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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 2217-2227.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.12.003
杜峰1, 姚俊豪2, *, 郑小龙2, 郑森财2
DU Feng1, YAO Junhao2, *, ZHENG Xiaolong2, ZHENG Sencai2
摘要: 为解决高速公路隧道照明系统中多因素模糊规则繁琐、能耗高、调光响应低及延时长等问题,设计一种基于改进多因素模糊控制算法与比例因子自整定(multi-factor fuzzy control-proportional factor self-tuning,MFC-PFS)的隧道智慧照明系统。首先,构建以洞外亮度和车流量为输入变量的模糊核心层及以车速和色温为输入变量的模糊修正层,通过核心层计算出洞内初始需求亮度,再利用修正层进行校准,实现双层模糊控制动态计算需求亮度。其次,通过模拟仿真试验证明: 双层模糊控制在满足隧道照明需求的情况下,可实现色温与需求亮度联动,模糊规则总数较传统单层策略减少了92%,且计算出的亮度更精确; 同分级调光相比,该方案节能率为22.7%。再次,为进一步优化隧道照明调光系统,引入基于模糊推理的自整定模块,自适应调整亮度偏差值及其变换率比例因子。最后,在Simulink环境下分别搭建传统PID控制器、模糊PID控制器及比例因子自整定的模糊PID控制仿真系统,并进行对比试验。结果表明: 模糊PID和自整定模糊PID并无超调量,节能效果较好; 相较于传统PID和模糊PID控制调光,自整定模糊PID的响应时间分别减少了12.3 s和2.8 s。改进后的自整定模糊PID控制系统具有更高精确度和更强稳定性,有效提升了隧道智慧照明效果。