公路隧道照明节能控制系统设计与仿真研究[2]

　　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。

　　2.3 系统控制流程

　　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。

　　3 结束语
　　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。

　　参考文献:
　　[1] 赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京：人民交通出版社,2007：52-92.
　　[2] 王文熙，郭奋勇.隧道照明节能分析与系统设计方案[J].中国交通信息产业，2003：23（10）.
　　[3] 重庆交通科研设计院.JTG D70—2004 公路隧道设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.
　　[4] 崔风羲.基于模糊神经网络的隧道照明控制系统研究与设计[D].长沙:湖南大学,2007.

　　作者简介：
　　汤晖(1982—），男，硕士研究生，主要研究方向：智能交通与智能控制。

　　编辑:Sophy