本發(fā)明涉及交通管理，具體地說(shuō)，涉及一種基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的隧道控制器在當(dāng)今交通管理需求下存在諸多局限性。一方面，其功能單一，僅能對(duì)隧道中的照明燈等簡(jiǎn)單照明設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，無(wú)法滿足現(xiàn)代隧道管理對(duì)更多設(shè)備智能化控制的需求。另一方面，隨著車流量的增大和隧道管理情況的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)隧道控制器在數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制、設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性等方面的不足日益凸顯。具體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)隧道控制器存在以下問(wèn)題：

2、功能局限：只能實(shí)現(xiàn)基本的照明設(shè)備控制，無(wú)法對(duì)隧道內(nèi)的其他設(shè)備，如通風(fēng)設(shè)備、警示設(shè)備等進(jìn)行智能調(diào)控；智能化程度低：缺乏對(duì)隧道內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)感知和分析能力，不能根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致能源浪費(fèi)和管理效率低下；數(shù)據(jù)傳輸與遠(yuǎn)程控制能力不足：無(wú)法實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程控制，使得隧道管理人員難以隨時(shí)隨地對(duì)隧道控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控；可靠性和穩(wěn)定性問(wèn)題：由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備老化嚴(yán)重，容易出現(xiàn)故障，影響隧道的正常運(yùn)行，且維護(hù)成本高昂；不能適應(yīng)復(fù)雜的交通流量變化：無(wú)法根據(jù)交通流量的變化及時(shí)調(diào)整隧道內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行模式，容易導(dǎo)致交通擁堵和安全隱患。

3、在國(guó)產(chǎn)化設(shè)備適配方面，現(xiàn)有的隧道控制器往往依賴于國(guó)外的設(shè)備和技術(shù)，這在一定程度上限制了我國(guó)在隧道智能控制領(lǐng)域的自主發(fā)展。此外，國(guó)外設(shè)備的適配性和兼容性問(wèn)題也可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，增加了維護(hù)成本。

4、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的軟硬件層面，傳統(tǒng)隧道控制器的軟硬件系統(tǒng)可能存在安全漏洞，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，對(duì)隧道的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。同時(shí)，其軟硬件系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化程度較低，在信息安全保障方面存在隱患。

5、為了實(shí)現(xiàn)深度國(guó)產(chǎn)化與信創(chuàng)融合，關(guān)鍵設(shè)備率先實(shí)現(xiàn)鴻蒙化轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。鴻蒙系統(tǒng)作為我國(guó)自主研發(fā)的操作系統(tǒng)，具有分布式、安全可靠等優(yōu)勢(shì)。將隧道智能控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備如智能控制器、傳感器組件、執(zhí)行器組件等與鴻蒙系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的高效協(xié)同工作，提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性。在信息安全保障方面，鴻蒙系統(tǒng)具有強(qiáng)大的安全機(jī)制，能夠有效防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。通過(guò)采用鴻蒙系統(tǒng)，隧道智能控制系統(tǒng)可以更好地保護(hù)隧道內(nèi)的信息安全，確保隧道的安全運(yùn)行。

6、綜上所述，傳統(tǒng)的隧道控制器已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代隧道管理的需求，迫切需要一種基于穩(wěn)定國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)來(lái)解決這些問(wèn)題。該系統(tǒng)應(yīng)在國(guó)產(chǎn)化設(shè)備適配、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的軟硬件層面實(shí)現(xiàn)深度國(guó)產(chǎn)化與信創(chuàng)融合，關(guān)鍵設(shè)備率先實(shí)現(xiàn)鴻蒙化轉(zhuǎn)型，并具備強(qiáng)大的信息安全保障能力，以滿足現(xiàn)代隧道管理對(duì)智能化、安全可靠的要求。鑒于此，我們提出了一種基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題的解決，本發(fā)明的目的之一在于，提供了一種基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)，包括集成于鴻蒙系統(tǒng)架構(gòu)的智能控制器、傳感器組件、執(zhí)行器組件以及通信模塊；

3、其中，智能控制器連接傳感器組件和執(zhí)行器組件，并通過(guò)通信模塊與外部設(shè)備通信；

4、傳感器組件用于實(shí)時(shí)感知隧道內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、車速等；

5、執(zhí)行器組件用于根據(jù)智能控制器的指令，對(duì)隧道內(nèi)的外部設(shè)備進(jìn)行控制，如通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備和警示設(shè)備等；

6、通信模塊用于實(shí)現(xiàn)智能控制器與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程控制。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述智能控制器包括主控制單元mcu、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口、電源管理模塊和時(shí)鐘模塊；

8、主控制單元mcu是整個(gè)系統(tǒng)的核心，用于負(fù)責(zé)接收傳感器組件采集到的數(shù)據(jù)、執(zhí)行控制算法，并發(fā)出控制指令給執(zhí)行器組件；

9、存儲(chǔ)器與主控制單元mcu通過(guò)數(shù)據(jù)總線電連接，用于存儲(chǔ)控制算法、配置參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)等信息；主控制單元mcu可以直接讀取和寫(xiě)入存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，包括控制算法、配置參數(shù)；

10、輸入接口和輸出接口連接在主控制單元mcu和傳感器組件、執(zhí)行器組件、通信模塊之間；

11、電源管理模塊與主控制單元mcu電連接，用于對(duì)系統(tǒng)供電進(jìn)行管理和監(jiān)控，包括電壓穩(wěn)定、電流保護(hù)等功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作；

12、時(shí)鐘模塊與主控制單元mcu電連接，用于實(shí)時(shí)記錄事件發(fā)生的時(shí)間戳，保證系統(tǒng)具有準(zhǔn)確的時(shí)間參考。

13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸入接口和輸出接口包括模擬輸入、數(shù)字輸入/輸出、串口通信接口(如uart、spi、i2c)、以太網(wǎng)接口等。

14、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器組件包括視頻監(jiān)控傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、煙霧和火災(zāi)傳感器、車輛和行人檢測(cè)傳感器與光線和能見(jiàn)度傳感器；各個(gè)傳感器都和主控制單元mcu通過(guò)輸入接口和輸出接口連接；其中：

15、視頻監(jiān)控傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)部的交通情況和人員活動(dòng)；視頻監(jiān)控傳感器為攝像頭或攝像機(jī)陣列，覆蓋整個(gè)隧道區(qū)域，用于捕獲圖像或視頻；

16、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器用于監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氣體濃度等，有助于檢測(cè)異常情況，如火災(zāi)、泄漏或通風(fēng)不良等，并觸發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急措施；

17、煙霧和火災(zāi)傳感器用于檢測(cè)隧道內(nèi)部的煙霧和火焰，以及相關(guān)的溫度變化，一旦檢測(cè)到火災(zāi)或煙霧，系統(tǒng)將立即發(fā)出警報(bào)并采取相應(yīng)的措施，如啟動(dòng)滅火系統(tǒng)或向交通管理中心發(fā)送警報(bào)信息；

18、車輛和行人檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)隧道內(nèi)的車輛和行人流量，以監(jiān)測(cè)交通狀況并計(jì)算車輛密度和速度；車輛和行人檢測(cè)傳感器采用雷達(dá)、紅外線或光電傳感器；

19、光線和能見(jiàn)度傳感器用于監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的光線強(qiáng)度和能見(jiàn)度水平，有助于調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的照明和信號(hào)燈，以確保駕駛員和行人的安全。

20、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車輛和行人檢測(cè)傳感器中，檢測(cè)隧道內(nèi)的車輛和行人流量通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

21、s1、劃分檢測(cè)區(qū)域；

22、s2、識(shí)別車輛或行人的輪廓特征，確定車輛或行人通過(guò)的事件；

23、s3、設(shè)定時(shí)間間隔，統(tǒng)計(jì)每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的車輛或行人數(shù)量；

24、s4、采用計(jì)數(shù)器或累加器分別記錄車輛和行人的數(shù)量，得到該區(qū)域內(nèi)一定時(shí)段的車輛流量和行人流量。

25、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車輛和行人檢測(cè)傳感器中，檢測(cè)隧道內(nèi)車輛情況的算法包括：

26、車輛密度的計(jì)算算法：通過(guò)車輛和行人檢測(cè)傳感器在一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的車輛數(shù)量，結(jié)合隧道的有效檢測(cè)區(qū)域面積，使用如下公式來(lái)計(jì)算車輛密度：

27、ρ＝n/s

28、式中，ρ表示車輛密度，n表示檢測(cè)到的車輛數(shù)量，s表示有效檢測(cè)區(qū)域面積；

29、車輛速度變化的算法：利用車輛和行人檢測(cè)傳感器對(duì)車輛的連續(xù)檢測(cè)，獲取車輛在不同時(shí)間點(diǎn)的位置信息；通過(guò)計(jì)算相鄰時(shí)間點(diǎn)車輛位置的變化，除以時(shí)間間隔，得到車輛的速度；使用以下公式計(jì)算車輛的速度：

30、v＝(zt+1-zt)/δt

31、δt＝(t+1)-t

32、式中，v為速度，zt和zt+1分別為前一時(shí)刻和后一時(shí)刻的位置，δt為時(shí)間間隔，t和t+1分別為前一時(shí)刻和后一時(shí)刻的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；

33、然后，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以計(jì)算速度的平均值、最大值、最小值等指標(biāo)，以評(píng)估車輛速度的變化情況。

34、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光線和能見(jiàn)度傳感器中，光線的照度強(qiáng)度與能見(jiàn)度之間的關(guān)系基于大氣散射模型來(lái)計(jì)算，該模型考慮了光線在大氣中的散射和吸收效應(yīng)；具體來(lái)說(shuō)，能見(jiàn)度可以通過(guò)以下公式進(jìn)行估算：

35、

36、其中，v表示能見(jiàn)度，a和b是與大氣條件相關(guān)的常數(shù)，l表示照度強(qiáng)度；同時(shí)有：

37、l＝k·l+c

38、其中，k和c為根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定的系數(shù)，l為光線和能見(jiàn)度傳感器(205)的檢測(cè)值。

39、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述執(zhí)行器組件包括緊急按鈕、交通信號(hào)燈、火災(zāi)報(bào)警器和語(yǔ)音播報(bào)器；緊急按鈕、交通信號(hào)燈、火災(zāi)報(bào)警器和語(yǔ)音播報(bào)器都通過(guò)輸入接口和輸出接口連接主控制單元mcu。

40、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通信模塊包括無(wú)線局域網(wǎng)(wi-fi)、藍(lán)牙、zigbee、lte等模塊，所述通信模塊能將主控制單元mcu的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿淼揽刂浦行幕蚱渌O(shè)備，具有靈活性高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在隧道內(nèi)部覆蓋范圍廣泛。

41、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制算法至少包括：

42、設(shè)備故障診斷算法：對(duì)傳感器組件中各傳感器和執(zhí)行器組件中各執(zhí)行器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并提供故障診斷和預(yù)警信息；

43、異常情況處理算法：針對(duì)視頻監(jiān)控傳感器檢測(cè)到的異常情況，如交通事故、違規(guī)行為等，基于預(yù)設(shè)的方案數(shù)據(jù)，自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的處理措施，如通知相關(guān)部門、啟動(dòng)警示設(shè)備等；

44、通風(fēng)控制算法：依據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)到的溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)，智能控制通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行，保持隧道內(nèi)空氣的流通和質(zhì)量；

45、煙霧和火災(zāi)預(yù)警算法：利用煙霧和火災(zāi)傳感器的信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的煙霧和火焰情況，一旦檢測(cè)到異常，立即發(fā)出警報(bào)并啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急措施；

46、交通流量控制算法：基于車輛和行人檢測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算車輛密度和速度，從而調(diào)整交通信號(hào)燈的時(shí)間間隔，優(yōu)化交通流量；

47、照明控制算法：用于根據(jù)光線和能見(jiàn)度傳感器的數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的照明設(shè)備，以確保駕駛員和行人的安全。例如，根據(jù)光線強(qiáng)度和能見(jiàn)度水平，調(diào)整照明設(shè)備的亮度和開(kāi)啟數(shù)量；

48、能源管理算法：根據(jù)隧道內(nèi)的實(shí)際需求，結(jié)合電源管理模塊的運(yùn)行狀況，合理調(diào)配各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)能耗的最優(yōu)化，降低運(yùn)營(yíng)成本；

49、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)算法：通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測(cè)隧道內(nèi)環(huán)境參數(shù)和交通流量的變化趨勢(shì)，提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備措施。

50、本發(fā)明的目的之二在于，提供了一種控制平臺(tái)裝置，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)的控制步驟。

51、本發(fā)明的目的之三在于，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)的控制步驟。

52、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

53、1.該基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)中，通過(guò)將智能傳感器與鴻蒙系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)，鴻蒙系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口和驅(qū)動(dòng)程序，使得智能傳感器能夠高效、穩(wěn)定地與智能控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；鴻蒙系統(tǒng)的分布式架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)智能傳感器的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性；同時(shí)，鴻蒙系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和低延遲特性能夠確保智能傳感器的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)被處理和響應(yīng)，保障隧道智能控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行；

54、2.該基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)中，采用多樣化的通信方式，能夠在不同的環(huán)境和條件下實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)傳輸，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并且通過(guò)通信模塊，隧道管理人員可以隨時(shí)隨地通過(guò)遠(yuǎn)程終端對(duì)隧道控制系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，包括設(shè)備狀態(tài)查詢、報(bào)警處理、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整等功能，提高了管理的效率和便利性；隧道控制中心還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，并遠(yuǎn)程控制執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制；

55、3.該基于鴻蒙系統(tǒng)的隧道智能控制系統(tǒng)中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障或異常情況，確保隧道的安全運(yùn)行；通過(guò)對(duì)隧道內(nèi)部設(shè)備和環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能化管理和優(yōu)化運(yùn)行，例如根據(jù)交通流量和時(shí)間調(diào)節(jié)照明和通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行模式，以實(shí)現(xiàn)能耗的最優(yōu)化和資源的有效利用。