本文關(guān)鍵詞： 高速公路 隧道照明 LED 智能控制 調(diào)光 節(jié)能　出處：《北京交通大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：摘要：隨著高速公路隧道里程的延伸與隧道交通量的增加,由照明條件導(dǎo)致的隧道交通事故逐漸增多,良好的隧道安全照明已成為反映高速公路隧道安全運(yùn)營(yíng)的重要指標(biāo)。如何確定滿足交通安全需求的隧道照明亮度；如何實(shí)現(xiàn)隧道照明的智能控制；以及如何減少隧道照明的電能消耗,已成為交通行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文基于隧道交通安全照明,圍繞隧道LED (Light Emitting Diode)照明智能控制與節(jié)能開(kāi)展研究。具體工作如下： (1)基于《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》,提出了出口過(guò)渡段設(shè)計(jì)概念,并搭建了隧道實(shí)驗(yàn)環(huán)境模型。通過(guò)研究《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》,確定了隧道模型的具體尺寸；改進(jìn)了隧道照明段組成,利用出口過(guò)渡段概念,修正了出口段的亮度；設(shè)計(jì)了改進(jìn)后隧道各照明段的亮度與燈具布置間距等照明參數(shù)。 (2)提出了基于車(chē)速與車(chē)流量的隧道LED照明智能調(diào)光優(yōu)化補(bǔ)償算法,確定了隧道LED照明智能控制策略。研究并建立了占空比與亮度的關(guān)系；研究了車(chē)速與車(chē)流量變化引起的隧道照明亮度變化關(guān)系,并對(duì)隧道照明亮度進(jìn)行了補(bǔ)償；推導(dǎo)了隧道白日與夜間的LED調(diào)光算法,確定了隧道LED照明的智能控制策略。 (3)基于Zigbee無(wú)線通信技術(shù)研發(fā)了隧道LED照明智能控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)功能需求,確定了隧道LED照明智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；基于Zigbee無(wú)線通信研發(fā)了車(chē)載照度采集裝置、調(diào)光控制系統(tǒng)；基于C#.NET研發(fā)了隧道LED照明管理系統(tǒng)；根據(jù)數(shù)據(jù)通信的需求與特點(diǎn)確定了Zigbee無(wú)線通信協(xié)議。 (4)分析了隧道外亮度(L20(S))變化,隧道內(nèi)車(chē)速(V)與車(chē)流量(N)不變；L20(S)與N變化,V不變；L20(S)與V變化,N不變；以及L20(S)、V與N均變化四種情況使用算法優(yōu)化前后隧道的亮度與電能消耗,驗(yàn)證了調(diào)光算法的有效性。分析了車(chē)載照度采集裝置與隧道模型設(shè)計(jì)亮度的誤差。通過(guò)對(duì)四種情況下使用算法優(yōu)化前后的亮度與電能消耗進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明：同時(shí)考慮隧道外亮度、隧道內(nèi)車(chē)速與車(chē)流量變化的影響時(shí),LED調(diào)光算法不僅能滿足隧道安全照明需求,且能有效的節(jié)約節(jié)能,節(jié)能百分比達(dá)28.07%。
[Abstract]:Absrtact: with the extension of highway tunnel mileage and the increase of tunnel traffic volume, tunnel traffic accidents caused by lighting conditions are increasing gradually. Good tunnel safety lighting has become an important index to reflect the safe operation of highway tunnel. How to determine the luminance of tunnel lighting to meet the traffic safety requirements; How to realize the intelligent control of tunnel lighting; And how to reduce the power consumption of tunnel lighting has become a key problem to be solved in traffic industry. This paper is based on tunnel traffic safety lighting. Research on the intelligent control and energy saving of tunnel LED light Emitting Diode. the specific work is as follows: 1) based on the Design Code for ventilation and Lighting of Highway Tunnel, the design concept of exit transition section is put forward, and the tunnel experimental environment model is built. The specific dimensions of the tunnel model are determined. The composition of the tunnel lighting section is improved and the brightness of the exit section is modified by using the concept of the exit transition section. The illumination parameters such as luminance and luminaire arrangement are designed. (2) the intelligent dimming and compensation algorithm of tunnel LED lighting based on speed and vehicle flow is proposed, the intelligent control strategy of tunnel LED lighting is determined, and the relationship between duty cycle and brightness is studied and established. The relationship between the change of tunnel lighting brightness caused by the change of speed and vehicle flow is studied, and the luminance of tunnel lighting is compensated. The LED dimming algorithm of tunnel day and night is deduced, and the intelligent control strategy of tunnel LED lighting is determined. (3) based on Zigbee wireless communication technology, the tunnel LED lighting intelligent control system is developed. According to the functional requirements of the control system, the tunnel LED lighting intelligent control system structure is determined. Based on Zigbee wireless communication, a vehicle illumination acquisition device and dimming control system are developed. Based on C#.NET, the tunnel LED lighting management system is developed. According to the requirements and characteristics of data communication, the Zigbee wireless communication protocol is determined. (4) the variation of luminance L20 (S) outside the tunnel is analyzed, and the velocity of vehicle (V) and the flow rate (N) in the tunnel are not changed. L20 S) and N changed without change of V; L20 S) and V change N do not change; As well as the L20 Schion V and N changes, the algorithm is used to optimize the brightness and power consumption of the tunnel before and after. The validity of the dimming algorithm is verified. The luminance error between the vehicle illumination acquisition device and the tunnel model is analyzed. The luminance and power consumption before and after optimized by the algorithm are tested in four cases. The results show that the LED dimming algorithm can not only meet the demand of tunnel safety lighting, but also save energy effectively. The percentage of energy saving is 28.07%.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U453.7

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本文編號(hào)：1459397