本发明涉及轨道车辆控制领域，具体而言，涉及一种轨道车辆灯光系统的控制方法、装置、系统和轨道车辆。
背景技术：
随着社会的进步，节约能源，保护环境已是世界的趋势。在照明领域中，照明控制对此起到了重要的作用。传统的照明控制是在照明回路处加上开关，由开关来控制照明。再进一步者则加入调光功能，通过可控硅或PWM技术控制来灯具的亮度。
虽然现在新设计的车型几乎都采用了LED光源，但列车车辆的客室照明仍然消耗了很大一部分能源；对于列车车厢这种移动环境来说，即使在阳光明媚的地面行驶也是全程开启主照明的，除非有司机或乘务人员进行控制。且列车客室的照明效果并不理想，照明的亮度和色温等主要光学参数对照明舒适度非常关键，不同的时段、温度、季节人们对照明的需求也会有所不同，所以如何在使用了LED光源后再进一步减小主照明能耗，并显著改善乘车的照明效果成为了一个新的课题。
针对现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种轨道车辆灯光系统的控制方法、装置、系统和轨道车辆，以至少解决现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种轨道车辆灯光系统的控制方法，轨道车辆灯光系统包括：冷色温LED和暖色温LED，上述方法包括：根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流，其中，目标亮度根据轨道车辆所处环境的光照度确定；根据目标色温确定冷色温LED和暖色温LED的发光比例，其中，目标色温根据当前时刻确定；根据总电流和发光比例控制冷色温LED和暖色温LED运行。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种轨道车辆灯光系统，包括：冷色温LED和暖色温LED，所述冷色温LED和所述暖色温LED的正极共同连接与电源的同一正极，所述冷色温LED与所述暖色温LED的负极分别连接与所述电源的第一负极和第二负极；控制器，分别与所述冷色温LED和所述暖色温LED相连，用于根据目标亮度确定所述冷色温LED和所述暖色温LED的总电流，根据目标色温确定所述冷色温LED和所述暖色温LED的发光比例，并根据所述总电流和所述发光比例控制所述冷色温LED和所述暖色温LED运行，其中，所述目标亮度根据所述轨道车辆所处环境的光照度确定，所述目标色温根据当前时刻确定。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种轨道车辆灯光系统的控制装置，包括：第一确定模块，用于根据目标亮度确定所述冷色温LED和所述暖色温LED的总电流，其中，所述目标亮度根据所述轨道车辆所处环境的光照度确定；第二确定模块，用于根据目标色温确定所述冷色温LED和所述暖色温LED的发光比例，其中，所述目标色温根据当前时刻确定；控制模块，用于根据所述总电流和所述发光比例控制所述冷色温LED和所述暖色温LED运行。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种轨道车辆，包括上述实施例中的任意一项轨道车辆灯光系统。
在本发明实施例中，通过调节光照强度和调节色温的平衡控制，达到目标光照强度和目标色温，色温的调节主要依靠调整冷暖两种LED的发光比例来实现，亮度的调节主要是通过调整两种LED的总电流来实现；为了使灯光系统即能够满足对目标光照强度要求，又能够满足对目标色温的要求，本发明首先确定目标亮度，得到两种LED的总体电流；再确定目标色温，确定两种LED的发光比例；在这两个数据的支持下，控制器输出相应的占空比信号控制LED灯具工作。上述方案能够非常快速的实时进行闭环反馈调节，最大限度的降低能耗和提高照明效果，解决了现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的技术问题。进而解决了现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种车厢客室的照明的目标亮度与环境亮度的关系示意图；
图3是光色与色温的关系示意图；
图4是根据本发明实施例的一种目标色温与时间的关系示意图；
图5是根据本发明的一种可选的从色温配比数据库中提取的部分目标色温对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种环境光增强时轨道车辆的灯光系统调节的曲线图；
图7是根据本发明实施例的一种环境光减弱时轨道车辆的灯光系统调节的曲线图；
图8是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的结构示意图；
图9是根据本发明实施例的一种冷色温LED和暖色温LED工作占空比的示意图；以及
图10是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种轨道车辆灯光系统的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的控制方法的流程图，如图1所示，轨道车辆灯光系统包括：冷色温LED和暖色温LED，该方法包括如下步骤：
步骤S102，根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流，其中，目标亮度根据轨道车辆所处环境的光照度确定。
具体的，由于上述轨道车辆灯光系统包括冷色温LED和暖色温LED，因此轨道车辆的灯光的亮度由冷色温LED和暖色温LED一起决定，由于决定的因素在于控制流过LED的电流，因此，在确定目标亮度之后，可以根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流。
步骤S104，根据目标色温确定冷色温LED和暖色温LED的发光比例，其中，目标色温根据当前时刻确定。
具体的，上述冷色温LED和暖色温LED的发光比例可以是控制冷色温LED和暖色温LED的占空比比例，对于包括冷色温LED和暖色温LED的灯光系统来说，色温的控制需要通过调节冷色温LED和暖色温LED的发光比例来实现。
由于色温也是光照舒适度的一个重要参数，因此确定目标色温也能够达到提高轨道车辆照明舒适度的目的。
步骤S106，根据总电流和发光比例控制冷色温LED和暖色温LED运行。
此处需要说明的是，上述方案在通过调节光照强度和调节色温的平衡控制，达到目标光照强度和目标色温，色温的调节主要依靠调整冷暖两种LED的发光比例来实现，亮度的调节主要是通过调整两种LED的总电流来实现；为了使灯光系统即能够满足对目标光照强度要求，又能够满足对目标色温的要求，本发明首先确定目标亮度，得到两种LED的总体电流；再确定目标色温，确定两种LED的发光比例；在这两个数据的支持下，控制器输出相应的占空比信号控制LED灯具工作。上述方案能够非常快速的实时进行闭环反馈调节，最大限度的降低能耗和提高照明效果，解决了现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的技术问题。
可选的，根据本申请上述实施例，根据总电流和发光比例控制冷色温LED和暖色温LED运行，包括：
步骤S1061，确定发光比例对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例；按照占空比比例分别向冷色温LED和暖色温LED输出脉冲宽度调制信号，并使冷色温LED和暖色温LED的电流总和达到总电流。
在一种可选的实施例中，冷色温LED和暖色温LED的发光比例即为占空比比例，也与两种LED的电流比例相等，例如：总电流为I0，冷色温LED和暖色温LED的电流分别为I1和I2，发光比例为3:7，因此可以通过求解如下公式计算得到两种LED的电流：
电流与占空比的关系为I1＝IMax1·PMW1，I2＝IMax2·PMW2，其中，PMW1和PMW2分别为用于冷色温LED和暖色温LED的占空比，IMax1和IMax2分别为冷色温LED和暖色温LED的最大电流。
可选的，根据本申请上述实施例，目标亮度根据轨道车辆所处环境的光照度确定的步骤包括：
步骤S1021，获取环境光照度和灯光亮度的关系表，其中，关系表包括多个光照度区间和多个光照度区间分别对应的灯光亮度。
在上述步骤中，可以通过光感传感器、照明控制器、LED灯具组成一个闭环的照明控制系统，来根据外界光线的强弱来自动调节照明灯具的发光强度，最终达到根据外界环境光自动调节客室主照明照度的目的。在一种可选的实施例中，车厢客室的照明的目标亮度与环境亮度的关系可以如图2所示，结合图2所示，目标亮度为轨道车辆的灯光系统所达到的目标亮度，目标亮度与环境的光照度成反比，在环境光照度较强的情况下目标亮度较弱，一起到节能的作用，在环境光照度较弱的情况下，目标亮度较强，已达到较好的照明效果。
步骤S1023，采集轨道车辆所处环境的光照度。
上述步骤可以通过环境光传感器手机外接环境光照度，并将数据发送至轨道车辆车厢客室照明灯控制器。
步骤S1025，在关系表中查找轨道车辆所处环境的光照度所属于的光照度区间，并确定光照度区间对应的灯光亮度为目标亮度。
仍然结合图2所示的示例，图2仅示出了部分环境光照度所对应的LED目标亮度，在采集到环境光照度之后，就能够确定环境光照度所处的区间范围，则能够得到目标亮度。
可选的，根据本申请上述实施例，目标色温根据当前时刻确定，包括：
步骤S1041，获取时刻与色温的对应关系。
此处需要说明的是，光色愈蓝，色温愈高；偏黄则色温愈低。一天当中光的光色亦随时间变化。图3是光色与色温的关系示意图，结合图3所示，日出后40分钟光色较黄，色温3000K。下午阳光雪白，上升至4800-5800K。阴天正午时分则约6500K。日落前光色偏红，色温又降至2200K。光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉。色温在3000-5000K为中间色温，有爽快的感觉。色温在5000K以上有冷的感觉。
步骤S1043，根据当前时刻和对应关系确定目标色温。
图4是根据本发明实施例的一种目标色温与时间的关系示意图，横坐标为时间，纵坐标为对应的色温，结合图4所示的示例，色温自动控制功能是通过控制列车辅助照明的LED光源色温模拟自然光色温变化规律。参考时间的变化改变列车客室的情景。使人们在列车上看不见自然光的环境下，根据辅助照明的LED光源色温变化使人们产生类似日光照明环境的感觉。
可选的，根据本申请上述实施例，根据目标色温确定冷色温LED和暖色温LED的发光比例，包括：
步骤S1045，获取色温配比数据库，其中，色温配比数据库包括：色温对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比。
在上述步骤中，LED光源实现色温的变化是采用冷暖双色温的LED进行交叉布局，运用PWM调光技术配合实现的。冷光与暖光各采用单独驱动进行调整各自的亮度，利用各自的亮度进行配合改变灯具的整体发光的色温。
具体的，上述色温配比数据库保存有多重色温对应的控制冷色温LED和暖色温LED的占空比比例，图5是根据本发明的一种可选的从色温配比数据库中提取的部分目标色温对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例的示意图。
步骤S1046，根据预设的色温配比数据库确定目标色温对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例，确定占空比比例为发光比例。
在一种可选的实施例中，结合图5所示的示例，根据目标色温能够查找到对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例。
可选的，根据本申请上述实施例，占空比下降的耗时大于占空比上升的耗时。
在上述步骤中，通过控制占空比上升和占空比下降的时间来达到使轨道车辆的灯光系统快亮慢暗的技术目的。
图6是根据本发明实施例的一种环境光增强时轨道车辆的灯光系统调节的曲线图，图7是根据本发明实施例的一种环境光减弱时轨道车辆的灯光系统调节的曲线图。结合图6和图7所示的示例可以看出，在环境光增强时，轨道车辆的灯光系统的光强度降低，在环境光减弱时，轨道车辆的灯光系统的光强度升高，且灯光系统的光强度升高时的速度大于降低时的速度，即快亮慢暗。
在一种可选的实施例中，列车从很亮的环境进入很暗的环境，PWM将从5％到100％变化，系统共计耗时为4.75秒，列车从很暗的环境进入很亮的环境，PWM将从100％到5％变化，系统共计耗时为9.50秒，由于系统采用无极调光方案，所以从当前的PWM占空比到最终的PWM占空比从暗到亮≤4.75秒，从亮到暗≤9.50秒。例如：当前占空比30％，最终比较运算结果为70％，则共需2秒；当前占空比为70％，最终比较运算结果为30％，则共需4秒。
由上可知，上述步骤通过对轨道车辆快亮慢暗的控制，在外界环境变暗时，迅速提高灯光亮度以提供足够的光照，在环境变亮时，灯光亮度缓慢变暗，使乘客适应，进一步提高了乘客的舒适度。
实施例2
根据本发明实施例，提供了一种轨道车辆灯光系统的实施例，图8是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的结构示意图，结合图8所示，该系统包括：
冷色温LED和暖色温LED，冷色温LED和暖色温LED的正极共同连接与电源的同一正极，冷色温LED与暖色温LED的负极分别连接与电源的第一负极和第二负极。
具体的，结合图8所示，冷色温LED和暖色温LED的正极都连接于控制器的端口1，冷色温LED的负极和暖色温LED的负极分别连接于控制器的端口2和端口3，其中，端口1用于提供48V直流电，端口2用于为电流控制器DC1提供PWM信号，端口3用于为电流控制器DC2提供PWM信号。
控制器，分别与冷色温LED和暖色温LED相连，用于根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流，根据目标色温确定冷色温LED和暖色温LED的发光比例，并根据总电流和发光比例控制冷色温LED和暖色温LED运行，其中，目标亮度根据轨道车辆所处环境的光照度确定，目标色温根据当前时刻确定。
在一种可选的实施例中，结合图8所示的示例，供电采用标准的DC48V安全电压，冷暖两种色温LED采用共阳极接法，负极通过两路PWM控制，其中，D1、D2、D3和D4为冷色温LED，D5、D6、D7和D8为暖色温LED，DC1为控制冷色温LED的PWM控制器，DC2为控制暖色温LED的控制器，通过DC1和DC2进行占空比调整，使冷色温LED和暖色温LED的占空比达到目标色温对应的发光比例，并使共阳极端的总电流达到目标亮度对应的目标电流。
可选的，根据本申请上述实施例，控制器还用于确定发光比例对应的冷色温LED和暖色温LED的占空比比例，按照占空比比例分别向冷色温LED对应的第一负极和暖色温LED对应的第二负极输出脉冲宽度调制信号，并使冷色温LED和暖色温LED的正极的电流总和达到总电流。
在一种可选的实施例中，冷色温LED和暖色温LED的发光比例即为占空比比例，也与两种LED的电流比例相等，例如：总电流为I0，冷色温LED和暖色温LED的电流分别为I1和I2，发光比例为3:7，例如图9所示的示例，因此可以通过求解如下公式计算得到两种LED的电流：
电流与占空比的关系为I1＝IMax1·PMW1，I2＝IMax2·PMW2，其中，PMW1和PMW2分别为用于冷色温LED和暖色温LED的占空比，IMax1和IMax2分别为冷色温LED和暖色温LED的最大电流。
实施例3
根据本发明实施例，提供了一种轨道车辆灯光系统的控制装置的实施例，图10是根据本发明实施例的一种轨道车辆灯光系统的结构示意图，结合图10所示，轨道车辆灯光系统包括：冷色温LED和暖色温LED，该装置包括：
第一确定模块100，用于根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流，其中，目标亮度根据轨道车辆所处环境的光照度确定。
具体的，由于上述轨道车辆灯光系统包括冷色温LED和暖色温LED，因此轨道车辆的灯光的亮度由冷色温LED和暖色温LED一起决定，由于决定量的因素在于控制流过LED的电流，因此，在确定目标亮度之后，可以根据目标亮度确定冷色温LED和暖色温LED的总电流。
第二确定模块102，用于根据目标色温确定冷色温LED和暖色温LED的发光比例，其中，目标色温根据当前时刻确定。
具体的，上述冷色温LED和暖色温LED的发光比例可以是控制冷色温LED和暖色温LED的占空比比例，对于包括冷色温LED和暖色温LED的灯光系统来说，色温的控制需要通过调节冷色温LED和暖色温LED的发光比例来实现。
由于色温也是光照舒适度的一个重要参数，因此确定目标色温也能够达到提高轨道车辆照明舒适度的目的。
控制模块104，用于根据总电流和发光比例控制冷色温LED和暖色温LED运行。
此处需要说明的是，上述方案在通过调节光照强度和调节色温的平衡控制，达到目标光照强度和目标色温，色温的调节主要依靠调整冷暖两种LED的发光比例来实现，亮度的调节主要是通过调整两种LED的总电流来实现；为了使灯光系统即能够满足对目标光照强度要求，又能够满足对目标色温的要求，本发明首先确定目标亮度，得到两种LED的总体电流；再确定目标色温，确定两种LED的发光比例；在这两个数据的支持下，控制器输出相应的占空比信号控制LED灯具工作。上述方案能够非常快速的实时进行闭环反馈调节，最大限度的降低能耗和提高照明效果，解决了现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的技术问题。
实施例4
根据本发明实施例，提供了一种轨道车辆的实施例，该轨道车辆包括实施例2中任意一种轨道车辆灯光系统。
在一种可选的实施例中，上述轨道车辆的灯光控制系统通过调节光照强度和调节色温的平衡控制，达到目标光照强度和目标色温，色温的调节主要依靠调整冷暖两种LED的发光比例来实现，亮度的调节主要是通过调整两种LED的总电流来实现；为了使灯光系统即能够满足对目标光照强度要求，又能够满足对目标色温的要求，本发明首先确定目标亮度，得到两种LED的总体电流；再确定目标色温，确定两种LED的发光比例；在这两个数据的支持下，控制器输出相应的占空比信号控制LED灯具工作。上述方案能够非常快速的实时进行闭环反馈调节，最大限度的降低能耗和提高照明效果，解决了现有技术中轨道车辆的光源能耗大且舒适度低的技术问题。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。