高速公路隧道照明自適應智能控制系統(tǒng)

權冬冬

【摘? 要】公路隧道照明自適應智能系統(tǒng)的設計原則是奉行安全措施、可持續(xù)發(fā)展、注重環(huán)境保護的準則，這同時也是公路工程建設的首要目標目標。本著穩(wěn)定性和節(jié)能降耗的規(guī)劃，重點是解決一些存在的矛盾，如何實行公路隧道照明自適應控制系統(tǒng)的節(jié)能和高效率是目前系統(tǒng)設計和實際應用兩個階段強調需要解決的難題。

【關鍵詞】高速公路;隧道照明;自適應智能控制系統(tǒng)

1.前言

由于交通狀況繁忙和長途公路隧道的問題，如果照明設備系統(tǒng)設定不正確不合適，那將會給駕駛者帶來視覺上的眼睛疲勞，并影響在接下來的時間段中公路隧道行駛的穩(wěn)定性和舒適度。隧道照明亮度問題是公路隧道照明設備智能系統(tǒng)控制中要徹底解決的第一個問題，比如在一些擁有許多公路隧道的省份。公路隧道照明系統(tǒng)的安置已成為一項昂貴的系統(tǒng)工程，但是公路隧道智能控制系統(tǒng)的卻沒有太多的缺點，在智能控制系統(tǒng)中節(jié)約能源的設置可以節(jié)省大量成本，提高隧道照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命，同時還降低了安全事故的發(fā)生和隧道照明系統(tǒng)的一系列維護措施。

2.在公路隧道內安全行駛重要性

公路隧道在通車以后，長途隧道線路的道路交通問題將占據(jù)相當大一部分，這非常容易造成駕駛人員的神經疲憊和視覺眼睛疲勞的，同時這也是造成駕駛人員注意力不集中從而引發(fā)交通事故產生的主要原因之一。所以，在公路隧道中行駛的舒適性和安全可靠是特別重要。如何確保駕駛員在隧道中行駛的舒適性和安全性是需要處理的頭等問題。

3.公路隧道照明造成資源浪費與效率低下的原因

3.1燈光長時間固定模式下照亮

安置好公路隧道智能控制系統(tǒng)后，就不管維護因素如何了，隧道照明系統(tǒng)通常是在夏季的中午使用其最亮的亮度來作為系統(tǒng)默認計算值來執(zhí)行的。特別是，隨著隧道外部亮度的季節(jié)性變化，外部環(huán)境因素問題的出現(xiàn)，如果隧道內亮度還保持強光照射，這不僅會造成安全事故問題的出現(xiàn)，還會造成資源的不必要浪費。所以，要改變其照射方式，可以通過使用以下方法來進行改變。當出現(xiàn)天氣氣候，外部環(huán)境問題以及連續(xù)時間段無變化的問題時，普通的分層次照明模式沒有完善考慮到隧道外部因素變化的規(guī)律。這種弊端很大，出現(xiàn)這些問題的原因大部分都是由于系統(tǒng)控制的不到位和不穩(wěn)定性，才造成資源的不必要浪費，如果想要有效地控制電力問題避免浪費，則可以使用陽光分類系統(tǒng)和亮度曲線調整系統(tǒng)來進行更全面的調整，同時還可以根據(jù)這些系統(tǒng)來對照明系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控，可以更充分地了解到照明系統(tǒng)所需功率，避免造成資源流失。

3.2公路隧道照明燈具規(guī)格少

隧道上能用的照明燈具，是少之又少，因為技術的不太成熟和應用的范圍小的原因導致很多地區(qū)的隧道燈照沒有符合具體的規(guī)定。如果隧道的燈光照射強度大幅度超過行業(yè)標準水準的話則就屬于過度照明，這對在隧道內行駛的駕駛人員來說會產生一定的影響，也會讓出現(xiàn)交通事故的幾率提高。高速公路的隧道照明燈一般只需要采納30～120W的燈具就可以了，但是因為燈具功率的配備并不是太成熟，還會經常出現(xiàn)各種問題，比如單側照明度控制缺乏、雙側出現(xiàn)過度照明，這種問題出現(xiàn)的幾率是數(shù)不勝數(shù)的。

3.3人流量少的一些原因

由于一些社會發(fā)展的需求，在經濟落后和人口不足的地區(qū)也會建有高速公路。這些地區(qū)的高速公路上常常有許多公路隧道，其中絕大多數(shù)還都是長隧道。交通流量較小，尤其是到了晚間基本上都沒有汽車。如果使用傳統(tǒng)的開燈方式會造成不可估量的電能浪費，浪費率能夠達到95%以上。如果交通流量檢測與行車燈模式相互緊密結合，可以大大減少不必要的電能浪費，達到節(jié)約能源的目的。

4.公路隧道的控制照明方式

4.1傳統(tǒng)的照明方式

隧道智能照明控制系統(tǒng)在很久以前就出現(xiàn)了并且大規(guī)模的應用。作為公路隧道照明智能控制的入門，傳統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)包括照明開關控制箱的自動調光控制模式，這打破了傳統(tǒng)人工照明控制模式，大大提高了布局效率和燈具消耗功率。其工作的原理就是在照明設備控制系統(tǒng)的配電回路中安裝照明功率調節(jié)器，調節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電流、電壓、頻率的智能調節(jié)。其次，利用照明控制系統(tǒng)對配電線路進行定時和切換控制，傳統(tǒng)的照明智能控制系統(tǒng)的調光控制主要分為間歇調光和連續(xù)調光。根據(jù)智能控制原理，分為放電光源智能控制和熱輻射光源智能控制。智能控制的過程更加復雜。例如，它是由外部環(huán)境控制的，當前的控制是控制光的亮度。在初期的傳統(tǒng)智能控制也能夠通過電壓的頻率來實現(xiàn)?？刂品绞降目刂品秶鄬τ谳^小。所謂智能控制實際上是半智能控制。在自動化、安全可靠、舒適性等方面有待進一步提高。

4.2分段式智能照明控制方式

相位照明控制方法吸收了傳統(tǒng)的照明控制方法，具有省電，靈活的特點。原理很簡，。它由主站控制中心控制，隧道配電照明由數(shù)模轉換器控制。智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)了不同時段照明開關的獨立控制。告別了傳統(tǒng)意義上照明模式的手動和手動控制，解決了傳統(tǒng)照明的問題。目前，中國的隧道智能照明設計主要分為兩種，自動控制模式照明和分段照明控制模式。兩種照明模式的共同優(yōu)點是節(jié)省成本。根據(jù)劃分交通高峰時段的設計依據(jù)，可以自動滿足運營需求，滿足隧道照明的基本需求，操作簡單、方便、易于集中管理。

4.3全智能和自適應智能的隧道燈光控制模式

隨著社會經濟的逐步穩(wěn)定發(fā)展，一些大型隧道工程的照明控制要求不能僅依靠傳統(tǒng)意義上的自動照明控制，對照明的舒適性和藝術性也要有更高的要求。事實上，追求多樣化的照明模式實際上是追求一種全自動的控制模式，隨著自動化技術和照明技術的飛速發(fā)展，一種全自動的控制系統(tǒng)模式已經成為可能，這不僅體現(xiàn)了滿足節(jié)能要求的需要，也是推進環(huán)保智能控制節(jié)能照明系統(tǒng)項目的一個非常重要的組成部分。自適應智能控制模式，要具備足夠強大的數(shù)據(jù)庫，不能根據(jù)設定的程序進行執(zhí)行，要跟據(jù)外部因素和環(huán)境因素進行調節(jié)，不能再拘于一格，要學會靈活多變，比如外部艷陽高照，隧道內的燈光也要適當?shù)脑黾樱说母泄庖曈X特別敏感，由強光進入弱光因為眼睛的自我保護能力會讓人感到一定的暈厥，這種因素的不確定性會大大增加安全事故的發(fā)生。這時候，自適應系統(tǒng)的好處就體現(xiàn)出來了，它會根據(jù)外部環(huán)境光線的強弱來進行自動化智能調解，還會根據(jù)車流量和燈光大小來進行微調節(jié)。而傳統(tǒng)上的燈光系統(tǒng)不太適應長距離隧道的照明設備系統(tǒng)，在行駛過程中不僅要滿足公路交通的視覺亮度，還必須給人們視覺上的盛宴，以創(chuàng)造更加豐富多彩的視覺空間。傳統(tǒng)的智能照明自動控制系統(tǒng)已不能滿足公路隧道安全防護，多樣性和節(jié)能的要求，這時候就需要自適應光照控制系統(tǒng)了。

5.怎么才能提高隧道燈光系統(tǒng)的控制效能

鑒于大中型公路隧道錯綜復雜的空間照明需求，為了完善公路隧道智能照明控制系統(tǒng)，有必要從隧道的建設現(xiàn)狀和隧道照明控制方法，照明環(huán)境模擬，以及環(huán)境因素等開始入手。隧道照明控制系統(tǒng)到自適應智能隧道照明控制系統(tǒng)，這一過程的過渡并不輕松。自適應智能照明控制系統(tǒng)適應了解當?shù)厍闆r，掌握了主流公路隧道空間照明控制系統(tǒng)的統(tǒng)一設計思想和照明自動控制的方法。在研究地下隧道模糊視覺心理學有關環(huán)境的基礎上，建立了公路隧道視覺網絡數(shù)學模型，并利用實驗室光源仿真系統(tǒng)設計了適合隧道現(xiàn)狀的光源亮度控制系統(tǒng)。參數(shù)的來源非常重要，請勿復制隧道的其他智能控件。該系統(tǒng)采用模糊控制技術對隧道照明的人工照明環(huán)境變數(shù)進行大數(shù)據(jù)的結構分析和全方位的研究，只有通過實驗得出最后的結果，才能實現(xiàn)自適應智能的照明控制系統(tǒng)，滿足隧道里的照明要求，并以全波段，全亮度驅動視野。

6.結束語

隧道照明的自適應智能控制技術必將朝著更加先進，更加高效率和更加保險的方向逐步發(fā)展。該技術的發(fā)展需要綜合性考慮公路隧道照明節(jié)能系統(tǒng)的設計以及公路隧道空間可操作性，還有公路交通、氣象條件、行駛速度等因素的特點，從而設計出最安全最讓人舒適的公路隧道照明空間。

參考文獻：

[1]李祥兵.自適應尾燈關鍵技術研究[J].汽車電器，2018（6）.

[2]張偉剛[1]，瞿少成[1]，秦天柱[1]，.高速公路隧道照明節(jié)能模糊控制系統(tǒng)[J].電子測量與儀器學報，2017（12）：2049-2055.

[3]何杏華.淺析LED智能照明控制系統(tǒng)的研究與設計[C]// 科技與企業(yè)——企業(yè)科技創(chuàng)新與管理學術研討會.2016.

[4]馮曉姍.式隧道加強照明系統(tǒng)的應用研究[D].陜西科技大學，2016.

[5]李艷艷.自適應LED補光照明系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].天津工業(yè)大學，2016.

[6]孫偉斌，劉麗蘭.基于傳感器模糊神經網絡算法的自適應調光技術系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2016，29（8）：64-65.

（作者單位：中交二公局電務工程有限公司）