本发明涉及交通管理，具体地说，涉及一种基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统。
背景技术：
1、传统的隧道控制器在当今交通管理需求下存在诸多局限性。一方面，其功能单一，仅能对隧道中的照明灯等简单照明设备进行开关控制，无法满足现代隧道管理对更多设备智能化控制的需求。另一方面，随着车流量的增大和隧道管理情况的日益复杂，传统隧道控制器在数据传输、远程控制、设备可靠性和稳定性等方面的不足日益凸显。具体来说，传统隧道控制器存在以下问题：
2、功能局限：只能实现基本的照明设备控制，无法对隧道内的其他设备，如通风设备、警示设备等进行智能调控；智能化程度低：缺乏对隧道内环境参数的实时感知和分析能力，不能根据实际情况自动调整设备运行状态，导致能源浪费和管理效率低下；数据传输与远程控制能力不足：无法实现与外部设备的数据交换和远程控制，使得隧道管理人员难以随时随地对隧道控制系统进行有效的管理和监控；可靠性和稳定性问题：由于使用时间较长，设备老化严重，容易出现故障，影响隧道的正常运行，且维护成本高昂；不能适应复杂的交通流量变化：无法根据交通流量的变化及时调整隧道内的设备运行模式，容易导致交通拥堵和安全隐患。
3、在国产化设备适配方面，现有的隧道控制器往往依赖于国外的设备和技术，这在一定程度上限制了我国在隧道智能控制领域的自主发展。此外，国外设备的适配性和兼容性问题也可能导致系统运行不稳定，增加了维护成本。
4、联网系统的软硬件层面，传统隧道控制器的软硬件系统可能存在安全漏洞，容易受到网络攻击，对隧道的安全运行构成威胁。同时，其软硬件系统的国产化程度较低，在信息安全保障方面存在隐患。
5、为了实现深度国产化与信创融合，关键设备率先实现鸿蒙化转型至关重要。鸿蒙系统作为我国自主研发的操作系统，具有分布式、安全可靠等优势。将隧道智能控制系统中的关键设备如智能控制器、传感器组件、执行器组件等与鸿蒙系统进行深度融合，能够实现设备之间的高效协同工作，提高系统的整体性能和可靠性。在信息安全保障方面，鸿蒙系统具有强大的安全机制，能够有效防止数据泄露和恶意攻击。通过采用鸿蒙系统，隧道智能控制系统可以更好地保护隧道内的信息安全，确保隧道的安全运行。
6、综上所述，传统的隧道控制器已无法适应现代隧道管理的需求，迫切需要一种基于稳定国产系统的隧道智能控制系统来解决这些问题。该系统应在国产化设备适配、联网系统的软硬件层面实现深度国产化与信创融合，关键设备率先实现鸿蒙化转型，并具备强大的信息安全保障能力，以满足现代隧道管理对智能化、安全可靠的要求。鉴于此，我们提出了一种基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，包括集成于鸿蒙系统架构的智能控制器、传感器组件、执行器组件以及通信模块；
3、其中，智能控制器连接传感器组件和执行器组件，并通过通信模块与外部设备通信；
4、传感器组件用于实时感知隧道内的环境参数，如温度、湿度、车速等；
5、执行器组件用于根据智能控制器的指令，对隧道内的外部设备进行控制，如通风设备、照明设备和警示设备等；
6、通信模块用于实现智能控制器与外部设备之间的数据交换和远程控制。
7、作为本技术方案的进一步改进，所述智能控制器包括主控制单元mcu、存储器、输入接口、输出接口、电源管理模块和时钟模块；
8、主控制单元mcu是整个系统的核心，用于负责接收传感器组件采集到的数据、执行控制算法，并发出控制指令给执行器组件；
9、存储器与主控制单元mcu通过数据总线电连接，用于存储控制算法、配置参数以及历史数据等信息；主控制单元mcu可以直接读取和写入存储器中的数据，包括控制算法、配置参数；
10、输入接口和输出接口连接在主控制单元mcu和传感器组件、执行器组件、通信模块之间；
11、电源管理模块与主控制单元mcu电连接，用于对系统供电进行管理和监控，包括电压稳定、电流保护等功能，确保系统稳定可靠地工作；
12、时钟模块与主控制单元mcu电连接，用于实时记录事件发生的时间戳，保证系统具有准确的时间参考。
13、作为本技术方案的进一步改进，所述输入接口和输出接口包括模拟输入、数字输入/输出、串口通信接口(如uart、spi、i2c)、以太网接口等。
14、作为本技术方案的进一步改进，所述传感器组件包括视频监控传感器、环境监测传感器、烟雾和火灾传感器、车辆和行人检测传感器与光线和能见度传感器；各个传感器都和主控制单元mcu通过输入接口和输出接口连接；其中：
15、视频监控传感器用于实时监测隧道内部的交通情况和人员活动；视频监控传感器为摄像头或摄像机阵列，覆盖整个隧道区域，用于捕获图像或视频；
16、环境监测传感器用于监测隧道内的环境参数，如温度、湿度、气体浓度等，有助于检测异常情况，如火灾、泄漏或通风不良等，并触发相应的应急措施；
17、烟雾和火灾传感器用于检测隧道内部的烟雾和火焰，以及相关的温度变化，一旦检测到火灾或烟雾，系统将立即发出警报并采取相应的措施，如启动灭火系统或向交通管理中心发送警报信息；
18、车辆和行人检测传感器用于检测隧道内的车辆和行人流量，以监测交通状况并计算车辆密度和速度；车辆和行人检测传感器采用雷达、红外线或光电传感器；
19、光线和能见度传感器用于监测隧道内的光线强度和能见度水平，有助于调节隧道内的照明和信号灯，以确保驾驶员和行人的安全。
20、作为本技术方案的进一步改进，所述车辆和行人检测传感器中，检测隧道内的车辆和行人流量通过如下步骤实现：
21、s1、划分检测区域；
22、s2、识别车辆或行人的轮廓特征，确定车辆或行人通过的事件；
23、s3、设定时间间隔，统计每个时间间隔内通过检测区域的车辆或行人数量；
24、s4、采用计数器或累加器分别记录车辆和行人的数量，得到该区域内一定时段的车辆流量和行人流量。
25、作为本技术方案的进一步改进，所述车辆和行人检测传感器中，检测隧道内车辆情况的算法包括：
26、车辆密度的计算算法：通过车辆和行人检测传感器在一定时间内检测到的车辆数量，结合隧道的有效检测区域面积，使用如下公式来计算车辆密度：
27、ρ＝n/s
28、式中，ρ表示车辆密度，n表示检测到的车辆数量，s表示有效检测区域面积；
29、车辆速度变化的算法：利用车辆和行人检测传感器对车辆的连续检测，获取车辆在不同时间点的位置信息；通过计算相邻时间点车辆位置的变化，除以时间间隔，得到车辆的速度；使用以下公式计算车辆的速度：
30、v＝(zt+1-zt)/δt
31、δt＝(t+1)-t
32、式中，v为速度，zt和zt+1分别为前一时刻和后一时刻的位置，δt为时间间隔，t和t+1分别为前一时刻和后一时刻的时间节点；
33、然后，对一段时间内的速度数据进行统计分析，可以计算速度的平均值、最大值、最小值等指标，以评估车辆速度的变化情况。
34、作为本技术方案的进一步改进，所述光线和能见度传感器中，光线的照度强度与能见度之间的关系基于大气散射模型来计算，该模型考虑了光线在大气中的散射和吸收效应；具体来说，能见度可以通过以下公式进行估算：
35、
36、其中，v表示能见度，a和b是与大气条件相关的常数，l表示照度强度；同时有：
37、l＝k·l+c
38、其中，k和c为根据实际情况设定的系数，l为光线和能见度传感器(205)的检测值。
39、作为本技术方案的进一步改进，所述执行器组件包括紧急按钮、交通信号灯、火灾报警器和语音播报器；紧急按钮、交通信号灯、火灾报警器和语音播报器都通过输入接口和输出接口连接主控制单元mcu。
40、作为本技术方案的进一步改进，所述通信模块包括无线局域网(wi-fi)、蓝牙、zigbee、lte等模块，所述通信模块能将主控制单元mcu的数据传输到隧道控制中心或其他设备，具有灵活性高、安装方便等优点，在隧道内部覆盖范围广泛。
41、作为本技术方案的进一步改进，所述控制算法至少包括：
42、设备故障诊断算法：对传感器组件中各传感器和执行器组件中各执行器的运行数据进行分析，及时发现设备故障，并提供故障诊断和预警信息；
43、异常情况处理算法：针对视频监控传感器检测到的异常情况，如交通事故、违规行为等，基于预设的方案数据，自动触发相应的处理措施，如通知相关部门、启动警示设备等；
44、通风控制算法：依据环境监测传感器检测到的温度、湿度和气体浓度等参数，智能控制通风设备的运行，保持隧道内空气的流通和质量；
45、烟雾和火灾预警算法：利用烟雾和火灾传感器的信息，实时监测隧道内的烟雾和火焰情况，一旦检测到异常，立即发出警报并启动相应的应急措施；
46、交通流量控制算法：基于车辆和行人检测传感器的数据，计算车辆密度和速度，从而调整交通信号灯的时间间隔，优化交通流量；
47、照明控制算法：用于根据光线和能见度传感器的数据，自动调节隧道内的照明设备，以确保驾驶员和行人的安全。例如，根据光线强度和能见度水平，调整照明设备的亮度和开启数量；
48、能源管理算法：根据隧道内的实际需求，结合电源管理模块的运行状况，合理调配各设备的运行状态，以实现能耗的最优化，降低运营成本；
49、数据预测算法：通过对历史数据的分析，预测隧道内环境参数和交通流量的变化趋势，提前做好相应的准备措施。
50、本发明的目的之二在于，提供了一种控制平台装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统的控制步骤。
51、本发明的目的之三在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统的控制步骤。
52、与现有技术相比，本发明的有益效果：
53、1.该基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统中，通过将智能传感器与鸿蒙系统紧密关联，鸿蒙系统提供了统一的接口和驱动程序，使得智能传感器能够高效、稳定地与智能控制器进行数据交互；鸿蒙系统的分布式架构能够实现智能传感器的数据共享和协同工作，提高系统的整体性能和可靠性；同时，鸿蒙系统的实时性和低延迟特性能够确保智能传感器的数据能够及时被处理和响应，保障隧道智能控制系统的安全运行；
54、2.该基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统中，采用多样化的通信方式，能够在不同的环境和条件下实现灵活的数据传输，保证系统的稳定性和可靠性，并且通过通信模块，隧道管理人员可以随时随地通过远程终端对隧道控制系统进行管理和监控，包括设备状态查询、报警处理、运行参数调整等功能，提高了管理的效率和便利性；隧道控制中心还可以实时监控隧道内部设备的运行状态和环境参数，并远程控制执行器实现对设备的调节和控制；
55、3.该基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统中，可以及时发现并处理设备故障或异常情况，确保隧道的安全运行；通过对隧道内部设备和环境的实时监测和分析，智能控制系统可以实现智能化管理和优化运行，例如根据交通流量和时间调节照明和通风设备的运行模式，以实现能耗的最优化和资源的有效利用。
1.一种基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：包括集成于鸿蒙系统架构的智能控制器(100)、传感器组件(200)、执行器组件(300)以及通信模块(400)；
2.根据权利要求1所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述智能控制器(100)包括主控制单元mcu(101)、存储器(102)、输入接口(103)、输出接口(104)、电源管理模块(105)和时钟模块(106)；
3.根据权利要求2所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述输入接口(103)和输出接口(104)至少包括模拟输入、数字输入/输出、串口通信接口、以太网接口。
4.根据权利要求3所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述传感器组件(200)包括视频监控传感器(201)、环境监测传感器(202)、烟雾和火灾传感器(203)、车辆和行人检测传感器(204)与光线和能见度传感器(205)；各个传感器都和主控制单元mcu(101)通过输入接口(103)和输出接口(104)连接；其中：
5.根据权利要求4所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述车辆和行人检测传感器(204)中，检测隧道内的车辆和行人流量通过如下步骤实现：
6.根据权利要求5所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述车辆和行人检测传感器(204)中，检测隧道内车辆情况的算法包括：
7.根据权利要求4所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述光线和能见度传感器(205)中，光线的照度强度与能见度之间的关系基于大气散射模型来计算，该模型考虑了光线在大气中的散射和吸收效应；具体来说，能见度可以通过以下公式进行估算：
8.根据权利要求1所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述执行器组件(300)包括紧急按钮(301)、交通信号灯(302)、火灾报警器(303)和语音播报器(304)；紧急按钮(301)、交通信号灯(302)、火灾报警器(303)和语音播报器(304)都通过输入接口(103)和输出接口(104)连接主控制单元mcu(101)。
9.根据权利要求1所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于：所述通信模块(400)至少包括无线局域网、蓝牙、zigbee、lte，所述通信模块(400)能将主控制单元mcu(101)的数据传输到隧道控制中心或别的设备。
10.根据权利要求4所述的基于鸿蒙系统的隧道智能控制系统，其特征在于，所述控制算法至少包括：
