一种隧道照明闭环反馈控制方法和控制系统的制作方法
【专利摘要】一种隧道照明闭环反馈控制方法和控制系统。本发明公开了一种隧道照明闭环反馈控制方法，包括以下步骤：S1：采集隧道洞内外亮度信息、车流量信息、车辆速度信息和车辆有无信息；S2：根据S1中采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所需要的设定亮度值；S3：由摄像机获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度值以及整个路面的照度分布情况；S4：根据设定的亮度值和实际照度值进行PID闭环反馈调节，判断当前隧道洞内灯具的实际输出亮度是否满足需求，如果不满足则计算出新亮度值，将经过PID闭环反馈调节后输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制等级信息；S5：采用调光控制器将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通过PWM调光方式调整隧道内灯具的输出亮度值。
【专利说明】一种隧道照明闭环反馈控制方法和控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及隧道内照明控制【技术领域】，尤其涉及一种隧道照明闭环反馈控制方 法和控制系统。
【背景技术】
[0002] 现存在的隧道照明控制方式，都是按照一定的要求控制隧道内的灯具给隧道提供 一定的亮度，亮度符不符合要求不能实时的进行测量。
[0003] 而且在国内的道路照明行业中，道路照明的测量主要是对于亮度、照度的测量，传 统的亮度和照度测量方法是点对点的测量方式，即将被测量路段划分为一定大小的矩形网 格，测量人员手持亮度计依次测量各网格的顶点处的亮度。点对点测量方法过程繁琐，且测 量过程中不能有过往车辆，严重的阻碍了正常的交通运营。且点对点测量亮度（照度）只 能定时测量亮度（照度），并不能满足实时测量的要求。
[0004] 在隧道实际运营过程中，如果隧道灯具损坏或者由于光衰等原因都会导致隧道亮 度达不到要求，因此，实时监测隧道内部的实际照度，使得隧道内的照度能够实时的满足实 际的照度需求具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种隧道照明闭环反馈控制方法，包括 以下步骤：
[0006] S1 :采集隧道洞内外亮度信息、车流量信息、车辆速度信息和车辆有无信息；
[0007] S2 :根据S1中采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路 段所需要的设定亮度值；
[0008] S3:由摄像机获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度 值以及整个路面的照度分布情况，同时摄像机还可以检测洞内是否有车辆停留或车辆事 故、洞内是否发生火灾等信息；
[0009] S4 :根据设定的亮度值和实际照度值进行PID闭环反馈调节，判断当前隧道洞内 灯具的实际输出亮度是否满足需求，如果不满足则计算出新亮度值，将经过PID闭环反馈 调节后输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制等级信息；
[0010] S5:采用调光控制器将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通 过PWM调光方式调整隧道内灯具的输出亮度值。
[0011] 一种隧道照明闭环反馈控制系统，包括：采集隧道内车辆速度信息、车流量信息、 车辆有无信息的车辆信息采集单元；
[0012] 采集隧道内洞外亮度信息、洞口亮度信息、洞内外能见度信息的环境信息采集单 元；
[0013] 实时获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度值以及整 个路面的照度分布情况的照度实时监测单元，所述的监测单元还可以检测洞内是否有车辆 停留或车辆事故、洞内是否发生火灾等信息；
[0014] 接收所述车辆信息采集单元、环境信息采集单元和照度实时监测单元传送的数据 信息，并根据采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算洞内各个路段所需要设定的 亮度值的上位计算机；
[0015] 根据上位计算机计算的各个路段所需要设定的亮度值和照度实时监测单元计算 的实际照度值进行PID闭环反馈调节的PID调节控制单元，所述PID调节控制单元运行于 上位计算机内，上位计算机将PID调节控制单元输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制 等级信息；
[0016] 接收上位计算机传送的隧道内灯具亮度控制等级信息的调光控制器，所述调光控 制器将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通过PWM调光方式调整隧道 内灯具的输出亮度值。
[0017] 由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种隧道照明闭环反馈控制系统方法和 控制系统，通过采集洞内外亮度、车流量、车速、车辆有无等信息，根据现有规范计算洞内各 段亮度设定值；利用摄像机和洞内照度计组成的照度实时监测系统实时测量隧道内的实际 照度。然后采用一种闭环反馈的控制方法，对隧道内的所有灯具进行亮度调整，使得隧道内 的照度能够满足实际照度的需求，优化照明系统的安全运行。
[0018] 本发明提供的隧道照明闭环反馈控制方法，是利用摄像机对隧道内的照度进行实 时监测，利用PID调节实时控制隧道内的照明照度，使得隧道内的照度能够实时的满足实 际的照度需求，优化了照明系统的安全运行，避免了由于灯具的损坏和光衰带来的照度衰 减，从而减少交通事故的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明中一种隧道照明闭环反馈控制方法的流程图；
[0021] 图2为本发明中一种隧道照明闭环反馈控制方法的流程图
[0022] 图3为本发明中搭建的隧道照明监控系统的模拟示意图；
[0023] 图4为本发明中一种隧道照明闭环反馈控制系统的结构示意图；
[0024] 图5为本发明中种隧道照明闭环反馈控制系统工作过程中实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本 发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
[0026] 如图1和图2所示一种隧道照明闭环反馈控制方法，包括以下步骤：
[0027] S1 :采集隧道洞内外亮度信息、车流量信息、车辆速度信息和车辆有无信息；
[0028] S2 :根据S1中采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路 段所需要的设定亮度值；
[0029] S3:由摄像机获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度 值以及整个路面的照度分布情况，同时摄像机还可以检测洞内是否有车辆停留或车辆事 故、洞内是否发生火灾等信息；
[0030] S4:根据设定的亮度值和实际照度值进行PID闭环反馈调节，判断当前隧道洞内 灯具的实际输出亮度是否满足需求，如果不满足则计算出新亮度值，将经过PID闭环反馈 调节后输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制等级信息；
[0031] S5:采用调光控制器将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通 过PWM调光方式调整隧道内灯具的输出亮度值。
[0032] 公路隧道照明设计细则是：2014年7月14日中华人民共和国交通运输部发布，并 于2014年8月1日实施的《公路隧道照明设计细则JTG/T D70/2- 01- 2014》。
[0033] 实施例：上述的一种隧道照明闭环反馈控制方法具体实施过程为：
[0034] S1、由洞外亮度计、红外探测器、线圈车辆检测器可以直接检测到洞外亮度L 2CI(S)、 车流量、车速、车辆有无信息。由采集的信息根据规范计算亮度值。
[0035] S2、根据公路隧道照明设计细则，入口段划分为两个照明段，与之对应的亮度的计 算公式为：
【权利要求】
1. 一种隧道照明闭环反馈控制方法，其特征在于：包括w下步骤： 51 ;采集隧道洞内外亮度信息、车流量信息、车辆速度信息和车辆有无信息； 52 ;根据S1中采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算隧道洞内各个路段所 需要的设定亮度值； S3;由摄像机获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度值W及整个路面的照度分布情况，同时摄像机检测洞内是否有车辆停留或车辆事故、洞内是否 发生火灾信息； S4 ;根据设定的亮度值和实际照度值进行PID闭环反馈调节，判断当前隧道洞内灯具 的实际输出亮度是否满足需求，如果不满足则计算出新亮度值，将经过PID闭环反馈调节 后输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制等级信息； S5;采用调光控制器将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通过PWM调光方式调整隧道内灯具的输出亮度值。
2. -种隧道照明闭环反馈控制系统，其特征在于包括；采集隧道内车辆速度信息、车 流量信息、车辆有无信息的车辆信息采集单元； 采集隧道内洞外亮度信息、洞口亮度信息、洞内外能见度信息的环境信息采集单元； 实时获取隧道内部路面图像，基于图像灰度计算隧道内部各点实际照度值W及整个路 面的照度分布情况的照度实时监测单元，所述的监测单元检测洞内是否有车辆停留或车辆 事故、洞内是否发生火灾信息； 接收所述车辆信息采集单元、环境信息采集单元和照度实时监测单元传送的数据信 息，并根据采集到的数据信息和公路隧道照明设计细则计算洞内各个路段所需要设定的亮 度值的上位计算机； 根据上位计算机计算的各个路段所需要设定的亮度值和照度实时监测单元计算的实 际照度值进行PID闭环反馈调节的PID调节控制单元，所述PID调节控制单元运行于上位 计算机内，上位计算机将PID调节控制单元输出的亮度值转换成隧道内灯具亮度控制等级 信息； 接收上位计算机传送的隧道内灯具亮度控制等级信息的调光控制器，所述调光控制器 将灯具的亮度控制等级指令信号转换成对应的脉冲信号，通过PWM调光方式调整隧道内灯 具的输出亮度值。
【文档编号】H05B37/02GK104470139SQ201410772025
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】董丽丽, 许文海, 秦莉 申请人:大连海事大学