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

1、隨著我國高速公路的快速發(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“長明”的照明狀態(tài)，這樣就造成了電能的巨大浪費。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)來實現(xiàn)節(jié)能的目的。
　　本課題來源于吉林省交通廳重大項目《基于環(huán)境感知的高速公路隧道及服務區(qū)照明節(jié)能與智慧控制技術(shù)研究應用》，其研究成果將應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，特長隧道2座，長隧道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景，進行軟件仿真，在滿足我國現(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，給出在不同時間與環(huán)境條件下隧道中各個照明段落的設定亮度值。在隧道實際應用中，由于天氣和環(huán)境的變化、個別燈具的損壞以及燈具光衰等因素的影響，會使實際亮度值很難近似等于設定亮度值，這就會對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)光算法來解決實際亮度值達不到設定亮度值的問題。具體方法是由安裝在隧道內(nèi)的攝像機和照度計組成的照度測量系統(tǒng)

4、實時檢測路面的實際亮度值，根據(jù)該系統(tǒng)檢測的實際亮度值與以隧道照明規(guī)范為基礎計算的設定亮度值的差值，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)平臺下，采用C/C++編程語言進行軟件實現(xiàn)。在算法設計與軟件實現(xiàn)完成后，為了驗證該算法的有效性和可靠性，在實驗室進行了實驗，實驗結(jié)果顯示該PID閉環(huán)反饋調(diào)光算法達到了智慧控制的效果。