一种城市隧道智能照明系统及调光方法与流程

技术特征：
1.一种城市隧道智能照明系统的调光方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将环境信息感知模块实时采集的车速、车流量、洞外亮度、洞内能见度以及照明设施检测模块采集的灯具工作性能、隧道侧壁涂装材料污浊信息，经网络传输模块发送至信息综合处理模块；s2：信息综合处理模块对车速、车流量、洞外亮度以及洞内能见度数据进行分析，对时间间隔δt内车速、车流量、洞外亮度以及洞内能见度数据进行短时预测，并选取时间间隔δt内的平均车速、车流量、最大洞外亮度以及最低洞内能见度，结合预先存储的隧道各照明区段长度、隧道断面数据，计算满足车辆通行时隧道不同照明区段需要达到的目标亮度值，结合预先存储的各区段灯具型号、灯具数量及位置信息，初步计算灯具功率大小；同时，结合灯具和隧道侧壁涂装材料故障位置、程度的信息分析，调整故障灯具两侧以及侧壁污浊范围内的灯具功率，确定各位置灯具功率大小，生成调光信号，并将调光信息经网络传输模块发送至照明控制模块；s3：照明控制模块包括沿隧道洞内纵向依次布置的led照明灯具、灯具控制器，灯具控制器根据调光信息对led照明灯具进行亮度调节；s4：环境信息感知模块采集各照明区段调节后的隧道实时亮度，并将洞内实时亮度数据表发送至信息综合处理模块，信息综合处理模块比较隧道实时亮度值与s2确定的隧道不同区段需要达到的目标亮度值，如果误差在
±
5％以内，灯具故障范围为
±
30％以内，则调光结束；如果误差在
±
5％以外，灯具故障范围为
±
30％以外，根据环境信息感知模块采集的数据确定需要再次调节的灯具位置以及灯具亮度，计算灯具功率调节量，生成调光信号，并发送至灯具控制器再次调节灯具亮度，环境信息感知模块再次采集不同照明区段的实时亮度数据表并发送至信息综合处理模块，判断隧道实时亮度值是否达到目标亮度值，如果误差满足要求，则调光结束；如果误差不满足要求，重复进行调整以满足目标亮度值要求；s5：将灯具亮度调节信息整合出该时段隧道照明控制数据一览表进行存储，信息综合处理模块标识灯具故障位置和侧壁污浊程度；s6：返回s1，进入下一周期的检测与调节。2.如权利要求1所述的一种城市隧道智能照明系统的调光方法，其特征在于，白天场景下s2具体为：s2.1：根据下式确定入口段初步亮度值，l
th1
＝k
×
l20(s)l
th2
＝0.5
×
k
×
l20(s)其中，l
th1
、l
th1
分别为入口段1、2的亮度值；l20(s)为δt时间间隔内预测的洞外亮度值；k为折减系数，受车速、车流量限制；s2.2：根据下式确定过渡段的初步亮度值，l
tr1
＝0.15
×
l
th1
l
tr2
＝0.05
×
l
th1
l
tr3
＝0.02
×
l
th1
其中，l
tr1
、l
tr2
、l
tr3
分别为过渡段1、2、3的亮度值；s2.3：根据城市隧道照明设计标准确定基本段初步亮度值l
in
，当与隧道衔接道路类型为快速路和主干路时，l
in
取2.5cd/m2；当道路类型为次干路时，
l
in
取1.5cd/m2；当道路类型为支路时，l
in
取1.0cd/m2；s2.4：根据下式确定出口段的初步亮度值，l
ex1
＝3
×
l
in
l
ex2
＝5
×
l
in
其中，l
ex1
、l
ex2
分别为出口段1、2的亮度值；s2.5：对上述确定的隧道各区段初步亮度值进行能见度补偿。3.如权利要求1所述的一种城市隧道智能照明系统的调光方法，其特征在于，夜间场景下s2具体为：s2.1：根据下式确定隧道各区段初步亮度值，l
th1
＝l
th2
＝l
tr1
＝l
tr2
＝l
tr3
＝l
in
＝l
ex1
＝l
ex2
＝l
r
其中，l
r
为夜间洞外路面亮度；s2.2：对上述确定的隧道各区段初步亮度值进行车流量补偿；s2.3：对上述确定的隧道各区段初步亮度值进行能见度补偿。4.如权利要求1所述的一种城市隧道智能照明系统的调光方法，其特征在于，s2中调整故障灯具两侧各10m范围内的灯具亮度。5.如权利要求1所述的一种城市隧道智能照明系统的调光方法，其特征在于，s4确定需要调节灯具的功率通过下式进行计算：
△
p＝
△
φ/λ式中，利用系数η，灯具间距s，照度转换系数m，灯具维护系数m，马路宽度w，灯具布置系数ω，需要调节的亮度差
△
l，需要调节灯具的光通量
△
φ，需要调节灯具的功率
△
p，光通量与功率转换系数λ。6.一种城市隧道智能照明系统，其特征在于，包括权利要求1-5所述的环境信息感知模块、照明设施检测模块、信息综合处理模块、网络传输模块和照明控制模块，环境信息感知模块包括位于隧道洞外的声波测速雷达和车辆检测仪、洞外亮度采集仪、若干个洞内亮度采集仪和若干个洞内能见度采集仪，用于采集车速、车流量、洞外亮度、洞内亮度和洞内能见度信息；照明设施检测模块包括均匀分布于隧道洞内的监控摄像机，用于采集灯具工作性能和隧道侧壁涂装材料污浊信息；信息综合处理模块用于接受并处理环境信息感知模块和照明设施检测模块采集的信息，计算灯具功率调节量，生成调光信号并通过网络传输模块传输至照明控制模块；照明控制模块包括沿隧道洞内纵向依次布置的led照明灯具、灯具控制器，灯具控制器根据调光信号对led照明灯具进行亮度调节。7.如权利要求6所述的一种城市隧道智能照明系统，其特征在于，声波测速雷达和车辆检测仪位于距隧道口两倍停车视距处。8.如权利要求6所述的一种城市隧道智能照明系统，其特征在于，声波测速雷达、车辆检测仪和洞外亮度采集仪冗余布置。9.如权利要求6所述的一种城市隧道智能照明系统，其特征在于，车辆检测仪、洞内亮
度采集仪和洞内能见度采集仪均采用摄像机监控。10.如权利要求6所述的一种城市隧道智能照明系统，其特征在于，洞外亮度采集仪位于距隧道入口一倍停车视距处，距地面1.5m高；洞内亮度采集仪间距为100m-200m；洞内能见度采集仪均匀布置在隧道内部各照明区段，间距为100m-200m。

技术总结
本发明公开了一种城市隧道智能照明系统及调光方法，通过设置环境信息感知模块，采集车辆通行信息以及洞内外照明环境信息，建立车速、车流量、洞内能见度以及洞外亮度L20(S)短时预测模型，结合洞外亮度、车流量数据以及洞内能见度短时预测数据利用信息综合处理模块计算得到目标亮度值，照明控制模块实时地调整不同区段照明亮度，再通过信息综合处理模块比较隧道实时亮度值以及需要达到的目标亮度值，对灯具亮度进行调整，实现城市隧道运营中照明灯具的动态智能控制，最大限度地保证照明质量，避免了隧道内照明的过度照明或照明不足问题。题。题。


技术研发人员：闫自海 潘乘浪 甘鹏路 杨彦斌 梁波 肖靖航
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/1/7