高速公路隧道照明測控技術(shù)的研究

孫遠程 丁敬旭 張俊豪

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高速公路隧道照明測控技術(shù)的研究

孫遠程 丁敬旭 張俊豪

（沈陽理工大學）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路隨著也快速發(fā)展著，高速公路隧道問題尤為重要。本文研究高速公路隧道照明檢測技術(shù)，開發(fā)于隧道照明檢測的照度儀、亮度儀以及照明自動控制系統(tǒng)。詳細分析了照度、亮度檢測原理以及照度儀、亮度儀的結(jié)構(gòu)組成，系統(tǒng)分析了隧道照明的控制需求，進行了照明自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，實驗驗證了控制效果。

高速公路；隧道照明；測控技術(shù)

引言

隧道照明問題既影響交通安全，又影響電能消耗和建設(shè)成本。為解決我國隧道照明中存在的諸多錯誤，通過駕駛?cè)艘曈X和心理需求研究，尋求有效的照明設(shè)置方案。在分析我國隧道照明現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，以駕駛?cè)嗽跁冮g、夜間隧道行車時必然遭遇問題為對象，分析駕駛?cè)藢λ淼勒彰鞯膶嶋H需求和變化規(guī)律，并提出隧道照明參數(shù)計算方法和方案。研究表明：我國隧道照明中存在諸多空白，有些與駕駛?cè)诵枨蟊车蓝Y。在不同條件下，駕駛?cè)藢φ彰餍枨蟛町愝^大，應(yīng)依據(jù)駕駛?cè)艘曈X特性和心理反應(yīng)制訂針對性照明方案。

正文

一、我國隧道照明現(xiàn)狀

在我國隧道通風照明標準中。其中包括人口漸變段、加強照明段以及隧道中間段照明參數(shù)的確定和計算方法。但在上述問題中，均未涉及夜間照明，將晝夜照明差異未作考慮，導致晝夜照明方案相同；對于駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)行車過程中，視覺信息認知的影響因素和變化規(guī)律未進行深入分析，僅僅依據(jù)相關(guān)曲線確定相關(guān)參數(shù)，而未能考慮明暗適應(yīng)時間和行車速度的影響。

二、測控技術(shù)的應(yīng)用

1.新型傳感技術(shù)作為一種新興的科學技術(shù)，與現(xiàn)有的計算機技術(shù)及電子技術(shù)等技術(shù)相比，使用功能更加全面，設(shè)計結(jié)構(gòu)也更加符合人們工作生活的需求。新型傳感器因其特有的實用性逐漸被人們所關(guān)注，并廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)當中，新型傳感器的種類因適用領(lǐng)域的不同而不同，新型傳感器的種類主要包括對火車行駛狀態(tài)進行檢測的智能化傳感器、大部分被應(yīng)用到醫(yī)學及交通等方面的微型化氣體傳感器、對環(huán)境的溫度進行測量與控制數(shù)字化傳感器、主要對視覺進行測量的集成化傳感器、應(yīng)用到城市管理和農(nóng)業(yè)等方面的新型網(wǎng)絡(luò)化傳感器。每個種類的傳感器都在其特定的領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。

2.在考慮能耗和保證安全的基礎(chǔ)上，隧道中間段性考慮，照度往往沒有按照規(guī)范所提出的人口段階梯下降和出口段階梯增加模式設(shè)置，而是照度變化較小或者不變，且存在著過渡段和中間段的突變點；長短不一的隧道，在照明設(shè)施設(shè)置上存在很大的隨意性，脫離了人視覺認知的實際需求；在有些事故發(fā)生率較高的隧道，運營部門未考慮環(huán)境條件的改變。

3.夜間隧道外環(huán)境照度當采用照明設(shè)施時，隧道內(nèi)照度較高，造成駕駛?cè)瞬豢杀苊獾孛鬟m應(yīng)問題。在該條件下行車時，該問題是一種低照度環(huán)境下的明適應(yīng)，對于駕駛?cè)俗R認前方道路環(huán)境影響較小，但破壞了道路環(huán)境的一致性。要實現(xiàn)平順過渡，則應(yīng)逐漸增加環(huán)境照度至合適值。但在現(xiàn)有的照明實踐中，晝夜相同的照明方案，仍然是入口段加強照明，則加劇了環(huán)境的突變，使明適應(yīng)問題更加嚴重，與駕駛?cè)藢嶋H需求相去甚遠。同時，大大增加電照明也使得駕駛?cè)嗽谶M入下一段時，將會產(chǎn)生暗適應(yīng)問題，加重的駕駛員負擔。頻繁的明暗適應(yīng)過程，也容易引起駕駛疲勞。在隧道群環(huán)境中行車時，上述問題更加明顯。

三、發(fā)展趨勢

遠程測控技術(shù)是測控領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。各種新技術(shù)、新器件、新理論的出現(xiàn)和計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，必將給遠程測控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供廣闊的天地。(1)數(shù)據(jù)傳輸方式朝復合式、多樣性發(fā)展。隨著今后測控距離的不斷擴大以及測控系統(tǒng)復雜度的不斷增加，單一的數(shù)據(jù)傳輸方式往往不能勝任要求；在一個遠程測試系統(tǒng)中采取多種數(shù)據(jù)傳輸方式相互配合使用，可以降低系統(tǒng)的實現(xiàn)難度，有利于整個系統(tǒng)的模塊化處理。(2)進一步融合嵌入系統(tǒng)技術(shù)，使現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制子系統(tǒng)的智能化程度得到提高，且能夠更方便的與遠程測控中心建立起通信渠道。隨著微處理器和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，測控系統(tǒng)的系統(tǒng)的智能化程度將進一步提高，這樣就可以大大減低主控機的負擔，使整個系統(tǒng)的實時性和測控性能提高。(3)基于虛擬儀器的測控網(wǎng)絡(luò)將是遠程測試技術(shù)發(fā)展的大趨勢。隨著虛擬儀器技術(shù)的快速推廣和發(fā)展，實現(xiàn)遠程測控系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的通信能力大大提高，基于虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的測量網(wǎng)絡(luò)將成為科學研究和生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分。

結(jié)束語

交通行為的決定者和交通系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素是駕駛?cè)?，而駕駛又是以視覺信息為引導的行為過程，隧道照明的目的是改善駕駛?cè)说囊晥霏h(huán)境。上述特點決定了，照明方案必須以駕駛?cè)诵枨鬄橐龑?，確定相關(guān)參數(shù)。(1)在照明測控制定中，必須以不同條件下行車時，駕駛?cè)藢⒃庥龅膯栴}為基礎(chǔ)，考慮工程方便性和可操作性制定有針對性的照明方案。(2)在滿足視頻監(jiān)控照度要求條件下，分別確定中間段晝夜環(huán)境照度值。

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U45

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1007-6344（2017）03-0046-01

孫遠程 性別：男 出生年月：1996年4月2日 籍貫：遼寧省大連市學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業(yè)院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術(shù)與儀器

丁敬旭 性別：男 出生年月：1997年10月5日 籍貫：黑龍江省哈爾濱市 學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業(yè)院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術(shù)與儀器

張俊豪 性別：男 出生年月：1998年7月13日 籍貫：貴州省畢節(jié)市學歷：沈陽理工大學自動化與電氣工程學院本科在讀 畢業(yè)院校：沈陽理工大學 研究方向：測控技術(shù)與儀器