基于PID閉環(huán)反饋的隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，隧道已經(jīng)成為高速公路中必不可少的一部分。然而，我國(guó)大多數(shù)高速公路的隧道照明無論在白天還是夜晚、無論有車無車通過、無論隧道內(nèi)光照效果好壞，均處于24小時(shí)“長(zhǎng)明”的照明狀態(tài)，這樣就造成了電能的巨大浪費(fèi)。近年來新建的隧道中，也有少數(shù)隧道采用了一些控制方法，比如遼寧省的通丹高速中有幾個(gè)隧道，就采用依據(jù)有車無車信息，調(diào)節(jié)隧道照明亮度，起到了節(jié)省一些電能的作用，但是其控制方法單一，節(jié)能幅度還不夠大。因此，我們需要研究出新

2、的隧道照明智慧控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
　　本課題來源于吉林省交通廳重大項(xiàng)目《基于環(huán)境感知的高速公路隧道及服務(wù)區(qū)照明節(jié)能與智慧控制技術(shù)研究應(yīng)用》，其研究成果將應(yīng)用到鶴大高速公路吉林省內(nèi)路段的隧道節(jié)能控制系統(tǒng)中。吉林省鶴大高速公路現(xiàn)有18座待建隧道，均為分離式隧道。其中，特長(zhǎng)隧道2座，長(zhǎng)隧道12座，中隧道3座，短隧道1座。
　　本文首先通過DIALux照明仿真軟件模擬高速公路隧道場(chǎng)景，進(jìn)行軟件仿真，在滿足我國(guó)現(xiàn)有高速公路隧道

3、照明規(guī)范的前提下，確定出隧道中各段最佳的布燈方式和布燈間距;根據(jù)仿真結(jié)果與新規(guī)范的要求，給出在不同時(shí)間與環(huán)境條件下隧道中各個(gè)照明段落的設(shè)定亮度值。在隧道實(shí)際應(yīng)用中，由于天氣和環(huán)境的變化、個(gè)別燈具的損壞以及燈具光衰等因素的影響，會(huì)使實(shí)際亮度值很難近似等于設(shè)定亮度值，這就會(huì)對(duì)隧道中的行車安全造成威脅。本文研究出了一種基于PID閉環(huán)反饋的調(diào)光算法來解決實(shí)際亮度值達(dá)不到設(shè)定亮度值的問題。具體方法是由安裝在隧道內(nèi)的攝像機(jī)和照度計(jì)組成的照度測(cè)量系統(tǒng)

4、實(shí)時(shí)檢測(cè)路面的實(shí)際亮度值，根據(jù)該系統(tǒng)檢測(cè)的實(shí)際亮度值與以隧道照明規(guī)范為基礎(chǔ)計(jì)算的設(shè)定亮度值的差值，采用PID閉環(huán)反饋調(diào)光算法，使該差值快速減小，直到近似等于設(shè)定值為止。
　　本文中采用的PID閉環(huán)反饋調(diào)光算法是在Visual Studio2008的開發(fā)平臺(tái)下，采用C/C++編程語言進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)。在算法設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)完成后，為了驗(yàn)證該算法的有效性和可靠性，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該P(yáng)ID閉環(huán)反饋調(diào)光算法達(dá)到了智慧控制的效果。