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照明卫士

发布日期:2022-08-18  来源:   点击量:

负责人:何禄诚

1.荣誉或媒体报道

第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛中勇夺金奖。这是北工大首次荣获该项赛事金奖,也是北京市属高校在该赛事中的首金,受到北京电视台采访和报道,研究成果在中国教育电视台进行了专题报道。创业项目受到佛山照明(上市公司)、乾丰投资、科创资本、泰有基金等众多资本的关注。

研究成果荣获陕西省科学技术奖一等奖

中国交通运输协会一等奖

中国智能交通协会科学技术奖一等奖

中国公路学会科学技术奖三等奖

已授权2项欧美专利

9项国内发明专利

3项软件著作权

相关研究成果已经纳入了贵州省地方标准和行业团体标准

产品与技术于2016年进入了交通部的科技成果推广目录。

2.产品/服务简介

照明卫士——隧道智慧照明系统是一整套包括隧道照明灯具、照明质量监控、自适应调控、无监督式运行、无接触式超远调控等从灯具、监测、调控、反馈形成完整闭环的软硬件系统。

综合运用了最新的5G无线传输和工业互联网技术,实现了隧道本地化自动监测、调控和远程操控、巡检、数据分析等相结合的动态、精准、智慧化隧道照明调控目标。

在驾驶员驾驶视认功效不降低、保证运行安全的前提下,降低隧道照明耗电量和运营费用,减少灯具更换、维修频次,降低施工风险和施工费用以及施工对隧道通行的影响,很好地解决了隧道照明与隧道安全之间的矛盾,具有重大的经济和社会价值。

目前照明系统已在全国135座特长和长隧道中进行了应用,运行稳定良好,安全可靠,每年节省的运营成本超过一千万元,已经产生了巨大的经济和社会效益。产品和技术在北京冬奥会项目延崇高速妫水河、西羊坊、小河屯、张山营、松山等隧道进行了应用,在行业内引起了巨大反响。作为冬奥会重点建设项目和目前国内科技含量最高的高速公路项目,延崇高速采用了最新5G无线传输技术,全面支持无人驾驶,全线的交通安全设施等均代表了国内交通行业的最高科技水平。

3.团队介绍

项目研发团队依托北工大国家重点实验室,在城市建设学部胡江碧教授带领下,由多名硕博士参与,历经了15年积极探索。

整个团队特别能吃苦耐劳,勤奋好学,敢于挑战。团队气氛融洽,平等互助,充分发挥了各自积极性和创造性。

核心团队成员何禄诚博士从事道路交通行业17年,熟悉行业全产业链和行业亟待解决的社会痛点,不仅具备丰富的工程实践经验,通过博士阶段的学习还具备了扎实的理论基础,带领整个研发团队在隧道照明领域开拓创新。高小娟博士在北工大完成了硕博连读,一直从事与隧道照明理论和技术方向的研究,在课题组学习和研究长达六年,全程参与了从试验方案设计、数据分析与研究、技术研发、产品验证、工程示范等各个环节,真正做到了学以致用,产学研一体化。

该项目属于多学科交叉创新项目,研发团队诚邀了道路工程、计算机、机电、软件等方面的专家和工程师,并与浙江大学、长安大学、北京航空航天大学等相关研究团队充分交流,将理论研究与工程应用紧密结合,不断解决研发过程中的问题和困难,不断修正和完善照明系统。

4.核心竞争力

团队通过大量的室内外研究试验,首次系统建立了亮度色温双指标照明标准体系,研发了变色温灯具、边缘计算单元和调光控制器三大核心产品,采用云-边-端技术构建了隧道智慧照明系统,在光源变色温、智慧算法、调光策略等方面实现了核心技术突破。

灯具首次实现了色温从3000K-6500K无极变化,色温偏差≤200K,整灯光效110-140lm/W;一次压铸成型,散热效果好,螺钉无外露,防水等级IP67,灯具质保5年,符合隧道车辆高速行驶安全要求;高性能透光镀膜钢化玻璃,透光率达到97%;光束角为135°×90°,提高了光的利用率和路面均匀度,防眩光设计;使用时长不少于6万小时,较传统灯具寿命提升了至少20%以上,功能末期光衰不高于1.8%;二次节能,较传统LED灯具再节能18-25%;反向逻辑方式,遇到故障照明全亮,确保隧道的运行安全。

调光控制器采用了工业互联网和4G/5G双回路的设计,485总线控制,系统稳定性极大增强;独立线路设计,互不干扰,不仅支持变色温灯具的反逻辑调光,还兼容现有灯具正逻辑调光,系统安全性高,不至于整体失效;包含6路控制线路,每路支持60-80盏灯具,每路可同时控制黄、白两路光源;输出电压范围0-10V,弱电设计提高了安装、调控的安全性;工作电源100-250V/ 50Hz,无需单独配备电源。

边缘计算单元内嵌了最先进的调光控制策略,唯一实现了隧道的精细化、个性化调控的需求,不仅实现了人工照明和自然光环境的友好耦合,还极大地降低了隧道照明的能耗。即使在与隧道监控中心完全失去联系的情况下,仍能安全自主运行。同时,内嵌的自主学习人工智能模型,通过不断采集洞内外光环境技术参数,逐步脱离实体的亮度色温仪,解决现有亮度色温仪价格昂贵、性能不可靠的技术难点,打破国际相关企业的技术垄断,突破行业关键“卡脖子”技术瓶颈。

5.成长与展望

据世界卫生组织统计,每年有135万人死于道路交通事故。隧道是道路交通安全中的瓶颈路段,全球范围内62%的隧道事故与“白洞”“黑洞”“频闪”“眩光”等照明光环境质量密切相关。何禄诚所在的隧道照明光环境研究团队,在道路安全工程的研究中见到不少惨不忍睹的交通事故,深感道路安全责任重于泰山。同时,隧道路段是高速公路唯一具有电力供应路段,隧道照明能耗偏高,我国每年的隧道照明,就相当于480万人一年的用电量,其核心问题是灯具和控制系统技术落后。

为解决这一痛点,15年来,研究团队50多名师生的研究足迹遍布全国20多个省市隧道,试验研究行程1万多公里。为了完成隧道照明光环境的研究课题,项目团队曾走在海拔3千米的雪山上,穿过最漆黑的夜。

2015年“基于人因工程的公路照明光环境设置理论及关键技术研究”获得国家自然科学基金重点项目支持。

2016年软硬件系统测试研发成功,公司注册成立。

2017年初开始市场化推广。

2020年中标冬奥会项目延崇高速公路,荣获互联网+双创大赛全国总决赛金奖,极大提升了项目在行业内外的影响力。

对于公司未来的发展,何禄诚表示,他们将秉承“以中国智慧点亮世界隧道之光”的愿景,切实地提高隧道运行的安全性,降低隧道运营过程中的能耗,为实现中国对全世界承诺的“碳达峰、碳中和”贡献自己的一份力量。未来3年内将重点做好市场推广和产品服务,不断完善系统、持续进行研发,以隧道智慧照明为基础,研发其他相关的技术与产品,打造智慧隧道大系统。

6.创始人

何禄诚,北京工业大学2020届交通运输工程专业博士毕业生。自2004年大学本科毕业以来,他先后参与了69个高速公路建设项目的设计、咨询、审查等工作,总里程超过2000km。博士期间参与了2部行业规范编制、16项重大科研课题,参与了照明卫士系统研发、测试和工程应用等全过程。


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