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高速公路隧道照明智能节电技术

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第22期作者：高思娅

[导读] 摘要：随着国民经济水平和科学技术水平不断提高，为高速公路的建设提供了物质基础，建设的数量和规模都逐渐增加。

        陕西电子信息集团光电科技有限公司陕西西安 710000
        摘要：随着国民经济水平和科学技术水平不断提高，为高速公路的建设提供了物质基础，建设的数量和规模都逐渐增加。但受各方面因素影响，隧道照明的高能耗问题一直存在，如何降低隧道照明的电能消耗成为高速公路运营部门急需解决的问题。如何降低随道照明的电能消耗成为高速公路运营邵门急需解决的问题。
        关键词：高速公路；隧道照明；节能减排；智能节电
        高速公路隧道是交通堵塞及交通事故频发的特殊地段，确保隧道内部光线强度及均匀度是保障高速公路隧道交通安全的重要途径。隧道的长期照明势必产生较大电能消耗，有悖于当前国家大力倡导的节能减排理念。隧道照明节能的难点在于怎样在确保隧道交通安全的前提下实现照明相关设施电能的低消耗。该文探讨高速公路隧道照明智能节电技术，以进一步提高隧道照明的电能资源利用率，增强其环保效益、经济效益及社会效益。
        一、高速公路隧道照明的作用
        隧道是高速公路中的特殊路段，处于封闭的环境中，能见度较低，并且通常存在一定的污染，相比于其他的公路路段，无论是行车安全、行车速度，还是通行指数都要差许多。在隧道的入口处，极容易产生黑洞现象，导致司机的视觉瞬间缩减甚至停滞，由于这种现象而导致的交通事故数不胜数。在隧道的中段，由于汽车废气聚集而导致烟雾的产生，前灯光线被烟雾散射吸收，产生的光幕使司机的能见范围缩小，不利于司机的正常行驶。除此之外，在出口处，由于驾驶员从光线较弱的地带行驶出，难以适应强烈的眩光，影响驾驶员视线，无法及时看清路况，容易造成交通事故。在高速公路的隧道中，如果照明系统设计的合理，在适当位置设置照明设施，就能有效地消除隧道行驶过程中的黑洞和白洞现象，对于行车安全有着至关重要的作用。
        二、高速公路隧道照明存在的问题
        1.照明设计参数有待完善
        ２０１４年以前通车的高速公路隧道照明基本上参照ＪＴＪ０２６．１－１９９９《公路隧道通风照明设计规范》进行设计，多按照低交通量设计，随着交通量的快速增长及驾乘人员对隧道照明需求的增加，这部分隧道照明设计参数需修正及完善。
        2.智能照明控制未普遍实现
        大部分高速公路隧道照明只实现远程控制，由于存在技术上的缺陷难以实现智能控制，只能控制３～６级照明等级，隧道过度照明及无效照明情况普遍存在。
        3.存在照明节能误区
        不少高速公路隧道照明设计中片面地将节能理解为开关隧道照明灯具，而忽视隧道的照明需要，虽然表面上达到了节能降耗目的，但实际上这是以牺牲隧道安全通行为代价，存在非常大的安全隐患。
        4.隧道照明设施养护不力
        受各种因素影响，高速公路管理中存在隧道照明设施养护重视程度不足、养护不力的情况，对隧道交通安全不利。
        三、公路隧道照明节能措施
        1.施工准备
        施工前须充分考虑地铁隧道区间施工的特点，若轨行区施工时间短，气候潮湿，需要登高作业。材料的运输、接触网停电请销点、施工时各专业的相互干扰等，应编制切实可行的施工组织方案。开工前组织地铁公司实施单位、监理单位、施工单位进行现场勘测，并进行技术交底。同时，施工单位应根据合同要求做好施工组织工作，签订安保协议，办理开工报审手续。
        2.智能控制可控硅调压调光
        调光调色温控制方法为数字调节，可实现亮度、色温、场景、分组等多参数数字控制，可控硅调压调光方法为电压调节，即改变灯具输入电压调光；缺点是污染电网、仅调光且不适合大功率大规模应用。

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0-10V调光区别：0-10V（或PWM）属于模拟调光，比可控硅调光稳定，线性度好；缺点是需要控制信号线，成本高。DALI调光：DALI为数字调光接口，可以实现丰富的调光、场景等功能；缺点是需要控制信号线，成本高，部分光源无法预留控制信号线。WiFi调光：均无控制线，ZPLC适合大规模系统，光源不存在干扰且传输距离可达1000m；缺点是WiFi调光控制距离受限，光源成本高，大规模使用技术门槛和成本高。
        3.导入自然光照明隧道
        自然光照明是一种天然的绿色照明能源，若将其予以有效利用，不但能帮助隧道照明系统实现用电节约，还有助于生态环境保护。自然光照明隧道设计思路：光照强度充足（晴天）时，照明系统自动检测并优先采用全自然光照明；光照强度不足（阴天或晚上）时，照明系统采用ＬＥＤ节能灯智能控制系统照明。借助光纤导入这一采光新技术，将绿色太阳光引入隧道内部，再辅以蓄能发光多功能材料，将技术与材料的优势、特点结合起来，照明效果还能得到进一步增强。利用自然光进行隧道照明，是对国家大力倡导的节能理念的积极响应，助力隧道运营“零能耗、零排放”及绿色公路建设目标的实现。
        4.保证电路通畅，维护隧道配电设备
        在高速公路隧道的实际运营中，要时刻确保电路保持通畅状态，维护隧道通行环境，定期对配电设备进行全面的保养和维护，加强隧道实际管理，这对于隧道的交通安全有着至关重要的作用。随着当前经济和科技的发展，社会进步显著，在高速公路设计方面也逐渐趋于完善，具有更加齐全的功能，同时行车安全也逐渐得到保障。因此可以需要采取操作简单、经济实惠、先进可靠、易于检修的机电系统来更新和替换原有设备，实现智能化、信息化、自动化的隧道运行管理，保证隧道运营的科学性和合理性。
        5.采用钠灯和ＬＥＤ灯结合方式
        高压钠灯是以前多数高速公路隧道主要使用的照明灯具，其有着较长的使用寿命和较高的色温，能给人提供舒适的光照。但其比较耗电，且损坏或过了使用寿命后只能更换，导致运营费用增加。而ＬＥＤ灯有着较好的显色性，散发的灯光非常接近自然光，能使进出隧道的司机尽快适应，从而大大增强隧道行车安全性；其工作电压低，且输出光通量不会因为电压出现较大波动；有着高达９０％以上的效率，额外功效消耗较少，节能效果好。高速公路隧道出入口因安全需要，对照明亮度有着较高要求，可将高压钠灯和ＬＥＤ灯结合起来，通过组合照明，既满足隧道出入口照明亮度要求，优化照明效果，又提高照明效率，达到节能目的。
        6.施工过程控制
        项目实施地点在轨行区，因此必须在运营结束后开始。实施过程中会涉及轨行区请销点和接触网停电。由于轨行区资源有限，为了合理有效利用轨行区资源，施工单位根据地铁实际情况，需制定合理的施工进度。为了保证工程的工期、控制施工进度、把控材料质量和施工质量以及现场的安全文明施工，需规范工程施工。可以引入监理单位，定期召开现场施工会议，施工协调例会；跟踪施工进度，做好材料进场报验，并定期组织地铁公司实施单位、监理单位、施工单位等相关单位进行现场安全文明检查。对重要的施工节点、工序以及隐蔽工程，监理单位应有检查和旁站制度，并及时组织隐蔽工程验收。对现场发现的质量、安全文明施工问题，及时出具问题整改通知等。
        结语
        综上所述，中国高速公路隧道照明存在日益突显的能耗问题，不仅导致其运营成本增高，也有违国家大力倡导的节能减排理念。所以，该文针对当前高速公路隧道照明存在的问题及电能浪费原因，从科学设计照明控制系统、合理优化照明供配电系统、采用钠灯和ＬＥＤ灯结合方式、采用智能照明控制模式、导入自然光照明隧道等方面提出隧道照明智能节电综合措施，希望能对提高高速公路隧道照明系统的经济和环保效益起到积极促进作用。
        参考文献
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