专利名称：一种隧道照明及安保系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合于长大隧道的照明和安全保障的隧道照明及安保系统。
背景技术：
随着我国道路交通建设的迅速发展，公路隧道的建设规模及数量也越来越大，如秦岭终南山公路隧道单洞长18.02公里，隧道按双向车道高速公路标准建设；隧道净宽
10.5米，限高5米；设计车速80公里/小时，穿越通过时间大约为14分钟左右。对于长大隧道的照明基本上是长明方式，当车辆通过率较低时，浪费了照明电能；在隧道内虽然设置了信号灯具，一旦隧道中部的汽车附上挂擦事故，不能不能显示具体位置，也不能及时调度后面的车辆及时改变车道，更不利于救援车辆进入事故地段处理事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适合于长大隧道的、能够智能控制隧道内照明灯具节约能源的、能够实时监控隧道内车辆运行状况并及时作出安全行车调度的、能够有效保障车辆人身安全的隧道照明及安保系统。本发明的目的通过下述技术方案予以实现:所述系统包括控制中心、照明系统、信号灯和指示警报器；所述照明系统、信号灯和指示警报器布置在隧道的指定位置，它们的电气控制部分均与控制中心电连接；所述照明系统分为长明灯和感应灯，长明灯安装在隧道的入口段和出口段，感应灯安装在隧道的中段；所述控制中心以中央处理单元为核心，配置采集分析模块、执行驱动模块、存贮器、对外接口、电源和显示器；所述隧道内的车道指定位置安装一组传感器，传感器的电气控制部分与采集分析模块电连接；所述指示警报器包括指示牌和报警器，指示牌安装在隧道的入口端，报警器安装在隧道隧道的入口端和/或内隧道内；所述存贮器中安装专用软件；当车辆顺序经过一组传感器时，采集分析模块通过相邻传感器被触发的时间计算出车辆通过的数量及其平均速度保存在存贮器的数据库中，中央处理单元实时比较行车速度，按照预先设置的阈值控制感应灯的通断和信号灯的颜色，或者通过指示警报器的语音系统指令车辆减速行驶；当某一传感器在设定的时间内没有触发信号时，系统自动判断为该车道发生事故，中央处理单元将该传感器设定距离的感应灯保持接通，通过信号灯的颜色调度指挥其他车辆变道直行或者绕行，同时调度其他车辆为救援车辆让道；如果事故导致不能绕行时，自动关闭隧道入口，指示警报器的语音系统指令车辆疏导。所述采集分析模块包括车道车辆通过信号采集装置、车速分析单元和车辆计数单元，车速分析单元的输入端和车辆计数单元的输入端并联在车辆通过信号采集装置的输出端，车速分析单元的输出端和车辆计数单元的输出端均与中央处理单元电连接；所述车道车辆通过信号采集装置的输入端连接传感器。所述执行驱动模块包括车道信号灯具切换装置、隧道中部照明灯具控制装置、隧道入口的显示牌及报警器、隧道出入口灯具控制装置；所述车道信号灯具切换装置的输出端连接信号灯的电气控制部分；所述隧道中部照明灯具控制装置的输出端连接感应灯的电气控制部分；所述隧道入口的显示牌及报警器的输出端电连接指示警报器；隧道出入口灯具控制装置的输出端连接长明灯的电气控制部分。所述系统配置若干个摄像头，摄像头分布在隧道内，摄像头与中央处理单元电连接；当隧道中发生故障时，实时影像配合指示警报器的语音系统指挥救援车辆进入事故地段。所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯和指示警报器的响应方案。与现有技术相比，本发明具有以下优点:构造简单合理，智能化程度高，能够智能控制隧道内照明灯具节约能量，能够实时监控隧道内车辆运行状况并及时作出安全行车调度，避免和减少安全事故的发生，减少人身财产的损失。
图1为本发明一实施例的构造框图，省略了摄像头；
图中:1_长明灯，2-隧道，3-传感器，4-信号灯，5-感应灯，6-指示警报器，7-采集分析模块，8-执行驱动模块。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
参考附图:所述系统包括控制中心、照明系统、信号灯4和指示警报器6 ;所述照明系统、信号灯4和指示警报器6布置在隧道2的指定位置，它们的电气控制部分均与控制中心电连接；所述照明系统分为长明灯I和感应灯5，长明灯I安装在隧道2的入口段和出口段，感应灯5安装在隧道2的中段；所述控制中心以中央处理单元为核心，配置采集分析模块7、执行驱动模块8、存贮器、对外接口、电源和显示器；所述隧道2内的车道指定位置安装一组传感器3，传感器3的电气控制部分与采集分析模块7电连接；所述指示警报器6包括指示牌和报警器，指示牌安装在隧道2的入口端，报警器安装在隧道隧道2的入口端和/或内隧道2内；所述存贮器中安装专用软件；当车辆顺序经过一组传感器3时，采集分析模块7通过相邻传感器3被触发的时间计算出车辆通过的数量及其平均速度保存在存贮器的数据库中，中央处理单元实时比较行车速度，按照预先设置的阈值控制感应灯5的通断和信号灯4的颜色，或者通过指示警报器6的语音系统指令车辆减速行驶；当某一传感器3在设定的时间内没有触发信号时，系统自动判断为该车道发生事故，中央处理单元将该传感器3设定距离的感应灯5保持接通，通过信号灯4的颜色调度指挥其他车辆变道直行或者绕行，同时调度其他车辆为救援车辆让道；如果事故导致不能绕行时，自动关闭隧道入口，指示警报器6的语音系统指令车辆疏导。所述采集分析模块7包括车道车辆通过信号采集装置、车速分析单元和车辆计数单元，车速分析单元的输入端和车辆计数单元的输入端并联在车辆通过信号采集装置的输出端，车速分析单元的输出端和车辆计数单元的输出端均与中央处理单元电连接；所述车道车辆通过信号采集装置的输入端连接传感器3。
所述执行驱动模块8包括车道信号灯具切换装置、隧道中部照明灯具控制装置、隧道入口的显示牌及报警器、隧道出入口灯具控制装置；所述车道信号灯具切换装置的输出端连接信号灯4的电气控制部分；所述隧道中部照明灯具控制装置的输出端连接感应灯5的电气控制部分；所述隧道入口的显示牌及报警器的输出端电连接指示警报器6 ;隧道出入口灯具控制装置的输出端连接长明灯I的电气控制部分。所述系统配置若干个摄像头，摄像头分布在隧道2内，摄像头与中央处理单元电连接；当隧道2中发生故障时，实时影像配合指示警报器6的语音系统指挥救援车辆进入事故地段。所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器3之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯4和指示警报器6的响应方案。在以下实施例中:
长明灯1:采用现有技术的灯具。一组长明灯I布置在隧道入口后的一端距离的隧道里，另外一组长明灯I布置在隧道出口前的一段距离的隧道里。长明灯I的照度和布置长度按照人的视觉明顺应和暗顺应要素来设计布置。为了满足驾驶员眼睛顺应性，在进入隧道入口后的一段距离内的长明灯I作明暗过渡设计布置。因为驾驶员在隧道出口处顺应时间很短，普通在Is以内，故在隧道出口前的一段距离的隧道里的长明灯I可以不作明暗过渡处理。隧道2:—般为单向双车道。如附图中的虚线所示。传感器3:采用现有技术的传感器，如地面震动传感器，红外线传感器，光敏二极管传感器等等。信号灯4:为红黄绿三色信号灯，采用现有技术的红黄绿三色组合式信号灯。感应灯5:采用现有技术的灯具，可以与长明灯I的灯具相同，不同的是，感应灯5的开关得到传感器3的触发信号后接通电源，当传感器3的触发信号的间隔超过某设定值时，感应灯5的开关延时切断电源。换句话说，感应灯5带有触发延时开关。例如:按照车头前方的100米以内的照明灯是亮的。如果感应灯5的灯具为20米，那么，车头前连续的五个感应灯5必须是亮的。指示警报器6:仅有指示牌，显示隧道内是否畅通，又有报警器，当隧道内发生接通事故时，就声音报警，或者声光报警，同时显示事故地段。采集分析模块7:包括车道车辆通过信号采集装置、车速分析单元和车辆计数单元，均采用公知的现有技术设计制作。执行驱动模块8:包括车道信号灯具切换装置、隧道中部照明灯具控制装置、隧道入口的显示牌及报警器、隧道出入口灯具控制装置，均采用公知的现有技术设计制作。摄像头:采用现有技术。按照一定间距布置在隧道2内。对外接口:采用现有技术。可以是USB接口或者以太网接口，既可以与外部设备交换数据，又可以与外部网络及服务器连接，进行远程数据传输或实时显示现场状态。设置单元:采用现有技术。人机对话，对相同进行参数设置或者修改。如:设置车辆超速的速度，车头前感应灯5打开的个数，感应灯5断电的延时时间，等等。实施例: 本系统的构造分为控制中心、长明灯1、传感器3、信号灯4、感应灯5、指示警报器6、摄像头。控制中心作为主机安装在值班室的机房内，长明灯1、传感器3、信号灯4、感应灯5和摄像头安装在隧道2内指定位置，指示警报器6 —般安装在隧道2的入口处。控制中心以中央处理单元为核心，配置采集分析模块7、执行驱动模块8、存贮器、对外接口、设置单元、电源和显示器；本系统按照附图1设计制作组装。假设:隧道长10公里，隧道2入口后的200米长度内布置长明灯1，每个长明灯I几个20米；隧道2出口前的60米长度内布置长明灯1，每个长明灯I几个20米；隧道2的中部安装感应灯5，每个感应灯5间隔20米。隧道2内的每个车道内安装传感器3，每个传感器3间隔20米。从隧道2的入口端起，传感器3的编号为Al、A2到An。 工作原理:
车辆进入隧道2后，首先触发编号为Al的传感器3，Al的传感器3的高平信号通过采集分析模块7传递给中央处理单元，中央处理单元指令执行驱动模块8中的隧道中部照明灯具控制装置将该车辆前方100以内的感应灯5全部打开，如此类推，车辆顺序触发编号为A2、A3到An的传感器3，车辆前方始终保证至少100米内的感应灯5是亮的。如果车辆数量在隧道2内处于饱和，但无交通事故发生时，隧道2内的感应灯5全部都是亮的。如果每隔10分钟才通过一辆车的话，该车的车头前方的感应灯5将依次被打开，同时，车尾后方的感应灯5将依次被熄灭，能够实现节能。当第2个传感器3被车辆触发开始，采集分析模块7的车速分析单元和车辆计数单元开始工作，用前面一个传感器3被触发与当前传感器3被触发的时间差，能够计算出该车辆的车速和该车是第几个通过当前传感器3的；因为每个传感器3在隧道2中的位置是确定的。当检测到隧道2内车辆的平均速度高于某设定值时，表明隧道内的车辆超速，需要语音提醒降速；当检测到隧道2内车辆的平均速度低于某设定值时，表明隧道内车辆拥挤，可能是隧道2出口的其他道路拥堵，通知当地交警进行疏通。当Al以后编号为Ax的传感器3在设定之内没有被触发时，表示有车辆已经到达或者通过了编号为为A (x-1)的传感器3，可能由于故障或者事故被迫停下，如:汽车抛锚，或者挂擦交通事故。中央处理单元指令执行驱动模块8将该车道上从编号为A (x-1)的传感器3开始到隧道2的入口为止的信号灯4全部点亮红色信号灯，调度其他车辆走另外一个车道，同时给救援车辆让出车道。但该车道上从编号为Ax的传感器3到隧道出口为止的的信号灯4全部为绿色信号灯，这样可以提高通过速度。如果两个车道都出现汽车抛锚或者挂擦交通事故时，如果事故地点的传感器3都在同一个位置，表示隧道不能通行，采取关闭隧道的做法，两个车道从事故都点到隧道2的入口处的信号灯都是红色，指示警报器6显示事故地段，并声音或者声光报警。如果两个车道都出现汽车抛锚或者挂擦交通事故时，如果事故地点的传感器3不在同一个位置，车辆变道后能够通过的话，第一个发生故障的车道为红灯，第二个发生故障的车道为黄灯闪烁。两个事故点到隧道出口的信号灯仍然为绿色。另夕卜，如果考虑救援车辆达到事故地点的方向，此时将救援车道设置为红灯。隧道2内的录像资料，既可以实时监控，也可以按照规定保存后备查。救援人员根据报告的地点结合录像，能够准确地清楚明白地进行救援，能够尽快疏通速度，减少事故造成的损失。机房的工作人员，能够结合录像对隧道2中行进的车辆喊话，指挥他们给救援车辆让道的同时安全驾驶。
权利要求
1.一种隧道照明及安保系统，所述系统包括控制中心、照明系统、信号灯(4)和指示警报器(6);所述照明系统、信号灯(4)和指示警报器(6)布置在隧道(2)的指定位置，它们的电气控制部分均与控制中心电连接；其特征在于:所述照明系统分为长明灯(I)和感应灯(5)，长明灯(I)安装在隧道(2)的入口段和出口段，感应灯(5)安装在隧道(2)的中段；所述控制中心以中央处理单元为核心，配置采集分析模块(7)、执行驱动模块(8)、存贮器、对外接口、电源和显示器；所述隧道(2 )内的车道指定位置安装一组传感器(3 )，传感器(3 )的电气控制部分与采集分析模块(7)电连接；所述指示警报器(6)包括指示牌和报警器，指示牌安装在隧道(2)的入口端，报警器安装在隧道隧道(2)的入口端和/或内隧道(2)内；所述存贮器中安装专用软件；当车辆顺序经过一组传感器(3)时，采集分析模块(7)通过相邻传感器(3)被触发的时间计算出车辆通过的数量及其平均速度保存在存贮器的数据库中，中央处理单元实时比较行车速度，按照预先设置的阈值控制感应灯(5)的通断和信号灯(4)的颜色，或者通过指示警报器(6)的语音系统指令车辆减速行驶；当某一传感器(3)在设定的时间内没有触发信号时，系统自动判断为该车道发生事故，中央处理单元将该传感器(3)设定距离的感应灯(5)保持接通，通过信号灯(4)的颜色调度指挥其他车辆变道直行或者绕行，同时调度其他车辆为救援车辆让道；如果事故导致不能绕行时，自动关闭隧道入口，指示警报器(6)的语音系统指令车辆疏导。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述采集分析模块(7)包括车道车辆通过信号采集装置、车速分析单元和车辆计数单元，车速分析单元的输入端和车辆计数单元的输入端并联在车辆通过信号采集装置的输出端，车速分析单元的输出端和车辆计数单元的输出端均与中央处理单元电连接；所述车道车辆通过信号采集装置的输入端连接传感器(3)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于:所述执行驱动模块(8)包括车道信号灯具切换装置、隧道中部照明灯具控制装置、隧道入口的显示牌及报警器、隧道出入口灯具控制装置；所述车道信号灯具切换装置的输出端连接信号灯(4)的电气控制部分；所述隧道中部照明灯具控制装置的 输出端连接感应灯(5)的电气控制部分；所述隧道入口的显示牌及报警器的输出端电连接指示警报器(6);隧道出入口灯具控制装置的输出端连接长明灯(I)的电气控制部分。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于:所述系统配置若干个摄像头，摄像头分布在隧道(2)内，摄像头与中央处理单元电连接；当隧道(2)中发生故障时，实时影像配合指示警报器(6 )的语音系统指挥救援车辆进入事故地段。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于:所述系统配置若干个摄像头，摄像头分布在隧道(2)内，摄像头与中央处理单元电连接；当隧道(2)中发生故障时，实时影像配合指示警报器(6)的语音系统指挥救援车辆进入事故地段。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于:所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器(3)之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯(4)和指不警报器(6)的响应方案。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于:所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器(3)之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯(4)和指示警报器(6)的响应方案。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于:所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器(3)之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯(4)和指示警报器(6)的响应方案。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于:所述系统配置设置单元，设置单元与中央处理单元电连接；设置单元能够设置或者修改相邻传感器(3)之间被触发的间隔数值，作为判断车辆是否处于超速、正常或者事故的阈值；对应不同的阈值，设置照明系统、信号灯(4)和指示警报器(6 )的响应方案。
全文摘要
本发明公开了一种隧道照明及安保系统，所述系统包括控制中心、照明系统、信号灯和指示警报器；照明系统分为长明灯和感应灯，长明灯安装在隧道的入口段和出口段，感应灯安装在隧道的中段；控制中心以中央处理单元为核心，配置采集分析模块、执行驱动模块、存贮器、对外接口、电源和显示器；隧道内的车道指定位置安装一组传感器，传感器的电气控制部分与采集分析模块电连接；指示警报器包括指示牌和报警器，指示牌安装在隧道的入口端，报警器安装在隧道隧道的入口端和/或内隧道内。本发明具有以下优点构造简单合理，智能节能，实时监控隧道内车辆运行状况并及时作出安全行车调度，避免和减少人身财产的损失。
文档编号H05B37/02GK103116996SQ20131002884
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者许平, 任潜洋, 姚曙光, 梁习锋, 陈柯冰, 袁隽, 刘群丽, 宋博 申请人:中南大学