成功案例
Successful case

邢汾高速·天河山隧道——物聯網智能控制系統


1.項目概況


邢汾高速·天河山隧道,位于山西省和河北省交界處,是橫穿太行山脈的一條雙線山嶺隧道,全長約8.5km,屬于特長隧道。自2015年底正式運營以來,由于隧道照明控制以人工控制為主,能耗極大,給運營方帶來很大的壓力。

為解決現有照明控制方式的不足,確保隧道安全運營,提升隧道管理水平,以便更好地為司乘人員服務,經分析對比國內現有隧道照明控制技術,運營方選擇WF-IoT技術對天河山隧道照明系統進行安全與節能改造。


2 WF-IoT方案


現狀分析



經現場調研,天河山隧道的照明控制和管理主要采用“人工開關控制”和“分級調光控制”。


人工開關控制


安排專人負責隧道照明的管控,根據不同的氣候情況和時間段,決定開啟或關閉不同的照明回路。這種方式造成運營成本較高,需占用大量人力、物力資源。另外,人工控制存在隨意性大的問題,無法做到精確、統一管理和實時監控。


分級調光控制


“加強照明段”分為晴天、云天、陰天及重陰天四級調光;“基本照明段”分為白天和夜間、深夜三級調光。其基本原理是“采用部分亮燈或間隔亮燈的措施實現照度分級”。


這種調光控制將會引發以下問題:


  • 隧道路面容易形成斑馬線,擾亂駕駛員視線,導致行車安全隱患;

  • 極易因線路三相不平衡引發安全事故;

  • 隧道路面亮度的控制,無法根據交通量的變化進行調光。即:在洞外亮度變化時,因交通量的不同,會造成路面亮度過亮、浪費電能,或路面亮度明暗不均形成“斑馬線”或“黑洞/白洞”效應,這些因素都會造成行車安全問題。

另外,隧道內的照明系統為單一獨立系統,與通風系統、監控系統、交通管控系統、消防系統等其他系統不能聯動。一旦在隧道內發生交通事故或火災等緊急情況,照明無法根據實際狀況進行調節,不具備事故預警及應急能力,也不能為監控中心提供明亮清晰的監控畫面作為事件調查依據。


  • 改造思路


      天河山隧道改造的思路是“充分利用原有設施設備,重點突顯安全和節能,實現兩者完美結合”,具體來說:

      1)保留。保留原有的隧道照明燈具;保留原有的供配電系統、線纜、配電箱等照明基礎實施;

      2)新增。新增一套基于WF-IoT技術的無線智能照明控制系統,完善整個隧道的智能化控制;

      3)升級。將原有的普通LED隧道燈升級為可調光智能LED隧道燈;將原有人工控制系統,升級為自動化、遠程化的智能控制系統。


    實施過程


項目2018年底啟動,先后歷經調研論證、功能演示、需求分析與設計、硬件升級改造、軟件開發、聯調測試等階段,2019年6月正式進入試運行。在聯調測試期間,WF-IoT方案表現出了優良、可靠的控制效果,深受運營方好評。


  • 3 主要特色及效果

  • 01

    工程實現簡單

     全部采用無線自由組網通信,不布設控制線路,就近取電,不破壞隧道現有裝修,4人不到一周就完成了全部硬件施工與調試。


    02

    節能效果顯著


    項目運行以來,隧道照明質量比改造前有顯著改善,據運營方統計隧道電能消耗降低了20%以上。

    03

    抗干擾性強


    項目采用國家無線傳感網標準授權的780MHz頻段以及軍用擴頻技術,具有很好的抗干擾性。

      在將近1個月的試運行期間,WF-IoT沒有對隧道原有的WiFi、2G/3G/4G移動通信、無線對講等信號造成任何干擾。

    04

    高可靠性


      所有的WF-IoT硬件支持7×24小時不間斷運行。

      系統采用雙鏈路通信和云管控技術,即使隧道中斷,隧道原有的光纖以太網或移動通信網出現故障,基于WF-IoT的隧道智能控制系統仍能可靠工作。


05

智能化程度高


  項目實現了全自動、智能化、實時同步的調光控制,隧道照明的亮度可以隨隧道環境的變化而自動調整,整個過程不需要人工干預。

06

運維管理更簡單


  • 普通照明由人工開與關升級為智能化管理。

  • 通過管理終端可以對隧道任意區域的照明實現開、關或調光控制;

  • 隧道照明效果可以通過后臺配置;

  • 在線監測所有WF-IoT硬件的工作狀態,不用人工定期巡檢,即可及時維護;

  • 所有WF-IoT硬件支持“熱插拔”,檢修維護極為方便。

07

運豐富的擴展功能


  項目在隧道內建成了一個可以同時承載射頻識別(RFID)、實時定位(RTLS)和無線傳感(WSN)和智慧照明(AirLamp)等多種協議的WF-IoT物聯網絡。

  后期可以隨時植入智能傳感器、協議集成器、數據采集器、電子標簽等設備,即可實現能耗動態監測、數據采集、人員管理、應急定位、與隧道其他設備聯動等功能。

  另外,通過標準的API和WebSerice接口,可以與隧道內其他應用實現無縫融合,使250kbps(2Mbps)通信速率的WF-IoT物聯網絡資源得到充分利用。


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