5cd/m2能够满足驾驶人行车视觉需求,主观安全感知水平较高;针对现行规范及隧道照明设计中的不足,综合考虑夜间驾驶人在隧道洞口路段明(暗)适应的视觉需求及节能效果,提出隧道夜间照明优化方案,基于照明仿真软件比较分析优化方案与规范方案的照明效果及能耗情况,验证优化方案的安全性及经济性。     

公路隧道照明调光过程中的危险因素分析及安全性指标

公路隧道入口照明的连续性调光,是确保在安全前提下实现按需照明的关键。针对公路隧道加强照明调光方式中频繁出现亮度跳变和亮度过低的问题,利用杭州彩虹快速路特长隧道LED智能化精细调光照明系统记录下的洞外亮度变化曲线,换算出理论调光曲线,并与实际调光曲线进行图形化对比研究,揭示导致亮度频繁跳变和亮度低于标准要求的形成原因,提出通过增加调光亮度等级和减小调光间隔时间进行改善。得出如下结论： 1）调光的亮度等级越高,调光的间隔时间越短,从而使隧道入口段出现亮度跳变的幅度越小,行车越安全; 2） 照明调光系统的精细化程度和调光操作的间隔时间,是体现系统安全性的重要指标。     

基于物联网的“两光源互补”隧道照明智能控制系统设计

针对西藏地区拉林高速上的米拉山某隧道,设计了基于物联网的"两光源互补"隧道照明智能控制系统。系统通过传感器采集隧道内外的光照强度、车速、温度及交通量,数据通过物联网上传到终端,控制器结合外界光照强度、交通量预测曲线、隧道照明光照强度曲线标准,智能控制隧道内LED灯亮度;系统增加了追踪太阳光输送模块,通过光纤把太阳光导入到隧道内,补充隧道内的亮度,达到节能减排的目的。     

安全运营条件下长大公路隧道节能指标研究

为解决我国长大公路隧道运营的能耗问题,通过理论分析,采用照明设计软件Dialux,对运营安全条件下长大公路隧道节能指标问题进行了系统研究,提出了长大公路隧道运营安全评价指标选取原则,确定了烟雾浓度K、路面纵向均匀度、路面均匀度、路面平均亮度作为隧道运营安全评价控制指标;提出了照明、通风、照明节能评价指标、通风机通风节能评价指标、照明节能评价指标以及隧道照明、通风联动节能指标。研究结果表明,采用空气通透率作为安全运营条件下长大隧道通风、照明智能联动的节能指标可行。     

CIE《道路隧道和地下通道照明指南》介绍

介绍国际照明委员会《道路隧道和地下通道照明指南》的最新成果,其修订版最主要有两方面的不同,一是确定境界区第一段亮度采用光幕亮度法;二是调整了长隧道和特长隧道的内部区亮度值。同时,其还存在一定的不足,如短隧道照明设计方法、中间视觉理论的应用、LED光源及智能照明控制技术的使用、太阳能的利用、系统性的节能减排理念等尚未体现。目前在道路隧道和地下通道照明领域还未形成中国技术流派,需要国内学术界在理论创新、技术创新、实验方法创新等方面有更大的突破。