一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统的制作方法

1.本发明涉及隧道照明技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统。


背景技术：

2.城市轨道交通为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统，依据城市交通总体规划的要求，设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路，以列车或单车形式，运送相当规模客流量的公共交通方式，城市轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染又安全等特点，属绿色环保交通体系，特别适应于大中城市，随着我国轨道交通的不断发展，其将最终形成运输保障能力强大、战略支撑有力、运输服务高效、资源环境友好的功能完善、服务一流、绿色环保的现代化铁路网。在基础设施布局方面，具有推进干线铁路、城际铁路、市郊铁路、城市轨道交通融合发展，构建高质量发展的铁路网络和综合交通枢纽建设的重要意义；经检索，中国专利号cn113203061a公开了一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统，该发明虽然无需将照明灯拆除就可对照明灯进行清洁，从而表面了污渍堆积影响照明，进而提升了照明灯的照明效率，降低了清洁的工作难度，但是无法直观地将车辆行驶信息反馈给工作人员，同时无法及时反馈存在障碍物的轨道或隧道；此外，现有的城市轨道交通智能隧道照明的控制系统照明装置故障检测效率低下，且需人工进行检测，为此，我们提出一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统，包括照明模块、备用照明装置、功率转换器、角度变换器、位置采集模块、环境采集模块、显示模块、故障反馈模块以及终端控制模块；其中，所述照明模块用于给隧道提供亮光以供火车、动车以及地铁正常行驶；所述备用照明装置用于替代损坏的照明模块，并给隧道提供亮光；所述功率转换器用于接收终端控制模块发送的调节指令，并对照明模块以及备用照明装置亮度进行调节；所述角度变换器用于接收行驶车辆基本信息，并对照明模块以及备用照明装置照射角度进行调整；所述位置采集模块用于采集车辆位置信息，同时将采集到的位置信息发送给部分子模块；所述环境采集模块用于采集隧道内部环境信息，并进行记录分析；
所述故障反馈模块用于实时接收照明模块以及备用照明装置的运行状态，并进行异常分析；所述终端控制模块用于接收各组数据并对照明模块以及备用照明装置进行分类控制；所述显示模块用于接收各子模块传输的数据，并将各组数据通过数模转换后进行显示反馈。
5.作为本发明的进一步方案，所述环境采集模块记录分析具体步骤如下：步骤一：环境采集模块与遥感卫星通信连接，同时依据遥感卫星发送的遥感信息构建相对应的隧道模型，之后将各隧道模型坐标与地图坐标进行核对纠错；步骤二：同时环境采集模型接受工作人员上传的轨道信息，并通过无人机以及监控摄像头定期对各隧道内外环境信息进行采集，之后依据收集到的轨道信息以及环境信息构建各组轨道模型以及环境模型；步骤三：将轨道模型以及环境模型拼接至相对应的隧道模型中，并实时对各组三维模型进行更新，同时对轨道模型以及环境模型进行监测，若轨道或隧道环境存在障碍物，则向相关工作人员进行反馈，同时提示相对应的车辆进行减速或停止运行。
6.作为本发明的进一步方案，所述终端控制模块分类控制具体步骤如下：步骤（1）：接收各组车辆位置信息，同时将其在相对应的轨道模型中进行标记，之后对该车辆与隧道之间的距离进行监测，并将监测结果在三维模型中进行标记；步骤（2）：终端控制模块与外部光源传感器同时连接，并将外部光源传感器采集的环境光变化转换为数字量，同时依据转换后的数字量判断外部光源亮度；步骤（3）：若外部光源过亮，终端控制模块对功率转换器输出功率进行取样，同时通过闭环对功率转换器的输出功率调小，同时照明模块或备用照明装置依据功率转换器调整后的输出功率降低亮度；步骤（4）：若外部光源过暗，终端控制模块对功率转换器输出功率进行取样，同时通过闭环对功率转换器的输出功率调大，同时照明模块或备用照明装置依据功率转换器调整后的输出功率提高亮度。
7.作为本发明的进一步方案，所述故障反馈模块异常分析具体步骤如下：第一步：故障反馈模块构建故障分析网络，并对该故障分析网络进行训练优化，同时实时接收照明模块以及备用照明装置的输出功率；第二步：故障分析网络将接收到的数据转换为二进制数据，并通过归一化处理将各组数据转换至0到1区间内，之后通过方差系数对转换完成的数据进行特征降维，并对降维后的数据进行判断；第三步：若特征降维后的数据方差系数越大，则表示照明模块以及备用照明装置运行正常，若特征降维后的数据方差系数越小，则表示照明模块以及备用照明装置运行异常，同时将运行异常的装置位置发送给距离最近且空闲的维修人员。
8.作为本发明的进一步方案，所述故障分析网络训练优化具体步骤如下：s1：故障分析网络收集装置运行参数以构建模拟数据集，并选取一个模拟数据作为验证数据，并重复多次使用该验证数据来验证该测试该故障分析网络的精度；s2：对于每一组模拟数据，选取任意一个子集作为测试集，再取剩余子集作为训练
集，并对每组数据都进行一次预测，并将预测结果最好的数据作为最优参数输出；s3：依据最优参数对训练数据集进行标准化处理，最后将训练数据集输送到故障分析网络中进行迭代训练，同时依据每次的训练结果绘制对应分析曲线图，工作人员可依据分析曲线图对该故障分析网络进行调整修改。
9.作为本发明的进一步方案，所述显示模块显示反馈具体步骤如下：p1：显示模块接收三组模型后，并将三组模型进行图像化处理，同时将其反馈给工作人员查看，同时工作人员通过外部输入设备选择需要查看的隧道信息；p2：若存在异常的照明模块以及备用照明装置，显示模块则将其反馈给工作人员，并实时显示该装置维修人员信息以及维修进度。
10.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：1、本发明通过环境采集模块构建相对应的隧道模型，之后将各隧道模型坐标与地图坐标进行核对纠错，同时环境采集模型接受工作人员上传的轨道信息，并定期对各隧道内外环境信息进行采集，之后依据收集到的轨道信息以及环境信息构建各组轨道模型以及环境模型，同时通过显示模块将构建的各组模型反馈给工作人员，同时终端控制模块接收各组车辆位置信息，同时将其在相对应的轨道模型中进行标记，并依据外部光照信息控制功率转换器的输出功率以调整照明装置亮度，同时对环境模型以及轨道模型进行实时监测，若轨道或隧道环境存在障碍物，则向相关工作人员进行反馈，同时提示相对应的车辆进行减速或停止运行，同时工作人员通过显示模块查看照明装置维修人员信息以及维修进度，能够更加直观地将车辆行驶信息反馈给工作人员，同时能够对反馈存在障碍物的轨道或隧道，降低意外发生概率，保护驾驶人员以及乘客安全；2、本发明设置有故障反馈模块，故障反馈模块构建故障分析网络，同时实时接收照明模块以及备用照明装置的输出功率，故障分析网络将接收到的数据转换为二进制数据，并通过归一化处理将各组数据转换至0到1区间内，之后通过方差系数对转换完成的数据进行特征降维，并对降维后的数据进行判断，若特征降维后的数据方差系数越大，则表示照明模块以及备用照明装置运行正常，若特征降维后的数据方差系数越小，则表示照明模块以及备用照明装置运行异常，同时将运行异常的装置位置发送给距离最近且空闲的维修人员，通过构建故障分析网络，能够大幅提高照明装置故障检测效率，同时无需人工进行检测，节省人力以及时间。
附图说明
11.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
12.图1为本发明提出的一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统的系统框图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
14.实施例1参照图1，一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统，包括照明模块、备用照明
装置、功率转换器、角度变换器、位置采集模块、环境采集模块、显示模块、故障反馈模块以及终端控制模块。
15.其中，照明模块用于给隧道提供亮光以供火车、动车以及地铁正常行驶；备用照明装置用于替代损坏的照明模块，并给隧道提供亮光。
16.功率转换器用于接收终端控制模块发送的调节指令，并对照明模块以及备用照明装置亮度进行调节。
17.角度变换器用于接收行驶车辆基本信息，并对照明模块以及备用照明装置照射角度进行调整。
18.位置采集模块用于采集车辆位置信息，同时将采集到的位置信息发送给部分子模块。
19.环境采集模块用于采集隧道内部环境信息，并进行记录分析。
20.具体的，环境采集模块与遥感卫星通信连接，同时依据遥感卫星发送的遥感信息构建相对应的隧道模型，之后将各隧道模型坐标与地图坐标进行核对纠错，同时环境采集模型接受工作人员上传的轨道信息，并通过无人机以及监控摄像头定期对各隧道内外环境信息进行采集，之后依据收集到的轨道信息以及环境信息构建各组轨道模型以及环境模型，再将轨道模型以及环境模型拼接至相对应的隧道模型中，并实时对各组三维模型进行更新，同时对轨道模型以及环境模型进行监测，若轨道或隧道环境存在障碍物，则向相关工作人员进行反馈，同时提示相对应的车辆进行减速或停止运行。
21.故障反馈模块用于实时接收照明模块以及备用照明装置的运行状态，并进行异常分析。
22.具体的，故障反馈模块构建故障分析网络，并对该故障分析网络进行训练优化，同时实时接收照明模块以及备用照明装置的输出功率，故障分析网络将接收到的数据转换为二进制数据，并通过归一化处理将各组数据转换至0到1区间内，之后通过方差系数对转换完成的数据进行特征降维，并对降维后的数据进行判断，若特征降维后的数据方差系数越大，则表示照明模块以及备用照明装置运行正常，若特征降维后的数据方差系数越小，则表示照明模块以及备用照明装置运行异常，同时将运行异常的装置位置发送给距离最近且空闲的维修人员，通过构建故障分析网络，能够大幅提高照明装置故障检测效率，同时无需人工进行检测，节省人力以及时间。
23.需要进一步说明的，故障分析网络收集装置运行参数以构建模拟数据集，并选取一个模拟数据作为验证数据，并重复多次使用该验证数据来验证该测试该故障分析网络的精度，同时对于每一组模拟数据，选取任意一个子集作为测试集，再取剩余子集作为训练集，并对每组数据都进行一次预测，并将预测结果最好的数据作为最优参数输出，再依据最优参数对训练数据集进行标准化处理，最后将训练数据集输送到故障分析网络中进行迭代训练，同时依据每次的训练结果绘制对应分析曲线图，工作人员可依据分析曲线图对该故障分析网络进行调整修改。
24.实施例2参照图1，一种城市轨道交通智能隧道照明的控制系统，包括照明模块、备用照明装置、功率转换器、角度变换器、位置采集模块、环境采集模块、显示模块、故障反馈模块以及终端控制模块。
25.终端控制模块用于接收各组数据并对照明模块以及备用照明装置进行分类控制。
26.具体的，终端控制模块接收各组车辆位置信息，同时将其在相对应的轨道模型中进行标记，之后对该车辆与隧道之间的距离进行监测，并将监测结果在三维模型中进行标记，同时终端控制模块与外部光源传感器同时连接，并将外部光源传感器采集的环境光变化转换为数字量，同时依据转换后的数字量判断外部光源亮度，若外部光源过亮，终端控制模块对功率转换器输出功率进行取样，同时通过闭环对功率转换器的输出功率调小，同时照明模块或备用照明装置依据功率转换器调整后的输出功率降低亮度，若外部光源过暗，终端控制模块对功率转换器输出功率进行取样，同时通过闭环对功率转换器的输出功率调大，同时照明模块或备用照明装置依据功率转换器调整后的输出功率提高亮度。
27.显示模块用于接收各子模块传输的数据，并将各组数据通过数模转换后进行显示反馈。
28.具体的，显示模块接收三组模型后，并将三组模型进行图像化处理，同时将其反馈给工作人员查看，同时工作人员通过外部输入设备选择需要查看的隧道信息，若存在异常的照明模块以及备用照明装置，显示模块则将其反馈给工作人员，并实时显示该装置维修人员信息以及维修进度，能够更加直观地将车辆行驶信息反馈给工作人员，同时能够对反馈存在障碍物的轨道或隧道，降低意外发生概率，保护驾驶人员以及乘客安全。
29.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。