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解决方案
IoT Solution

案例 | 邢汾高速·天河山隧道——物联网智能控制系统


1.项目概况


邢汾高速·天河山隧道,位于山西省和河北省交界处,是横穿太行山脉的一条双线山岭隧道,全长约8.5km,属于特长隧道。自2015年底正式运营以来,由于隧道照明控制以人工控制为主,能耗极大,给运营方带来很大的压力。

为解决现有照明控制方式的不足,确保隧道安全运营,提升隧道管理水平,以便更好地为司乘人员服务,经分析?#21592;?#22269;内现有隧道照明控制技术,运营方选择WF-IoT技术对天河山隧道照明系统进行安全与节能改造。


2 WF-IoT方案


现状分析



经现场调研,天河山隧道的照明控制和管理主要采用“人工开关控制”和“分级调光控制”。


人工开关控制


安排专人负责隧道照明的管控,根据不同的气候情况和时间段,决定开启或关闭不同的照明回路。这种方式造成运营成本较高,需占用大量人力、物力资源。另外,人工控制存在随意性大的问题,无法做到精确、统一管理和实时监控。


分级调光控制


“加强照明段”分为晴天、云天、阴天及重阴天四级调光;“基本照明段”分为白天和夜间、深夜三级调光。其基本原理是?#23433;?#29992;部分亮灯或间隔亮灯的措施实现照?#30830;?#32423;”。


这种调光控制将会引发以下问题:


  • 隧道?#35775;?#23481;易形成斑马线,扰乱驾驶员视线,导致行车安全隐患;

  • 极易因线路三相不平衡引发安全事故;

  • 隧道?#35775;?#20142;度的控制,无法根据交通量的变化进行调光。即:在洞外亮度变化?#20445;?#22240;交通量的不同,会造成?#35775;?#20142;度过亮、浪费电能,或?#35775;?#20142;度明暗不均形成“斑马线”或“黑洞/白洞”效应,这些因素都会造成行车安全问题。

另外,隧道内的照明系统为单一独立系统,与通风系统、监控系统、交通管控系统、消防系统等其他系统不能联动。一旦在隧道内发生交通事故或火灾等紧急情况,照明无法根据实?#39318;?#20917;进行调节,不具备事故预警及应急能力,也不能为监控?#34892;?#25552;供明亮清晰的监控画面作为事件调查依据。


  • 改造思路


      天河山隧道改造的思路是“充分利用原有设施设备,重点突显安全和节能,实现两者完美结合?#20445;?#20855;体来说:

      1)保留。保留原有的隧道照明灯具;保留原有的供配电系统、线缆、配电箱等照明基础实施;

      2)新增。新增一套基于WF-IoT技术的无线智能照明控制系统,完善整个隧道的智能化控制;

      3)升级。将原有的普通LED隧道灯升级为可调光智能LED隧道灯;将原有人工控制系统,升级为自动化、远程化的智能控制系统。


    实施过程


项目2018年底启动,先后历经调?#26032;?#35777;、功能演示、需求分析与设计、硬件升级改造、软件开发、联调测试等阶段,2019年6月正式进入试运行。在联调测?#20113;?#38388;,WF-IoT方案表现出了优良、可靠的控制效果,深受运营方好评。


  • 3 主要特色及效果

  • 01

    工程实现简单

     全部采用无线自由组网通信,不布设控制线路,就近取电,不破坏隧道现有装修,4人不到一周就完成了全部硬件施工与调试。


    02

    节能效果?#28798;?/strong>


    项目运行以来,隧道照明质量比改造前?#37026;灾?#25913;善,据运营方统计隧道电能消耗降低了20%以上。

    03

    抗干扰性强


    项目采用国家无线传感网标?#38469;?#26435;的780MHz频?#25105;约?#20891;用扩频技术,具有很好?#30446;?#24178;扰性。

      在将近1个月的试运行期间,WF-IoT没有对隧道原有的WiFi、2G/3G/4G移动通信、无线对讲等信号造成任何干扰。

    04

    高可靠性


      所有的WF-IoT硬件支持7×24小时不间断运行。

      系统采用双链路通信和云管控技术,即使隧道中断,隧道原有的光纤以太网或移动通信网出现故障,基于WF-IoT的隧道智能控制系统仍能可靠工作。


05

智能化程度高


  项目实现了全自动、智能化、实时同步的调光控制,隧道照明的亮度可?#36816;?#38567;道环境的变化而自动调整,整个过程不需要人工干预。

06

运维管理更简单


  • 普通照明由人工开与关升级为智能化管理。

  • 通过管理终端可以对隧道?#25105;?#21306;域的照明实现开、关或调光控制;

  • 隧道照明效果可以通过后台配置;

  • 在线监测所有WF-IoT硬件的工作状态,不用人工定期?#24067;歟?#21363;可及时维护;

  • 所有WF-IoT硬件支持“热插拔?#20445;?#26816;修维护极为方便。

07

运丰富的扩展功能


  项目在隧道内建成了一个可以同时?#24615;?#23556;频识别(RFID)、实时定位(RTLS)和无线传感(WSN)和智慧照明(AirLamp)等多?#20013;?#35758;的WF-IoT物联网络。

  后期可?#36816;?#26102;植入智能传感器、协议集成器、数据采集器、电子标签等设备,即可实现能耗动态监测、数据采集、人员管理、应急定位、与隧道其他设备联动等功能。

  另外,通过标准的API和WebSerice接口,可以与隧道内其他应用实现无缝融合,使250kbps(2Mbps)通信速率的WF-IoT物联网络资源得到充分利用。


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