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LED隧道灯:传统的隧道照明
发布时间:2021-04-01 10:07????浏览数::

     传统的隧道照明为实现各段的合理照明,按晴天、云天、阴天、重阴天加强照明和全日


  基本照明、白日基本照明、全日基本应急照明七种模式控制[4],控制方式过于简单,无法根据室外环境照度、交通流量、隧道内车辆行驶速度等参数实现照明的自适应控制,照明效果不佳,电能浪费严重。隧道照明节能智能控制系统在传统照明的基础上加入智能控制环节,将模糊控制技术应用到隧道照明系统的设计中,使整个隧道通风照明能自动适应车速、车流量和洞外环境气象等影响因素的变化,减少不需要的照明浪费。在灯具上使用大功率LED 灯取代现阶段广泛使用的高压钠灯,真正实现了绿色照明。近年来,大功率LED 照明有不断取代高压钠灯等常规照明设备的趋势,它具有以下优点:

 (1)高效。同等亮度条件下使用LED 照明耗能仅为白炽灯的10%,荧光灯的50%。
  (2)寿命长。LED 理论使用寿命为100000 小时,是荧光灯的10 倍,白炽灯的100 倍。
  (3) 易调光控制。LED 在调光性能上具有巨大的优势,可实现数字调光,尤其适合在隧道照明等需要调光的特殊场合。
  在本仿真系统中,模型灯具采用白光LED,每个LED 功率为1W,LED 正向导通电压为3.5V,最亮时平均电流为350mA,LED 调光控制是通过上位机发送调光信息产生PWM 脉冲来实现的。


  2.1 仿真隧道模型及灯具布置
  仿真隧道分为入口段、过渡段、基本段和出口段,总长10m,隧道高1m,包含了一个完整隧道的基本部分。按照《公路隧道通风照明设计规范》的要求对各个照明段的长度进行计算,得到各段的长度为:入口段80cm,过渡段200cm,基本段670cm,出口段50cm。灯具对称布置,两边每隔20cm 等间距排列。

  2.2 系统整体设计
  隧道照明控制通过上位机和本地控制器共同控制实现。上位机的照明控制有手动和自动两种控制模式,手动控制的优先权大于自动控制的优先权。手动方式是由操作人员自行指定上位机的输出结果;自动方式是上位机根据接收到的传感器信息,包括隧道口亮度、隧道内亮度、隧道口车速、隧道口车流量,通过照明控制程序计算输出各个照明回路的逻辑控制数据, 并通过RS485 总线传到隧道各段本地控制器中。控制器根据上位机的控制数据开启或者关闭相应的子回路,从而控制照明回路的照明。系统整体结构如图二所示。

  本地控制器主要完成以下功能:①收集本段区域内检测
  设备检测的信息,包括光强传感器和车辆传感器等;②对收集的信息进行预处理并存储在本地的存储单元内;③将本地控制内处理好的信息数据上传给监控计算机;④接收监控计算机各种控制命令,并将控制命令和设备运行状态比较后,对功率控制模块发出相应的控制命令。


  系统主程序流程如图三所示。首先系统上电初始化各个模块,启动各处传感器模块,采集车辆及洞内外亮度信息,并将信息通过RS485 总线传输到监控计算机,判断系统是否处于本地控制器手动控制状态,如果是在手动控制状态(系统出现故障或检修维护),则程序结束,由手动控制面板实现照明回路的控制;否则下一步检测隧道状态是否正常,不正常,则报警,并且调用特殊状态程序;正常则下一步检测总线通信是否正常,正常则调用远程监控计算机控制程序,否则调用本地控制器基本控制程序,然后输出回路控制命令。利用触摸屏显示隧道状态信息,同时将本地隧道状态信息发送给监控计算机。

  隧道照明在交通照明中占据了很大比重,在全球都为节能减排而讨论对策的背景下,研究隧道照明节能系统有着非常重要的意义。本文在参考《公路隧道通风照明设计规范》的基础上改进传统的道路隧道照明,得出适合驾驶员视觉要求的隧道照明节能控制算法,充分应用LED 照明灯具的节能优势,利用计算机和智能控制器展开隧道照明的自适应节能控制研究,可操作性强。经实验室仿真验证,具有良好的节能效果。


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