2022年隧道在城市網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，而隨著隧道的不斷增加，必然會(huì)衍生出一系列的問題。截止2016年底，中國(guó)公路隧道為15181座，總里程達(dá)14039.7km。雖然近年來，隧道照明發(fā)展很快，產(chǎn)生了多種智能調(diào)控的技術(shù)和方法[1]，但是在隧道照明智能調(diào)控系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用中卻不是很成熟。全國(guó)仍有大量的隧道照明用的還是固定照明系統(tǒng)，并且其中大多數(shù)燈具都還是高壓鈉燈，極大的浪費(fèi)了能源。因此建立一個(gè)隧道只能調(diào)控系統(tǒng)就變得尤為重要，能夠極大的減少人力和能源消耗。

? ? ??1國(guó)外研究現(xiàn)狀歐美等少數(shù)科技的國(guó)家從20世紀(jì)50年代就開始對(duì)隧道智能照明技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)，將人工控制的照明集成在一起形成協(xié)調(diào)、高效的集成智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人操作，極大地減少了人力資源。到了20世紀(jì)80年代，國(guó)際照明委員會(huì)制定了多項(xiàng)關(guān)于隧道照明的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與規(guī)范，形成了統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為隧道照明的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。其中1982年制定的標(biāo)準(zhǔn)《CIENo.30.2，1988》一直被世界各國(guó)廣泛的應(yīng)用。國(guó)外隧道的燈具和照明智能控制系統(tǒng)，并且研發(fā)了大量各具特色系統(tǒng)。澳大利亞邦奇電子推出的Dynalite照明智能系統(tǒng)、奇勝科技推出的C-Bus系統(tǒng)，美國(guó)路創(chuàng)公司推出的GRAFIK隧道照明控制系統(tǒng)等。特別是飛利浦公司創(chuàng)造的智能照明系統(tǒng)在家居、零售、辦公、建筑和城市景觀照明領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展已經(jīng)變得尤為成熟，為其他國(guó)家隧道照明的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)公路隧道照明的發(fā)展相對(duì)較晚，科技的發(fā)展的也比較落后，國(guó)外的產(chǎn)品和技術(shù)需要極長(zhǎng)的時(shí)間才能滲入國(guó)內(nèi)。
? ? ? ??直到21世紀(jì)，隧道照明的建設(shè)才通過參照國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，由交通部頒發(fā)并實(shí)施了第一部《公路隧道照明設(shè)計(jì)規(guī)范》。到2014年7月，再次頒布了《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》。兩部規(guī)范的實(shí)施極大地推進(jìn)了我國(guó)公路隧道照明的發(fā)展，隧道不再是只有高壓鈉燈照明、不再只有耗費(fèi)人力的人工控制以及。同時(shí)各地方依據(jù)規(guī)范均制定出復(fù)合其自身獨(dú)特環(huán)境和地理特性，極大的推進(jìn)和豐富了中國(guó)隧道照明的進(jìn)程和內(nèi)容[2]。
? ? ? ??2.1隧道智能調(diào)控算法從傳統(tǒng)人工控制到分級(jí)調(diào)控，公路隧道照明不斷充實(shí)，到今天的照明智能控制系統(tǒng)，隧道照明已經(jīng)越發(fā)成熟，為建設(shè)綠色的、節(jié)能的公路照明系統(tǒng)做出巨大了貢獻(xiàn)。當(dāng)前的智能控制系統(tǒng)通過采集現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)和交通參數(shù)之后建立參數(shù)模型，我們考慮的控制變量越來越多，控制算法越來越多樣化，隧道照明模型更加精準(zhǔn)、更加節(jié)能、更加高效。而且隨著無線傳感技術(shù)的高速發(fā)展，如Zigbee、藍(lán)牙、wifi等短距離低成本的無線傳感技術(shù)，使得隧道照明智能調(diào)控更加精確和高效[3]。應(yīng)用最多的智能調(diào)控系統(tǒng)為對(duì)洞外亮度、車速、以及車流量進(jìn)行建模的算法。
? ? ? ??2017年郭曉杰，方春平利用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，從而調(diào)節(jié)照明設(shè)備，對(duì)于LED燈具，可以實(shí)現(xiàn)隧道的無級(jí)調(diào)光。對(duì)于高壓鈉燈，則可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)光。2017年7月張德錢，洪遠(yuǎn)泉，周永明利用數(shù)學(xué)擬合，仿真分析了不同車速下的車流量、洞外亮度和隧道坡度變化對(duì)照明功率的影響。隧道照明的改造空間很大，智能控制系統(tǒng)的開發(fā)和完善對(duì)于交通的安全和節(jié)能有著重要的意義，為工程設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持和依據(jù)。
? ? ? ??2.2智能調(diào)控存在的問題王興平，史玲娜，涂耘在公路隧道系統(tǒng)性照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用思路中，設(shè)計(jì)了一種將太陽(yáng)能薄膜光伏遮光棚技術(shù)和LED無級(jí)調(diào)光技術(shù)相結(jié)合的綜合性照明節(jié)能思路，能夠極大的減少能源的消耗。對(duì)智能調(diào)控領(lǐng)域當(dāng)前仍存在許多未解決的細(xì)節(jié)，難以實(shí)現(xiàn)真正的全方位無人的、高效的智能照明。

具體問題如下：
（1）不同特點(diǎn)的隧道沒有相對(duì)應(yīng)的算法和控制系統(tǒng)。
（2）現(xiàn)有控制系統(tǒng)影響因素考慮不全面。
（3）隧道照明控制實(shí)時(shí)性差。
（4）隧道照明算法的多樣性沒有產(chǎn)生一個(gè)最優(yōu)的理論。3解決方案3.1模糊神經(jīng)控制系統(tǒng)下的分級(jí)調(diào)光系統(tǒng)模糊神經(jīng)控制系統(tǒng)是現(xiàn)在交通行業(yè)運(yùn)用比較廣泛的一個(gè)算法，在大量非線性問題中得到了成功運(yùn)用。此方案為實(shí)現(xiàn)隧道遠(yuǎn)程無人智能調(diào)控，并在云層大量突變條件下采用量級(jí)超過100的分級(jí)調(diào)控系統(tǒng)，從而解決隧道的盲視效應(yīng)、亮度跳級(jí)以及資源的浪費(fèi)。交通量的增加會(huì)使隧道照明的亮度增加；而行車速度和隧道的坡度能夠影響人的反應(yīng)時(shí)間；路面亮度影響駕駛員的視野。而洞口亮度s20是隧道洞內(nèi)亮度變化的主要因素。因此我們根據(jù)洞外亮度、車流量、車速以及隧道坡度、路面亮度等多因素條件下進(jìn)行模糊神經(jīng)系統(tǒng)建模。并且利用燈光檢測(cè)器對(duì)洞外s20進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)亮度發(fā)生較大變化時(shí)采用量級(jí)較大的分級(jí)調(diào)控[4]。

        3.2研究步驟
1）利用CAD畫出隧道，輸入隧道各參數(shù)進(jìn)行三維建模。
2）利用洞外亮度s20、車流量q、車速v以及隧道坡度d、路面亮度L這五個(gè)因素建立一個(gè)模糊神經(jīng)控制的函數(shù)即隸屬度函數(shù)。函數(shù)可選用三角形隸屬度函數(shù)，此函數(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單方便。
3）對(duì)大量的隧道數(shù)據(jù)進(jìn)行MATLAB仿真，得出一個(gè)上s20與四個(gè)變量的曲線關(guān)系。并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，查證可行性。
4）將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，利用公式D=a·L20（t）。D為隧道洞內(nèi)亮度，a為亮度系數(shù)，S20（t）為各因素影響下關(guān)于時(shí)間的控制函數(shù)，從而控制LED的無極調(diào)控。
5）通過對(duì)隧道進(jìn)行洞外亮度不同天氣（晴天，多云，少云，雨天，霧天）等多種情況下的s20檢測(cè)，從而確定一個(gè)分級(jí)調(diào)控的量級(jí)，并確定一個(gè)輸出時(shí)間和周期刷新率，提高控制的實(shí)時(shí)性。夏倩，黃長(zhǎng)久，李宏杰在公路隧道照明調(diào)光與行車安全分析中，利用云南楚大高速公路九頂山特長(zhǎng)隧道及西寧南繞城高速公路隧道群得出系統(tǒng)的調(diào)光間隔時(shí)間至少在2s以內(nèi)，調(diào)光的亮度等級(jí)達(dá)到100級(jí)以上?，F(xiàn)場(chǎng)的隧道照明控制通信系統(tǒng)采用ZigBee無線傳感技術(shù)。LED隧道燈采用上海三思最新制作的C0810—OC陶瓷像素隧道燈，其有雙透鏡設(shè)計(jì)，每顆像素包含2顆芯片。產(chǎn)品具有防潮、防水、通透散熱、每顆像素功率大，且易安裝、易拆卸、易維護(hù)等特點(diǎn)。遠(yuǎn)程智能調(diào)控系統(tǒng)位于監(jiān)測(cè)中心，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行通信和監(jiān)測(cè)。監(jiān)控中心可對(duì)隧道的所有參數(shù)和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，可以采集大量的實(shí)時(shí)隧道數(shù)據(jù)，便于后期的處理。并在發(fā)生事故時(shí)，監(jiān)控人員能及時(shí)通過該界面進(jìn)行緊急控制，使燈具亮度最大，從而便于對(duì)事故的處理和隧道的檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：智能調(diào)控；模糊神經(jīng)控制；無級(jí)調(diào)控；分級(jí)調(diào)控
參考文獻(xiàn)[1]張磊.基于交流LED光引擎的公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2017.
[2]楊顯立.基于WiFi的隧道照明無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華南理工大學(xué)，2013.
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[5]張德錢，洪遠(yuǎn)泉，周永明.公路隧道照明優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算方法研究[J].
隧道建設(shè)，2017，37（7）：803-807.

作者簡(jiǎn)介：黃澤（1994.07-），男，重慶人，職務(wù)/職稱：學(xué)生，學(xué)歷：本科，單位：重慶交通大學(xué)，研究方向：交通運(yùn)輸工程。