基于可变折减系数的隧道照明智能系统研究

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隧道照明是公路基础设施中重要的组成部分,其整体性能对保证交通安全、降低道路维护成本等诸多方面有着不可忽视的影响。现有的隧道照明管理控制方案无法很好的满足人们对高质量的隧道照明的需求,在安全性、节能性、可靠性和舒适性上都存在一定的提升空间。现有的隧道照明系统采用分段照明的照明方案,对于隧道内各路段设置不同的恒定亮度输出(使得隧道出入口亮度高,隧道中部亮度低)。这种方案难以适应在不同时间和天气情况下动态变化的实际照明需求:在晴时白天,部分采用较低固定亮度值照明的隧道,使驾驶员进入隧道瞬间感到隧道内部与隧道外亮度相比过暗,会增加人眼的适应时间,产生极大的安全隐患;在夜间或者是天气阴雨时,隧道内照明亮度又会过亮(相比较隧道外亮度),则易造成驾驶员短暂眩目,也会增加安全隐患,同时还造成了大量的能源浪费。基于上述现象,本文提出了一种符合人眼视觉特性的基于可折减系数的隧道照明控制方案,该方案可以结合人眼对明暗视觉的适应特性和隧道外部的实时亮度变化来动态调整隧道内的照明亮度,使隧道照明亮度始终处于人眼最适合的照明亮度条件内。除了具备调光功能之外,该照明方案还设计了基于y滤光片的亮度采集模组,可滤除不可见光对于亮度检测的干扰,且具有量程范围大,检测精度高的特点,使得系统对洞外亮度条件的检测更加精确可靠。此外,系统设计还结合了最新的物联网技术,用LoRa无线通信技术实现了隧道内照明灯具的全程无线远端监测控制,省去了传统灯具控制线的布设成本,而且也更便于后期的无人巡检、故障自动定位、远程故障报警等功能,大大降低了隧道照明高昂的运维成本。系统还将各项运行状态数据上传至ctwing云平台,并通过对平台的二次开发实现了隧道照明系统运行情况的远程云端可视化,实现隧道管理部门可随时随地通过远程管理平台或手机应用实时查看隧道照明系统的实时运行状态。综上所述,本文提出了基于可变折减系数的隧道照明亮度设置算法,并基于相关的控制技术和无线网络通信技术实现了智能的隧道照明管理控制系统,通过广域网实现了隧道照明系统运行情况的远程控制和运行情况可视化。通过相关实验验证了该系统较好的满足了隧道照明高质量、低能耗的预期改进目标。
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