隧道智慧照明调光系统解决方案

盾华电子 史新华

一、隧道调光控制系统

二、工作原理

数据采集层的车辆检测器、洞外光照度传感器、一氧化碳及透过率检测器(可选)、风向风速检测器(可选)、温湿度检测器(可选)准确的探测洞内和洞外的光照度及洞内的其它环境参数。并输出到数据处理层，数据处理层将采集到的数据经系统分析处理，并将各种数据上传到机房控制端服务器，控制端服务器通过设定的程序，及控制人员的命令，输出正确的控制信号到各个设备端，完成对各设备的自动控制。

三、照明控制模式及功能

隧道照明控制主要包括回路开关控制和单灯(集群)亮度等级调光控制两部分，控制对象分为加强照明(含过渡照明)和基本照明，功能控制模式包括：智能模式(默认模式)、时序模式、故障应急模式等。

3.1盾华电子控制模式

下面对各控制模式进行简述，各模式下的参数均需根据现场监测后才能确认并设置。

手动模式

手动模式下可以对软件界面各参数(包括时间参数、亮度参数回路开关等)进行设置，其他模式切换至手动模式能实现无缝切换，使隧道内的在保持之前照明状态的情况下进行手动设置，可对单灯进行单独调光，也可做集群控制及编辑。

智能模式

系统默认模式为智能模式;

能根据洞外亮度值调节洞内加强照明亮度等级;

根据洞外亮度阀值，白天和夜间自动开启和关闭所有加强照明回路灯具，若洞外亮度信号值有异常，系统会自动调整到时序模式开启和关闭所有加强照明回路灯具;

时序模式

系统会按照预设的时间段和亮度级别调节加强照明灯具亮度，在智能模式不能正常工作的情况下，各控制器将按本地照程序进行时序运行。时序运行模式根据车辆量信息和白昼规律进行设置;

故障应急模式

加强照明和基本照明灯具都将达到100%输出，同时所有的加强照明回路和基本照明回路全部开启，同时在软件界面上能手动开启和关闭各照明回路，该模式用于检修或其他紧急情况下使用。

3.2盾华电子加强段(含过渡段)照明控制

洞外的光亮度(辉度)传感器控制隧道内的加强照明可调光LED灯，加强照明根据洞外亮度值对加强照明亮度进行调节，而洞外辉度检测仪信号精确反映洞外季节和天气的状态，若是晴天，洞外亮度较强(达到某一阙值)，加强照明则达到一定设计值阀值亮度进行工作;若是阴雨天，洞外亮度较弱，加强照明降到相应地设计阀值进行功率工作。另外，在车流量稀少的情况下(比如凌晨)，全隧道照明根据车流量状况调光，若车检器探测到一段时间内无车经过，系统自动进入节能状态，所有可调LED灯功率调整到最小值(1cd/㎡)。若车检器探测到有车经过，系统进入正常工作状态，洞内基本照明亮度达到设计值，从而达到安全行车的目的。

洞外辉度检测仪信号阀值对应的天气情况和加强照明调光等级如下：

洞外光强检测仪数据天气状况 加强照明调光级别

L≤3000cd/㎡ 夏天的晴天 Lth

1500

750

390

L≤390cd/㎡ 接近夜间/夜间 自动关闭加强照明

洞外辉度检测仪示意图如下，安装在离入洞口100m位置，高度为3m左右，俯角0-20度，洞内的光强检测仪安装在离洞口20米的位置，高度2.5m，俯角0-20度;检测仪的亮度值要准确地反映现场的环境光亮度值。

从图3.3.2我们可以看出加强段(含过渡段)主要根据洞外亮度进行控制，其中白天、黄昏、夜间这几个控制条件是由实时时间结合洞外照度来实现的，(具体调控根据洞外亮度2分钟内的动态平均值进行参考)，在白天的调光过程则按洞外亮度来进行，黄昏和夜间在低于某个亮度阙值时加强照明会自动关闭直到次日清晨亮度达到该阙值。

系统在正常情况下分自动、手动控制，并可进行远程监控，在应急情况下会跳过控制系统直接让照明灯具全亮，保证安全。

该系统应用充分考虑各类控制环境，力求做到万无一失。

3.3基本段照明控制：

基本段照明则恒定在设定亮度度下工作。控制器接收到车辆检测器信号，得到道路上有无车辆经过、有多少车辆经过的数据。控制器在设定的采集车检器信号时间段内没有车辆经过，基本照明灯具以最低功耗工作，但洞内亮度不会低于规范最小值1cd/㎡，系统进入休眠状态;控制器在设定的采集车检器信号时间段内(或历史数据)有车辆经过，则基本照明亮度值调节到设计值，具体的回路调光比例参数需现场检测后确定。

进入夜间照明模式时，为避免明洞效应，系统将基本段整体功率全部降至最低，保证基本照明需求(1cd/㎡)及洞内外视觉亮度差异的最低值。

对灯具本身来说，调光可减少功率，降低发热量，延缓光衰进度，延长灯具寿命，但调光的前提是在满足隧道照度及亮度要求的前提下，前面我们说过现有的控制方式导致了相当一部分电能光能浪费，设备还需要一定程度的维护工作，加上调光系统功能后，我们的灯具可以根据如下模型进行运营，(如图1.3)

综上所述，盾华电子系统是根据实时环境来进行自动控制的智能化系统，可以做到无人值守，按需照明（通风），是一套完整的自适应智能控制系统。图1.4是整个系统的软件结构图，其中实时数据库不断记录着该系统所处理和收集的所有数据，这也是为了防止前端的采集设备损坏，而导致整个系统瘫痪的现象出现。如果某一前端设备损坏或通信中断，则处理器可直接从数据库提取采样，根据同时段同类型的各类数据进行处理，同时兼顾本地控制优先原则，本地继续调光控制按照一定的规律进行工作，直到前端或通讯恢复正常。因此系统完全能做到自适应（学习、预测）控制，并且在外部访问及兼容性、安全性上都做了相应的考虑。

审核编辑 黄宇