[发明专利]基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统的方法，其特征在于，一种基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统，包括：交通状态感知系统、隧道运行状态判别模块、隧道控制系统、智能灯光预警控制模块、隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统；

所述交通状态感知系统的输出端，连接到所述隧道运行状态判别模块的输入端；所述隧道运行状态判别模块的输出端，连接到所述隧道控制系统的输入端；所述隧道控制系统的输出端，连接到所述智能灯光预警控制模块的输入端；所述智能灯光预警控制模块的输出端，分别与所述隧道洞口灯光软隔离系统、所述隧道侧壁照明系统和所述隧道疏散通道门灯光系统连接；

基于多源数据感知的公路隧道智慧灯光预警系统的方法包括以下步骤：

步骤1，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，并将采集到的交通状态信息实时上传给隧道运行状态判别模块；

其中，交通状态感知系统实时采集隧道的交通状态信息，具体包括：

高清卡口实时采集隧道的双向车道Δt时间长度的交通量DDHV；

视频事件检测系统，实时采集隧道不同点位的监控视频信息和事件信息；

火灾报警系统实时判断监测位置是否发生火灾，得到是否发生火灾的信息；

水位检测仪，实时采集监测位置的水位，并判断是否超过报警水位或者水位上升速率达到一定值，得到是否发生水患的信息；

步骤2，隧道运行状态判别模块实时接收到隧道的交通状态信息，并根据隧道的交通状态信息，得到隧道的运行状态；其中，隧道的运行状态包括两大类，分别为：非事故状态和事故状态；所述非事故状态包括：一般畅通状态、相对畅通状态、一般阻滞状态和严重阻滞状态；所述事故状态包括火灾状态、水淹状态、轻微交通事故状态和严重交通事故状态；

具体判别方法为：

步骤2.1，判断是否发生火灾和是否发生水患；如果发生火灾，则得到隧道的运行状态为火灾状态的结论；如果发生水患，则得到隧道的运行状态为水淹状态的结论；

如果既没有发生火灾，也没有发生水患，则执行步骤2.2；

步骤2.2，根据视频事件检测系统的监控视频，判断是否发生交通事故，如果没有发生，则执行步骤2.3；如果发生，则根据交通事故的严重程度，得到隧道的运行状态为轻微交通事故状态或严重交通事故状态的结论；

步骤2.3，根据高清卡口采集的车型数据及交通量数据，通过公式换算成标准车型的双向车道Δt时间长度的交通量DDHV：

DDHV＝Q₁+1.5Q₂+2.5Q₃+4Q₄

DDHV—双向车道Δt时间长度的交通量；

Q₁:双向小客车Δt时间长度的车辆数

Q₂:双向中型车Δt时间长度的车辆数

Q₃:双向大型车Δt时间长度的车辆数

Q₄:双向拖挂车Δt时间长度的车辆数

根据双向车道Δt时间长度的交通量DDHV，采用下式计算隧道当前交通运行饱和度F的值：

F＝DDHV/(N·C·f_p·f_f)

式中：

N—公路车道数；

C—单向车道Δt时间长度的基准通行能力；根据单向车道小时基准通行能力C*进行换算得到；

f_p—驾驶人总体特征修正系数，取值范围0.95～1.00

f_f—路侧干扰系数，高速公路取1.0；

步骤2.4，根据交通运行饱和度F，采用以下公式，确定隧道的各种非事故状态：

如果0F≤0.55，则隧道为一般畅通状态；

如果0.55F≤0.90，则隧道为相对畅通状态；

如果0.90F≤1.00，则隧道为一般阻滞状态；

如果1F，则隧道为严重阻滞状态；

步骤3，隧道运行状态判别模块，将判别得到的隧道的运行状态，发送给隧道控制系统；

隧道控制系统根据隧道的运行状态，得到对隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统的控制指令，并将控制指令发送给智能灯光预警控制模块，由智能灯光预警控制模块，对隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统进行相应控制；

其中：隧道控制系统根据隧道的运行状态，得到对隧道洞口灯光软隔离系统、隧道侧壁照明系统和隧道疏散通道门灯光系统的控制指令，具体为：

如果为火灾状态、水淹状态或严重阻滞状态，则：启动隧道洞口灯光软隔离系统，将隧道洞口关闭；对隧道侧壁照明系统的颜色进行控制，并最大频率闪烁，进行一级预警；控制隧道疏散通道门灯光系统的亮度进行加强显示；

如果为严重交通事故状态，则启动隧道洞口灯光软隔离系统，将隧道洞口关闭；对隧道侧壁照明系统的颜色进行控制，进行中等程度频率的闪烁，进行二级预警；控制隧道疏散通道门灯光系统的亮度进行正常显示；

如果为轻微交通事故状态，则关闭隧道洞口灯光软隔离系统，隧道洞口为打开状态；对隧道侧壁照明系统的颜色进行控制，进行中等程度频率的闪烁，进行二级预警；控制隧道疏散通道门灯光系统的亮度进行正常显示；

如果为一般畅通状态或相对畅通状态，则关闭隧道洞口灯光软隔离系统，隧道洞口为打开状态；控制隧道侧壁照明系统的颜色进行正常显示；控制隧道疏散通道门灯光系统的亮度为正常显示；

如果为一般阻滞状态，则间歇控制隧道洞口灯光软隔离系统，控制进入隧道的车辆；对隧道侧壁照明系统的颜色进行控制，进行低等程度频率的闪烁，进行三级预警；对隧道疏散通道门灯光系统的亮度进行加强显示。