公路隧道人工照明控制与节能研究

【摘要】：随着高速公路的快速发展,公路隧道已成为高速公路网的重要组成部分,隧道作为高速公路的特殊路段,其间的照明及控制对保障交通安全、提供驾驶员舒适的驾驶环境有着极其重要的作用。同时隧道照明费用也是隧道运营费用开支的最大项目之一,目前的隧道照明控制系统已经不能适应节能的需要,如何优化隧道照明控制并实施照明节能是提高交通安全、降低照明能耗的关键。因此,研究隧道照明系统的优化与节能控制对于公路隧道的建设和发展有着重要的理论价值和现实意义。 针对公路隧道的特殊性以及影响隧道照明质量的主要因素,研究公路隧道控制及节能方法,本文主要工作分为以下几个方面: (1)根据公路隧道照明的视觉特点,分析影响隧道照明质量的主要因素。并通过公路隧道照明节能现状,从照明灯具的选择、隧道照明的优化设计、照明控制方式等方面提出节能策略。 (2)通过研究选用LED作为照明光源,根据对LED光源特性的分析以及LED无级调光控制模式的选择,设计了一种基于DeviceNet现场总线技术的可调光控制系统,可实现根据隧道内外环境对LED光源进行亮度调节控制。并阐述了可调光控制系统的结构,采用模糊控制算法进行仿真研究。 (3)设计公路隧道照明控制系统,构建基于DeviceNet总线协议的两层网络结构,通过上位机系统对公路隧道照明控制系统进行实时监控,实现隧道照明的智能控制和节能研究。 【关键词】：隧道照明 节能 可调光控制器 DeviceNet现场总线
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U453.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 研究目标12
• 1.4 研究内容12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 2 公路隧道照明综述14-25
• 2.1 公路隧道照明设计要求14-16
• 2.1.1 隧道照明视觉特点14-15
• 2.1.2 公路隧道照明的要求15-16
• 2.2 影响隧道照明的因素16-21
• 2.2.1 亮度16-18
• 2.2.2 路面亮度及均匀度18-19
• 2.2.3 频闪效应19-21
• 2.3 公路隧道照明区段划分21-24
• 2.3.1 区段划分21-22
• 2.3.2 隧道各区段照明22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 公路隧道照明节能方法25-33
• 3.1 隧道照明节能现状25-26
• 3.1.1 隧道照明灯具和照明方法25
• 3.1.2 隧道照明的控制系统25-26
• 3.2 公路隧道照明节能方法26-32
• 3.2.1 降低洞口亮度、提高背景材料反射26-27
• 3.2.2 选择高效低能耗的照明灯具27-30
• 3.2.3 合理的灯具布设与照明配光30-31
• 3.2.4 供电方式31-32
• 3.2.5 优化照明控制方式32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 可调光控制系统设计33-51
• 4.1 LED无级调光控制模式33-34
• 4.1.1 LED调光控制模式33
• 4.1.2 LED无级调光模式33-34
• 4.1.3 PWM控制频率设计34
• 4.2 控制系统硬件设计34-40
• 4.2.1 电源电路35-36
• 4.2.2 驱动电路36-37
• 4.2.3 主控电路37-38
• 4.2.4 通讯电路38-40
• 4.3 控制系统软件设计40-50
• 4.3.1 CAN现场总线概述40-41
• 4.3.2 DeviceNet现场总线协议41
• 4.3.3 设备描述41-42
• 4.3.4 软件设计42-45
• 4.3.5 公路隧道照明模糊控制器设计45-48
• 4.3.6 仿真研究48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 公路隧道照明控制系统设计51-59
• 5.1 公路隧道照明控制方式51-52
• 5.1.1 手动方式51
• 5.1.2 时序控制方式51-52
• 5.1.3 自动实时控制方式52
• 5.2 公路隧道LED照明控制模型52-53
• 5.3 公路隧道照明控制系统结构53-54
• 5.4 公路隧道照明上位机系统实现54-58
• 5.5 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文64

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