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原文传递隧道LED照明控制系统的研究

论文题名：	隧道LED照明控制系统的研究
关键词：	公路隧道;发光二极管灯;控制系统
摘要：	传统公路隧道照明采用“高压钠灯+手动控制”的方式，这种组合模式响应速度慢且无法根据实际照明需求进行实时调整，不但带来隧道行车安全隐患，同时浪费巨大电能，而保证行车安全是隧道照明布置中首要考虑因素。近年来，LED照明以其启动响应快、绿色、色差小等优越特性被广泛使用。如果利用智能控制将LED照明应用于公路隧道照明中，将很大程度改善传统照明的缺陷，提高隧道行车安全，而隧道LED照明也是目前隧道照明领域研究中最活跃的课题之一。本文从减少隧道行车安全隐患和节约电能出发，展开对一种隧道LED灯控制系统的研究。　　为了设计一种能与隧道内照明需求相匹配的节能照明系统，本文进行了以下工作：　　(1)对隧道“黑洞”和“白洞”效应进行分析，并指出隧道入口段和出口段巨大亮度差是行车安全隐患的主要诱因；阐述了路面亮度均匀度，闪烁等照明因素对行车安全的影响；同时提出，在现有《隧道照明设计细则》基础上加入实时车速数据可以更好的解决隧道亮度输出和实际需要的匹配问题，提高隧道行车安全性；最后基于上述分析完成了“LED+控制器+RS-485+智能算法”的系统总体设计。　　(2)设计了以PWM技术为基础的无级亮度调节灯控制器。利用Protel平台完成滤波电路、核心控制模块、控制恒流模块（LM3409HV芯片结合外围电路）的设计。　　(3)提出了“远程光纤+现场RS-485”的系统组网模式，利用实验的方法对RS-485在不同环境中通信距离进行试验，为设置中继器提供数据参考；设计了用户层通信协议，实现了系统控制指令高效准确的传输。　　(4)设计了手动，时序和智能系统控制模式。并重点对智能控制模式策略进行两层算法设计，第一层数据融合算法对采集的输入信号进行误差处理，并利用Matlab进行仿真；第二层亮度决策算法根据不同外部环境，对第一层融合后数据分配权值然后计算系统输出的亮度值，并进行了仿真。　　仿真结果表明，本文提出的隧道LED照明控制系统方案能较好改善隧道照明亮度和实际需求不匹配问题，实现按需照明，有助于提高行车安全。同时，由于采用了“绿色LED光源+智能控制系统”模式，节约了电能。
作者：	宋攀琨
专业：	车辆工程
导师：	林国庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文