【城市隧道照明控制探究】城市隧道照明设计规范

时间：2019-05-26 03:25:33　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：以公路隧道照明标准为依据，通过对现有数据的分析，研究了城市隧道照明控制标准，同时提出两种自动控制策略时间模式和照明控制策略，提出的策略后可以保证隧道内部照度差在合适的范围之内。最后在神经网络和模糊控制的理论上，建立了智能控制模型，通过此模型可以智能的控制隧道内部的灯组。
　　关键词：城市隧道，照明控制策略，照度，城市隧道照明
　　Abstract： To road tunnel lighting standards based, through the analysis of existing data, studies of the city tunnel lighting control system designed urban structure of the tunnel lighting control systems, and lighting control system in on the various hardware and software for the Xuan type, proposed use of the configuration functions provided by the king 6.52 corresponding test on the equipment, the lighting control system to ensure the normal communication.
　　Keywords： City tunnel, illumination control stategy, illuminance, City tunnel illumination
　　中图分类号： U491.5+3文献标识码：A文章编号：
　　1.概述
　　随着城市交通网络的发展，由于地面空间有限，城市交通向立体方向发展已成为一种趋势，向上发展的高架路、立交桥不仅影响城市美观，而且把汽车尾气、噪声扩散到整个空间，而向下发展的城市隧道避免了上述确点，因此越来越多的城市隧道建立起来，由于隧道为地下建筑物，在隧道照明工程设计中，存在如下突出问题：（1）、在白天汽车从外部进入隧道的时候，由于隧道内外的亮度存在差别，如果隧道内部照明不够充分，车辆从外部进入时会产生“黑洞”和“黑框”现象，车辆进入隧道后，司机从一个明亮的环境进入到相对黑暗的环境，需要一段时间来适应，这就给司机带来一定的心理压力，如果隧道照明设计不恰当容易发生交通事故。（2）、在夜晚的情况与白天恰恰相反，司机从一个相对黑暗的环境进入到一个相对明亮的环境，如果亮度差别太大，也会给司机造成一定的心理压力，容易发生交通事故。如果隧道内部出现事故就相对难处理一点，由于隧道空间有限，这无疑就给本来压力重重的城市交通带来更大的不便，所以如何合理的控制城市隧道的灯光就显得尤其重要。
　　2隧道照明的基础计算及控制方法
　　2.1基础计算
　　隧道照明分入口段、过渡段、中间段和出口段四部分，其中入口段计算最为代表性，本节以入口段为例。关于隧道的照明标准，现行的《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999）提供了一个的城市隧道照度的依据，本论文以该规范为依据，计算如下：
　　首先计算入口段的亮度：
　　Lth=k·L20（s）——①
　　式中Lth：入口段亮度（cd/m2）；k：入口段亮度折减函数（与设计时速和交通量有关，查表）；L20（s）：洞外亮度（cd/m2 ）；
　　将亮度转换为照度（按沥青路面，发光强度1cd的光源可放射出15~22Lx/cd·m2的光通量），可得如下公式：
　　Eth=（18~22）·Lth（s）——②
　　式中Eth：入口段照度（Lx）；
　　入口段长度：——③
　　Dth=1.154Ds-[（h-15）/tan10°]
　　式中Dth：入口段长度（m）；Ds：照明停车视距（m）（与纵坡、设计时速有关）；h：洞内净空高度（m）。
　　2.2控制方法
　　通过上述计算，在明确隧道入口段的照度和长度后，查阅隧道灯具的产品样本，设计出灯具的布置方式，灯具按线路配电，分为基本照明和加强照明，在设计合理的前提下，加强照明的回路分的越细越好。
　　隧道基本照明灯具为全天24小时常开，加强照明灯具则根据隧道内外的亮度差开启或关闭；本文提出的时间控制策略和照度控制策略，实现隧道照明的只能控制。
　　3城市隧道照明控制策略
　　3.1工程概况
　　广州市金穗路隧道位置广州市天河区，金穗路与猎德大道的交叉处，隧道东西方向下穿猎德大道，其中隧道东西方向敞开段长度分别为200米、210米，暗埋段230米，隧道内限制行车速度在60km/h以下；双车道单向交通，为城市次干道；
　　通过与运营管理部门的沟通和现场调查，制定了在隧道照明系统中制定智能控制策略，使照明控制子系统可以在制定的策略下智能的控制隧道内部的灯组，保证隧道内外的照度差在合理的范围之内。
　　（1）、时间模式控制策略
　　广州市金穗路隧道入口段灯组分布为：入口段左右各3组一共6组；根据季节和天气的不同，在每天不同时段开启不同组数的灯组保证内外照度差在一个合理的范围内。
　　表1所述的控制模式，通过PLC自动控制配电出线回路的开启，PLC从控制策略库中搜索时间控制策略表，开启相应的灯具组。
　　
　　
　　上表所述的各种模式可以在通过设定相应的预案来实现，并且可以根据需要随时改变预案的内容。
　　2）照度控制策略
　　区别与上述时间控制模式，照度控制模式的核心是：根据安装在隧道入口处一内一外两个照度仪采集到的照度值，通过PLC计算，比较两个数据的差，动态的调整灯组的开和关。
　　广州市金穗路隧道，隧道入口处左右两边各有3组灯组。设定4个照度差阈值， YZ1. 1, YZ1.2和YZ2. 1, YZ2. 2（其中YZ1.1 p m（处于拥挤状态时），取a =0，即qi （t）主要决定于路段i+1状态。其qi （t）由上式可映射为：
　　qi （t）=h[p i （t），vi （t），pi+1 （t），vi+1 （t） ]
　　式中：qi （t），p i （t） , vi （t）分别为路段i在t时刻的交通流量，交通密度，车流空间平均速度。
　　把公路隧道化分为N段，每段内各交通变量认为是均一的.守恒方程揭示了如下非线性映射：
　　p i （t）=f [ p i （t-1） ,qi-1（t-1） ,qi （t-1） ]
　　动态平均速度v （x, t）不可能瞬时地跟随p （x, t）的变化，一旦路段划分确定后，下面的离散方程可表示其动态关系：
　　vi （t）=g[vi （t-1），vi-1（t-1），P i+1 （t-1），p i （t-1）]
　　4结束语
　　在城市公路隧道照明系统的智能控制模型中应考虑以下几个方面：车流量、车速、隧道内照度、隧道外照度。上文主要阐述了交通流车流量预测模型的建立，为照明智能模型的建立奠定了基础。本文采用模糊控制与神经网络相结合的办法建立模型对城市公路隧道照明系统进行控制。选用“结构等价型”方式，将神经网络与模糊系统融合，即根据模糊系统的结构，决定等价结构的神经网络，使其每个节点对应模糊系统的一部分，模糊化或模糊推理等过程；综上所述，建立了一个基于神经网络和模糊控制的智能控制模型，该模型以内外照度、车流量和车速为输入，以灯组的控制模式为输出。这样才能使隧道的照明功能更好地为城市交通服务。
　　参考文献
　　JTJ 026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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