隧道基于高速公路隧道照明监控任务书

摘要：伴随着隧道建设的迅速发展，监控、火灾报警系统等技术已经不断应用在当前的隧道发展当中，隧道中照明由于存在白洞、黑洞效应其成为了监控系统一个重要的方向，本文基于这一背景，研究分析了plc控制的高速公路隧道的照明监控系统，利用亮度自动控制方式实现不同亮度的灯具开启，这一研究对于隧道监控系统进一步发展有一定的意义。
关键词：自动控制方式；监控系统；亮度控制
Abstract: With the rapid development of tunnel construction, monitoring and fire alarm system technology he been used in the tunnel, due to the presence of a white hole, the black hole effect, tunnel lighting has become an important direction of monitoring system, this paper based on this background, research and analysis of PLC control of highway tunnel lighting control the system, using automatic brightness control to achieve different brightness of the lamp is opened, this research for tunnel monitoring system has a certain significance for further development.
Key words: automatic control; monitoring system; brightness control
1 引言
我国土地面积的的大部分是由山地、丘陵、高原等组成，由于社会的需求国内的公路隧道建设一直处于快速发展，当前的高速公路隧道更是进入了鼎盛时期，150千米以上的长大隧道更是出现在了西部高等级公路当中。伴随着隧道建设的迅速发展，监控、火灾报警系统等技术已经不断应用在当前的隧道发展当中，先进的隧道监控系统具有监测环境污染、火灾报警监控以及摄像状态控制等功能，而隧道中照明由于存在白洞、黑洞效应其研究一直都是监控系统中一个重要的方向，本文正是在这一背景下，研究分析了高速公路隧道的照明监控系统，这一研究对于隧道监控系统进一步发展有一定的意义。
2照明监控系统的控制

图1 国外的某隧道照明图
图1给出了国外的某隧道照明图，这一照明系统不仅解决了司机的安全隐患，同时做到了成本的节约满足了隧道照明技术的发展。下面将分析本文设计的照明监控系统的硬件部分。

2. 1照明设计的间断梯度

高速公路隧道的照明设计要求依据时间、地点、气候条件等不同满足隧道照明的不同需求，本文设计的自动控制照明将依据隧道内外的亮度方式，对比采光的结果得到照明回路的开关控制点，图2给出了隧道的分段照明间断梯度图。

图2 分段照明间断梯度图

2.2 照明调光控制

自动调光控制是在早期自动分级控制基础上发展而来的一直较为领先的技术，即依据外界的亮度不断为灯具系统进行不同亮度的调光，这就实现了照明均匀性的问题，当前实际应用中只有在高速公路隧道设计中采用了这种照明控制，但其独有的很多优势将会是未来隧道照明中的优选选择。

2.3计算平均亮度

高速公路隧道的照明监控系统应用光强监测器为亮度监测，故采用亮度计算，其不仅与照度有关还和观察点位置有关。研究分析表明驾驶员的注意力在前方60到160米之间，计算域内的横向计算点要大于5点，间距小于1m，且有隧道内灯具计算点产生亮度公式为：

（1）
上式为计算点b由灯具在h点产生的亮度，单位是；M是路面到灯中心的高度，单位是m；为计算点b灯具产生的光强值，单位是cd； 为亮度简化；为光入射面与观察面间角度，单位是；为灯具光线入射角，单位是。
亮度和可由下式累加得到，即得到的就是P点的亮度：
（2）
这样路面的平均亮度为：
（3）
由以上3个式子可以依次得到某段的平均亮度值，这样可以得到监控系统中的灯具的位置数量等。

2.4 照明监控中控制器

本文设计的控制系统将应用PLC作为核心实现，PLC抗干扰能力强、功能强度、外设连接方便。 本文应用S7系列PLC，该装置能用于较高的控制系统，可实现对输入、出点，对于照明监控的复杂系统，能足够满足设计要求。 应用的PLC控制工作方式具体依据图3所示。

图 2PLC控制工作方式

2.5地址分配

依据照明监控系统设计要求，本文设计的PLC地址分配如表1所示。
表1I/O分配表

3系统软件分析
本文的监控系统用PLC的STL和LAD实现语言程序的编写，通过对独立模块进行对应程序的编写，完成IO地址分配的实现，照明监控系统中分时段软件控制由图3所示。
图3监控系统中分时段流程图
依据上述流程图前述分析的IO地址分配，设计的PLC控制的照明系统在实践当中已经得到了较好的验证应用，结果表明这一亮度自动控制方式，在省电、稳定性、高效方面优势明显，具有很好的应用价值。
4 小结
本文设计的PLC监控照明系统对于不同时段亮度的自动控制方式，在高速公路隧道应用中灯具的设计作用明显，这一设计在节能的社会大环境下前景值得期待。
参考文献
钟震西.智能照明控制系统的研究[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2011(03)
王任杰.隧道照明调光系统的研究与应用[J]. 仪表技术. 2011(07)
[3]臧增辉,马小军,刘向,邱凡.基于PLC

源于：期刊论文www.udooo.com

的隧道照明控制系统[J]. 低压电器. 2010(07)
[4] 谢磊,刘静.高速公路隧道智能照明调控系统[J]. 中国交通信息产业. 2009(04)

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。