一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法与流程

本发明涉及隧道照明，具体涉及一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法。

背景技术：

1、随着我国高速公路的快速发展，高速公路隧道建设的规模和数量也在不断扩大，由于高速公路隧道处于封闭环境且需要持续照明的特殊性，如何保证隧道内的行车安全性以及减少隧道内的能源消耗，成为了研究的重要问题。

2、一方面，高速公路车辆在驶入和驶出隧道时，驾驶员会因为光线的突然变化而导致短暂的视觉适应问题，交通事故发生的概率大大增加；在隧道内部，车辆驶过所排放的尾气集聚形成烟雾，降低了隧道内的空气质量从而影响了能见度，同样也威胁到了驾驶员的行车安全。另一方面，在隧道使用期间长时间地保持照明开启，虽然确保了驾驶员的行驶安全，但导致隧道在光照充足或交通量较低的时候，仍然消耗大量的能源，增加了能耗成本。

3、有鉴于此，提出本发明。

技术实现思路

1、针对上述出现的问题，本发明的目的在于提供一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法，旨在保证驾驶员行车安全的同时，最大程度地减少高速公路隧道能源消耗。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种高速公路隧道照明智能控制系统，包括：

3、车辆检测单元，包括安装在隧道前方数百米的位置的隧道外车辆检测模块，用于检测是否有车辆即将驶入隧道；还包括分别安装在隧道各分段内的隧道入口段车辆检测模块、隧道过渡段车辆检测模块、隧道中间段车辆检测模块和隧道出口段车辆检测模块，用于检测隧道各分段内是否存在车辆；

4、数据采集单元，包括安装在隧道入口附近的车流量检测模块、车速检测模块和洞外亮度检测模块，用于实时采集车流量、车速和洞外亮度信息，安装位置距隧道入口的距离由行车速度决定；

5、主控制模块，用于接收车辆检测单元和数据采集单元所检测到的信息，并输入至照明智能控制模块进行处理分析；同时，将车辆检测单元、数据采集单元和照明灯具的故障信息发送至应急控制单元；

6、隧道灯具控制单元，用于根据照明智能控制模块下发的隧道灯具亮度调控命令，分别对隧道各分段照明灯具的亮度进行调控；

7、应急控制单元，包括第一应急模块、第二应急模块和第三应急模块；

8、其中，所述第一应急模块用于在车辆检测单元中的任一车辆检测模块无法使用时，将数据采集单元所采集车流量、车速和洞外亮度信息作为输入源，利用照明智能控制模块内置的照明亮度智能调节模型进行分析得到隧道各分段的适宜照明亮度值，并按预先设定周期对隧道各分段照明灯具亮度进行动态调控；

9、所述第二应急模块用于在数据采集单元中的任一检测模块无法使用时，根据交通量及光照强度将一天分为清晨、白天、黄昏和夜晚四个阶段，按照预先设定的调控命令分为该四个阶段对隧道照明灯具亮度进行调控；

10、所述第三应急模块用于在照明灯具发生故障而无法使用时及时启用备用照明设备；

11、当存在两个或两个以上的应急模块同时响应时，执行优先级为：第三应急模块大于第二应急模块大于第一应急模块。

12、第二方面，本发明实施例提供了一种高速公路隧道照明智能控制方法，应用于上述高速公路隧道照明智能控制系统，所述方法包括如下步骤：

13、步骤1：利用车辆检测单元检测隧道内外车辆信息；利用车流量检测模块、车速检测模块和洞外亮度检测模块检测车流量、车速和洞外亮度信息；

14、步骤2：判断隧道外车辆检测模块是否检测到有车辆即将驶入隧道，若否，则执行步骤3；若是，则执行步骤5；

15、步骤3：判断隧道内是否被检测到存在车辆，若否，则执行步骤4；若是，则执行步骤5。

16、步骤4：判断在第二预设时间t2内，隧道内外否被检测到存在车辆，若否，则下发调控命令使隧道照明灯具开启低能耗运行状态；若是，则执行步骤5。

17、步骤5：判断在第一预设时间t1内，是否对隧道内各分段照明灯具亮度做过调控，若否，则将所采集车流量、车速、洞外亮度，通过照明智能控制模块内置的照明亮度智能调节模型分析得到适用于隧道各分段的照明亮度值，并执行步骤6；若是，则保持当前的隧道照明灯具亮度调控状态不变。

18、步骤6：判断步骤5中通过照明智能控制模块内置的照明亮度智能调节模型分析得到的隧道各分段的照明亮度值与当前照明灯具的亮度值相比是否相同，若否，则利用隧道灯具控制单元对隧道各分段照明灯具亮度进行调控；若是，则保持当前的照明灯具亮度不变。

19、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

20、一个或多个处理器；

21、存储器，用于存储一个或多个程序，

22、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述高速公路隧道照明智能控制方法。

23、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述高速公路隧道照明智能控制方法。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、(1)本发明所述的一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法，通过预设时间间隔，减少了隧道内照明灯具的调控次数，延长了照明灯具的使用寿命；

26、(2)本发明所述的一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法，对检测装置、照明灯具等硬件设备发生故障的各种情况进行综合考虑，通过及时采取相应的应急措施来保证驾驶员的通行安全；

27、(3)本发明所述的一种高速公路隧道照明智能控制系统及方法，在隧道内未有车辆行经时，照明灯具采取低能耗运行状态；在隧道内有车辆行经时，照明灯具根据所提出的一种照明亮度调节模型对照明灯具亮度进行调控，实现按需照明，在保证驾驶员行车安全的同时，最大程度地减少能源消耗。

技术特征：

1.一种高速公路隧道照明智能控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高速公路隧道照明智能控制系统，其特征在于，所述车辆检测单元中的各检测模块为监控摄像头、激光雷达、毫米波雷达；

3.一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-2任一所述的高速公路隧道照明智能控制系统，所述方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述第一预设时间t1根据以下公式确定：

5.根据权利要求3所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述第二预设时间t2根据以下公式确定：

6.根据权利要求3所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述照明智能控制模块内置的照明亮度智能调节模型是预先训练完成的一种卷积神经网络-长短期记忆网络和注意力机制结合的模型，包括：

7.根据权利要求3所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述照明智能控制模块内置的照明亮度智能调节模型的训练步骤包括：

8.根据权利要求7所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法，其特征在于，所述步骤1中包括：根据相关标准计算各分段所需的照明亮度值，为每一个样本标注该样本在隧道各个分段所需的照明亮度。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求3-8任一所述的一种高速公路隧道照明智能控制方法。

技术总结本发明实施例公开了一种高速公路隧道照明智能控制系统和方法。其中，系统包括：车辆检测单元用于检测隧道内外是否有车辆；数据采集单元，用于实时采集车流量、车速和洞外亮度信息；主控制模块，用于接收车辆检测单元和数据采集单元所检测到的信息，并输入至照明智能控制模块进行处理分析；同时，将车辆检测单元、数据采集单元和照明灯具的故障信息发送至应急控制单元；隧道灯具控制单元，用于根据照隧道灯具亮度调控命令，分别对隧道各分段照明灯具的亮度进行调控。本实施例旨在保证安全的同时，减少高速公路隧道能源消耗。技术研发人员：李峰,代忠,回达鹏,柳昊亮,王磊,卢磊,罗文章,张于会,曹宏禄,赵建东,张伟,李宁,陈若青,杜刚,贺强,刘龙,李永娈,张万隆,翟猛,宋洪霞受保护的技术使用者：河北高速公路集团有限公司张涿分公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6