اتصال متقدم وموثوق وخالي من الكابلات لإضاءة أنفاق الطرق والسكك الحديدية

الأنفاق الحديثة تتطلبإضاءة عالية الموثوقية، والتحكم لمسافات طويلة، وضبط الرؤية في الوقت الحقيقي دون إضافة كابلات اتصال معقدة. Aحل إضاءة الأنفاق المعتمد على PLCيحقق ذلك من خلال إرسال إشارات التحكم مباشرة عبر موصلات الطاقة الموجودة، مما يضمن أداء قويا حتى في بيئات النفق القاسية ذات الإشارة المنخفضة.

تقدم هذه المقالة بنية إضاءة أنفاق PLC مفصلة تركز على الهندسة المناسبة لالطرق السريعة الذكية، وأنفاق السكك الحديدية، وأنظمة المترو، والممرات تحت الأرض، والأنفاق الصناعية لمسافات طويلة.

1. نظرة عامة على الحل

يوفر نظام إضاءة النفق PLCشبكة إضاءة كاملة، مركزية، يتم التحكم بها عن بعد، وتكيفيةتستخدم نفس خطوط التيار المتردد التي تشغل المصباحات.

الوظائف الأساسية الرئيسية

✔ لا حاجة لأي كابلات اتصال —جميع إشارات التحكم تسير على خطوط الطاقة
✔ الأعمال الشاملة بشكل موثوقالمسافات الطويلة، أنفاق متعددة الكيلومترات، وظروف تفوق الكهرومغناطيسية الصاخبة
✔ كاملتعتيم عن بعد، الجدولة، والتحكم في المشاهدمن منصة مركز التحكم (CCP)
✔الإضاءة التكيفية الذكاء الاصطناعيباستخدام حساسات الرؤية النفقية وحساسات الضوء
✔الحكم الذاتي المحليعندما يفقد الاتصال، مما يضمن إضاءة آمنة
✔ ثنائي الاتجاهاكتشاف الأخطاء، تقارير الصيانة، وقياس الطاقة
✔ يدعم جميع أنواع التعتيم:وحدات تعتيم من 0 إلى 10 فولت، PWM، تعتيم التعريف المباشر، أو وحدات تعتيم خطوط الطاقة

تقلل هذه البنية بشكل كبير من تكلفة التركيب، وتحسن السلامة، وتقلل من عبء العمل في التشغيل والنحية.

2. مكونات النظام (الأجهزة + الأدوار المنطقية)

2.1مركز PLC / بوابة

مركز الاتصالات الرئيسي يقع في محطة فرعية للنفق أو غرف التحكم.

الوظائف

• حقن إشارات PLC على خطوط الطاقة
• يدير العناوين، والتوجيه، وتقسيم المناطق
• جسر شبكة PLC مع CCP عبرالإيثرنت، الألياف الضوئية، أو 4G/5G
• دعم محسن لمشغلات الخطأقسام طويلة منخفضة النسبة إلى الضوضاء
• يشرف على جميع وحدات التحكم الحلقية ووحدات التحكم العازلية

2.2 وحدة تحكم الحلقة (وحدة تحكم الحلقة)

وحدة تحكم أساسية لكل جزء من النفق.

الميزات

• الأدواتطوبولوجيا الحلقةللتكرار (مسار A/B)
• يوجه الأوامر إلى وحدات تعتيم وعوازل
• يحافظ علىالمنطق المحليإذا فقد الاتصال ب CCP
• يدعم التنفيذ السريع للمشاهد المحلية
• تجميع الإنذارات، والقياسات عن بعد، واستهلاك الطاقة

2.3 DTU — وحدة نقل البيانات

للأنفاق الطويلة أو البيئات الضوضائية الشديدة.

الوظائف

• جسور PLC–PLC لمداخل الأنفاق البعيدة
• يشمل مكررات PLC، وظائف المودم، وتكييف الإشارة
• يربط مداخل الأنفاق البعيدة بمركز CCP الرئيسي

2.4 وحدة تحكم العازل

يمنع النفق بالكامل من الفشل بسبب مشكلة في دائرة واحدة.

القدرات

• المقاطع خطوط التغذية الطويلة
• يقوم بعزل كهربائي للدوائر المعطلة
• حماية حاملي PLC معمصائد الخط + المرشحات
• يبلغ عن صحة الدوائر ورموز الأعطال في الوقت الحقيقي

2.5 مفتاح تعتيم الضوء / وحدة تعتيم محلي

يستخدم عندما لا تحتوي تعريفات LED على تعتيم مدمج.

الوظائف

• التحكم في تعتيم المرحلة الكهربائية المضمنة
• تعتيم ناعم من 0–100٪
• بنيت لمصابيح الأنفاق عالية القدرة

2.60–10 فولت / PWMبرنامج تشغيل LED قابل للتعتيم

ينفذ تعتيم LED بناء على تحكم PWM/0–10V أو التحكم في خط الطاقة.

المتطلبات

• خرج خال من الوميض
• تحمل عالي للتيار الكهربائي لشبكة الأنفاق
• THD منخفض، PFC مرتفع

2.7 مستشعر الرؤية الذكاء الاصطناعي + حساس الضوء

يوفر إضاءة متكيفة متقدمة.

وظائف مستشعر الرؤية الذكاء الاصطناعي

• يكتشف عدد المركبات والكثافة
• يقيس السرعة
• يحدد حركة الطوارئ أو الحركة الثابتة
• تقديرات رؤية النفق (ضباب، دخان، سطوع)

وظائف مستشعر الضوء

• قياس إضاءة الأنفاق في الوقت الحقيقي
• يعمل مع مستشعر الذكاء الاصطناعي لضبط السطوع
• يساعد في الحفاظ على توحيد الإضاءة من أجل السلامة

2.8 وحدات التيار والمرشح / موصلات PLC

ضروري للحفاظ على سلامة الإشارة.

الأدوار

• الحماية من الاندفاعات العالية
• تحسين نسبة الضوضاء في مستوى PLC باستخدام مكثفات الاقتران
• تقليل الضوضاء باستخدام مرشحات تمرير النطاق وأجهزة الاختناق في الوضع المشترك

3. مبادئ التصميم للأنفاق الطويلة والبيئات ذات الإشارة المنخفضة

3.1 تقسيم النفق إلى مناطق PLC قصيرة

• المقاطع الموصى بها من 200 إلى 500 متر
• لكل مقطع وحدة تحكم حلقة خاصة به
• يضمن مقاومة النوبة العالية أقوى والعزل المحلي

3.2 استخدام طوبولوجيا الحلقة / الحلقة

• يتجنب الفشل في نقطة واحدة
• تمكين إعادة توجيه مسار A/B
• يضمن استمرارية الاتصال حتى مع تلف الكابل

3.3 تكييف الإشارة

• موصلات PLC عند لوحات التوزيع
• تقوم مرشحات تمرير النطاق بإزالة ضوضاء VFD
• المؤرض + موانع الاندفاع تقلل من التداخل

3.4 خوارزميات الاتصال المتينة

• كشف أخطاء CRC
• ملاحظات ACK/NACK
• يضمن FEC خفيف الوزن سلامة الرسائل حتى في الأنفاق المزدحمة

3.5 الحكم الذاتي المحلي من أجل السلامة

إذا تدهورت الاتصالات الشبكية، فإن وحدات التحكم المحلية:

• حافظ على مستوى السطوع الآمن الأخير
• استخدم المشاهد المخزنة مؤقتا
• تابع بيانات المستشعرات المحلية
• حافظ على قوانين الطوارئ نشطة

هذا يضمن إضاءة آمنة مستمرة.

4. سير عمل الاتصالات والتحكم

4.1 التشغيل العادي (الوضع المركزي)

1. ترسل CCP مشاهد إضاءة (مثل "كثافة المركبات عالية").
2. يقوم مركز PLC بحقن أوامر المشهد في المقطع الصحيح من PLC.
3. يقوم Loop Controller بتوجيه الأوامر عبر الحلقة.
4. تتلقى وحدات التحكم العازل ووحدات التعتيم مستويات تعتيم.
5. تقوم المصابيح بضبط الخرج (0–10 فولت، PWM، أو تعتيم الطاقة).
6. يعود التأكيد/الحالة إلى CCP.
7. يقوم مستشعر الرؤية الذكاء الاصطناعي بتحديث بيانات حركة المرور والرؤية باستمرار.

4.2 وضع الاتصال منخفض الإشارة / تدهور

إذا انخفض معدل الضوضاء في الإشارة إلى الإشارة أو ضعف قناة PLC:

• تنتقل وحدة تحكم الحلقة إلى الوضع الذاتي المحلي
• يتبع مشاهد إضاءة السلامة المحددة مسبقا
• تحاول وحدات DTU استعادة الاتصال
• يقوم CCP بتسجيل تدهور صحة الأنفاق وإرسال تنبيهات

4.3 سير عمل عزل الأعطال

1. يكتشف وحدة تحكم العازل تيارا غير طبيعي، أو قصيرا، أو خط مفتوح.
2. يعزل المجموعة المتأثرة تلقائيا.
3. يرسل رمز الخطأ إلى CCP (معرف العمود / معرف اللمصباح).
4. يستمر النظام في العمل دون تأثر في المناطق الأخرى.

4.4 الإضاءة التكيفية الذكاء الاصطناعي

يقوم الذكاء الاصطناعي وأجهزة استشعار الضوء بتقييم:

• الرؤية
• كثافة حركة المرور
• انخفاض مفاجئ في السطوع
• المركبات المتوقفة

يقوم النظام بضبط السطوع وفقا لذلك:

• حركة المرور العالية → سطوع موحد أعلى
• حركة المرور الخفيفة → ملف توفير الطاقة
• مشاكل الرؤية → التحسين التلقائي

5. المزايا الرئيسية لإضاءة أنفاق PLC

توفير التكاليف

✔ لا حاجة إلى كابلات اتصال
✔ الحد الأدنى من العمل في التركيب
✔ ممتاز لتجديد الأنفاق

موثوقية عالية

✔ يعمل حتى في البيئات الصاخبة والطويلة المدى
✔ طوبولوجيا الحلقة الزائدة
✔ الوضع المحلي الذاتي

السلامة والرؤية

✔ تعديل السطوع المدفوع الذكاء الاصطناعي في الوقت الحقيقي
✔ انتقالات تعتيم ناعمة
✔ تجاوز طارئ فوري

الإدارة الذكية

✔ كشف الأعطال لكل ضوء
✔ الجدولة السحابية
✔ مراقبة الطاقة والتشخيص

6. التطبيقات

• أنفاق الطرق السريعة
• أنفاق المترو والسكك الحديدية
• أنفاق مواقف السيارات تحت الأرض
• خطوط الأنابيب الصناعية
• أنفاق التعدين
• الأنفاق العسكرية والملاجئ