一种高速公路隧道照明及其联动控制系统的制作方法

本实用新型涉及隧道管理控制领域，尤其涉及一种高速公路隧道照明及其联动控制系统。

背景技术：

高速公路隧道内、外的亮度差别较大，司机在进出隧道时会产生种种特殊的视觉问题，如何减少这种亮度差别带来的影响是照明监控系统的一个重要目的，即避免车辆驾驶员在白天进入隧道和夜间离开隧道时产生“黑洞效应”，避免车辆驾驶员白天离开隧道和夜间进入隧道产生“眩光效应”(或称“白洞效应”)，让驾驶员轻松适应进出隧道的光照度变化，减少交通事故的发生。

另外由于隧道的车流量大、行车速度快、半封闭等特性，一旦发生紧急事件，其疏导、救援难度大，对于特长隧道更是如此。隧道的安全运行直接关系到人民群众的生命财产安全，是隧道管理的基本原则和首要目标。

应急联动系统是为了保证高速公路的行车安全，提高通行效率，在隧道监控系统的基础上，当紧急事件发生时系统自动调用预先设置的应急预案，经过人工对所发生事件的判断，系统根据控制预案对相关的设备进行联动控制，以实现设备控制的自动化。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高速公路隧道照明及其联动控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

提供了一种高速公路隧道照明及其联动控制系统，包括上位机监控装置、通讯装置和照明控制装置；所述上位机监控装置通过所述通讯装置与所述照明控制装置连接；所述照明控制装置包括照明控制器、加强照明单元、基本照明单元、多个微波车辆检测器、多个洞外光强传感器和多个洞内光强传感器；所述加强照明单元、基本照明单元、多个微波车辆检测器、多个洞外光强传感器和多个洞内光强传感器分别与所述照明控制器连接；所述的多个微波车辆检测器和多个洞内光强传感器设置在隧道内；所述的多个洞外光强传感器设置在隧道外；还包括隧道变形监控装置；所述隧道变形监控装置通过所述通讯装置与所述上位机监控装置连接。

本实用新型的有益效果是：根据隧道照明现场需要进行灵活控制，在满足实际运营需要的同时，尽可能达到节能的目的；微波车辆检测器用于实时检测隧道中的车流量、车速、车道占有率信息，从而方便获得隧道中车流及拥堵情况信息；洞外光强传感器用于检测隧道外的光照强度，洞内光强传感器用于检测隧道内的光照强度；上位机监控装置根据隧道中的车流及拥堵情况信息、隧道内外的光照强度信息对隧道中的加强照明单元和基本照明单元进行控制，决定开启照明单元的数量，将隧道内外的光照强度差值降低到最小，避免车辆驾驶员在白天进入隧道和夜间离开隧道时产生“黑洞效应”，避免车辆驾驶员白天离开隧道和夜间进入隧道产生“眩光效应”(或称“白洞效应”)，让驾驶员轻松适应进出隧道的光照度变化，减少交通事故的发生；隧道变形监控装置用于实时监控隧道的变形情况，及时发现隧道内故障，保证车辆运行安全。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述照明控制装置还包括报警器；所述报警器与所述照明控制器连接。

上述进一步方案的有益效果是：报警器用于当照明控制装置发生故障时发出声报警和/或光报警，提醒路过车辆注意行驶安全，提醒维修人员及时采取措施维修。

进一步，所述上位机监控装置的内部集成有GPS单元。

上述进一步方案的有益效果是：GPS单元用于定位系统中各装置的位置，系统中各装置与上位机监控装置进行通讯时，同时将装置的位置信息发送给上位机监控装置，以便发生故障时，维修人员能快速找到故障点，及时进行维修，减少维修时间。

进一步，所述隧道变形监控装置包括隧道变形监控器、变形传感器单元、姿态检测单元和激光扫描仪；所述变形传感器单元和所述激光扫描仪分别与所述隧道变形监控器连接；所述姿态检测单元与所述激光扫描仪连接。

上述进一步方案的有益效果是：隧道变形监控器用于对变形传感器单元、姿态检测单元和激光扫描仪进行控制和调节；激光扫描仪用于实时测量隧道的变形量，姿态检测单元用于实时检测激光扫描仪相对隧道的位置变化信息，结合激光扫描仪测量的隧道变形量更加精确的获得隧道的变形量，方便及时发现问题；变形传感器单元用于测量隧道内的应力、应变及渗水情况。

进一步，还包括通风装置、交通控制装置、消防装置、电话广播装置、视频监控装置；所述通风装置、交通控制装置、消防装置、电话广播装置、视频监控装置均通过所述通讯装置与所述上位机监控装置连接；所述上位机监控装置与监控中心连接。

上述进一步方案的有益效果是：当发生紧急事故时，经过人工对所发生事故的判断后对系统中的通风装置、交通控制装置、消防装置、电话广播装置、视频监控装置进行联动，及时了解事故的具体情况，方便采取相关措施，防止事故的二次发生。

进一步，所述通风装置包括CO/VI检测器和通风控制器；所述CO/VI检测器设置在隧道内；所述CO/VI检测器与所述通风控制器连接。

上述进一步方案的有益效果是：CO/VI检测器用于实时检测隧道内的浓度和能见度信息，方便系统进行联动控制。

进一步，所述交通控制装置包括超高检测器、信息提示单元和交通控制器；所述超高检测器设置在隧道入口处；所述信息提示单元设置在隧道入口处和出口处；所述超高检测器和所述信息提示单元分别与所述交通控制器连接。

上述进一步方案的有益效果是：超高检测器用于检测进入隧道内的车辆的高度信息，对于高度超出限高的车辆，采取相关措施阻止其进入隧道，从而有效预防事故的发生；信息提示单元用于当隧道内发生事故时，提醒来往车辆注意行驶安全，防止二次事故的发生。

进一步，所述消防装置包括火灾探测器、感温光栅和消防控制器；所述火灾探测器和所述感温光栅均设置隧道内；所述火灾探测器和所述感温光栅分别与所述消防控制器连接。

上述进一步方案的有益效果是：消防控制器用于配合系统的联动控制对消防装置进行控制与调节；火灾探测器、感温光栅用于检测隧道内的火灾信息，方便救援人员及时了解隧道内的具体情况，方便实施救援。

进一步，所述照明控制装置预留有与所述通风装置、所述交通控制装置、所述消防装置、所述电话广播装置和所述视频监控装置连接的接口。

上述进一步方案的有益效果是：方便在遇到隧道内突发紧急情况时，照明控制装置与上述各装置进行联动，按预案提供充足的照明，方便维修人员或者救援人员进行工作。

进一步，所述通风装置、所述交通控制装置、所述照明控制装置、所述消防装置、所述电话广播装置和所述视频监控装置和所述隧道变形监控装置均为PLC控制。

上述进一步方案的有益效果是：采用PLC控制，方便对系统中各装置实施联动控制。

附图说明

图1为本实用新型隧道照明控制系统的模块图；

图2为本实用新型的模块图；

图3为本实用新型联动控制系统的模块图；

图4为本实用新型隧道变形监控装置的模块图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面将结合附图对本实施例提供的一种高速公路隧道照明及其联动控制系统进行详细描述。

如图1所示，一种高速公路隧道照明及其联动控制系统，包括上位机监控装置1、通讯装置2和照明控制装置6；所述上位机监控装置1通过所述通讯装置2与所述照明控制装置6连接；所述照明控制装置6包括照明控制器66、加强照明单元61、基本照明单元62、多个微波车辆检测器63、多个洞外光强传感器64和多个洞内光强传感器65；所述加强照明单元61、基本照明单元62、多个微波车辆检测器63、多个洞外光强传感器64和多个洞内光强传感器65分别与所述照明控制器66连接；所述的多个微波车辆检测器63和多个洞内光强传感器65设置在隧道内；所述的多个洞外光强传感器64设置在隧道外。通讯装置2为以太网通讯装置或者无线局域网通讯装置。

微波车辆检测器63用于实时检测隧道中的车流量、车速、车道占有率信息，从而方便获得隧道中车流及拥堵情况信息；洞外光强传感器64用于检测隧道外的光照强度，洞内光强传感器65用于检测隧道内的光照强度；上位机监控装置1根据隧道中的车流及拥堵情况信息、隧道内外的光照强度信息对隧道中的加强照明单元61和基本照明单元62进行控制，决定开启照明单元的数量，将隧道内外的光照强度差值降低到最小，避免车辆驾驶员在白天进入隧道和夜间离开隧道时产生“黑洞效应”，避免车辆驾驶员白天离开隧道和夜间进入隧道产生“眩光效应”(或称“白洞效应”)，让驾驶员轻松适应进出隧道的光照度变化，减少交通事故的发生。

还包括隧道变形监控装置10；所述隧道变形监控装置10通过所述通讯装置2与所述上位机监控装置1连接；隧道变形监控装置10用于实时监控隧道的变形情况，及时发现隧道内故障，保证车辆运行安全。

所述照明控制装置6还包括报警器12；所述报警器12与所述照明控制器66连接。

所述上位机监控装置1的内部集成有GPS单元13，用于定位系统中各装置的位置，系统中各装置与上位机监控装置1进行通讯时，同时将装置的位置信息发送给上位机监控装置1，以便发生故障时，维修人员能快速找到故障点，及时进行维修，减少维修时间。

所述上位机监控装置1的控制方式有手动控制、季节时间控制和自动控制三种控制方式，手动控制根据现场实际情况对照明控制装置6进行控制，季节时间控制根据当地季节时间设定自动开启和关闭照明装置6的时间，自动控制根据微波车辆检测器63、洞外光强传感器64、洞内光强传感器65的综合信息对照明控制器66进行自动控制。

上位机监控装置1的三种控制方式采用独立控制，另外手动控制的优先级最高，用户可以根据需要选择控制方式，一般采用自动控制，根据隧道内外光强度信息和车流量信息开启相应的照明设施。

系统根据天气情况预先设置好了照明预案，分为晴天照明、阴天照明、云天照明、重阴照明；通过隧道外的光强度信息，可判断出当天的天气情况，系统自动选择相应的预案进行照明控制。

系统预先设定好了季节时间控制预案，分为凌晨、上午、中午、下午、夜间、深夜6个时间段，用户选择季节时间控制模式时，系统根据当前时间自动选择时间预案进行控制。

如图4所示，所述隧道变形监控装置10包括隧道变形监控器104、变形传感器单元101、姿态检测单元102和激光扫描仪103；所述变形传感器单元101和所述激光扫描仪103分别与所述隧道变形监控器104连接；所述姿态检测单元102与所述激光扫描仪103连接。

如图3所示，所述照明控制装置6预留有与所述通风装置4、所述交通控制装置5、所述消防装置7、所述电话广播装置8和所述视频监控装置9连接的接口。

所述通风装置4包括CO/VI检测器41和通风控制器42；所述CO/VI检测器41设置在隧道内；所述CO/VI检测器41与所述通风控制器42连接。

所述交通控制装置5包括超高检测器51、信息提示单元52和交通控制器53；所述超高检测器51设置在隧道入口处；所述信息提示单元52设置在隧道入口处和出口处；所述超高检测器51和所述信息提示单元52分别与所述交通控制器53连接。

所述消防装置7包括火灾探测器71、感温光栅72和消防控制器73；所述火灾探测器71和所述感温光栅72均设置隧道内；所述火灾探测器71和所述感温光栅72分别与所述消防控制器73连接。

如图2和图3所示，还包括通风装置4、交通控制装置5、消防装置7、电话广播装置8、视频监控装置9；所述通风装置4、交通控制装置5、消防装置7、电话广播装置8、视频监控装置9均通过所述通讯装置2与所述上位机监控装置1连接；所述上位机监控装置1与监控中心3连接。

电话广播装置8用于接收人工报警信息和播放语音消息通知；视频监控装置9用于检测隧道内的人员、车辆异常信息和车辆拥堵信息。

所述上位机监控装置1、所述通风装置4、所述交通控制装置5、所述照明控制装置6、所述消防装置7、所述电话广播装置8和所述视频监控装置9和所述隧道变形监控装置10均通过不间断电源11(UPS)进行供电，以保证系统不间断的正常运行。

所述通风装置4、所述交通控制装置5、所述照明控制装置6、所述消防装置7、所述电话广播装置8和所述视频监控装置9和所述隧道变形监控装置10均设有能发出声报警和/或光报警的报警单元，在发生故障时，及时发出报警，提醒来往车辆注意行驶安全，同时提醒工作人员及时采取措施进行维修。

所述通风装置4、所述交通控制装置5、所述照明控制装置6、所述消防装置7、所述电话广播装置8和所述视频监控装置9和所述隧道变形监控装置10均为PLC控制。

所述通风装置4、所述交通控制装置5、所述照明控制装置6、所述消防装置7、所述电话广播装置8和所述视频监控装置9和所述隧道变形监控装置10既相互独立，也可以互相联动。

系统具应急联动预案功能，应急联动预案是在事故发生时，系统自动识别事故或人工反馈事故到监控中心3，经监控中心3工作人员确认事故后，系统自动调用已经预先设置好的应急预案，对隧道内相关设备进行联动控制，以最大程度减少损失，应急联动预案包括事故检测、报警确认、预案设置、预案执行等功能。

实施例，当隧道内发生火灾时，火灾探测器71检测出火灾信息，并通过消防装置7内的报警单元发出火灾报警信号，司乘人员通过按下火灾报警按钮或拨打紧急电话报警时，监控中心3启动声光报警，视频监控装置9的监控画面会显示发生火灾并显示报警点位置，闭路电视监控系统会将其附近的摄像机转向火灾报警点，请求人工确认。值班员通过闭路电视监视器判断是否为误报警。经确认未发生火灾的，工作人员查明火灾报警原因，采取相关措施进行处理，并将火灾报警系统复位。如果确认发生火灾，值班员应立即予以确认并立即拨打火警电话同时向上级主管部门报告情况，及时与交通管理部门、路政大队取得联系，并立即启动消防应急预案。

消防应急预案为：隧道入口处的交通信号灯显示红灯，禁止隧道外的车辆进入，减少损失；火灾点下游车道指示器保持正常通行状态，保证下游车辆迅速驶离隧道；火灾点上游的车行横洞处的车道指示标志显示转弯，同时隧道另一洞左侧车道指示标志指引车辆逆向行驶，协助火灾点上游处的车辆安全逃生；隧道入口处的信息提示单元52显示“前方发生火灾，隧道暂时封闭！”、洞内的信息提示单元52显示“隧道火灾，有序逃生！”；隧道前方路段的可变情报板显示“前方隧道群发生火灾，请绕道行驶！”；电话广播装置8开启，协助交通诱导；隧道内的双洞照明灯具全部打开，为受困人员提供充足照明；启动通风装置4的相应风机，进行通风排烟，且火灾点附近100米处的风机不启动，防止火灾蔓延；启动消防装置9，并组织专业消防人员进行灭火。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。