高速公路隧道照明节能技术研究
【摘要】公路隧道具有能够缩短行车里程、提高交通运输的效率、节省用地以及能够有效的保护生态环境等特特点。本文针对目前高速公路隧道照明系统中存在的问题,从设计、项目实施以及其运营管理等方面提出了一些节能措施,以相应节能减排的国家政策,达到较好的生态效益、经济效益和社会效益。
【关键词】高速公路隧道隧道照明节能技术
近年来随着我国经济水平提高,我国山区高速公路建设发展迅速。隧道照明相关设施的规模及数量也变得越来越大,隧道照明的高能耗问题日趋严重。因此降低隧道照明的能源消耗是各个运营部门以及科研单位重要任务;并且节能减排也成为隧道照明研究课题的首要任务。隧道照明节能的难点在于在保证隧道交通的安全性基础上,来尽可能的降低隧道照明相关设施的电能消耗。
1 高速公路隧道照明存在的问题
1.1 高速公路隧道照明特点
高速公路隧道照明与道路照明的目的是相同的,都是为了给车辆驾驶员提供良好的视觉环境以保障交通运输及人身安全,提高运输效率等。但是,由于隧道的构造比较特殊,会产生隧道特有的人眼明适应和暗适应的过程,白天时视觉问题尤为凸显。驾驶员在白天进入隧道时会出现“黑洞”现象及“亮洞”现象的视觉问题。高速公路隧中的这两种现象则尤为突出。因此,高速公路隧道照明德尔设计必
须合理解决好隧道所造成的视觉问题,以及道路照明和隧道照明中共有的视觉问题,为驾驶员创造出良好的视觉环境。
1.2 高速公路隧道照明存在的问题
近年来,我国交通运输部门投入大量科研力量,围绕高速公路隧道照明工程当中的实际问题进行了技术研究并且取得很多重要成果,有力地推动了高速公路隧道照明技术进步。但是在工程设计以及运营管理中仍些许问题。
(1)照明设计参数的完善。高速公路隧道照明相关设计规范仍旧沿用早期版本,但在此期间,我国公路隧道的数量、规模及类型都有了较大的变化,并且新理论、新技术等不断涌现,因此部分公路隧道照明设计的参数需考虑修正及完善。(2)照明控制方式参差不齐。目前部分高速公路的中、短隧道照明仍旧无法实现远程控制,绝大多数公路隧道照明系统则由于照明的配电回路所限而无法进行自适应控制,只能实现3～6级照明控制等级,造成严重的“过度照明”及“无效照明”现象;除此之外,隔盏开关灯也会产生路面亮度不均匀、“斑马纹”等有害现象,给高速公路隧道交通安全埋下隐患。(3)照明的节能理念误区。高速公路隧道照明节能并不能简单的理解为开关某些灯具就可以,而是建立在交通运输安全及效率的基础之上的照明节能。部分高速公路隧道管理者只是为了追求节能降耗,而随意更改公路隧道照明控制方案,主观性太大,而理论及实践依据不足,这种做法既忽视了高速公路隧道照明节能的本质要求,又对交通运输安全及效率造成了极大的危害。(4)照明设施养护未得重视。目前,
一些较长的公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明存在亮度不足情况。这除照明设施自身的因素外,主要在于高速公路隧道照明管理人员养护不及时致使灯具污染情况比较严重,从而降低了光利用率。
2 高速公路隧道照明节能措施
影响高速公路隧道照明因素包括设计时速、交通量、连接道路的结构和线型等,同时还要考虑光源、洞外亮度和人眼适应状态等。高速公路隧道照明节能设计就是要通过上述因素的系统分析来达到节能的目的。
(1)合理采用设计速度。设计速度在高速公路隧道照明设计中是一项非常重要的基本参数。设计速度的不同造成高速公路隧道照明的能耗差别很大。根据相关数据,设计速度100 km/h比设计速度80km/h的照明设备费要高出63%～80%,年运营电耗要高出66%～82%。因此,合理采用设计速度对高速公路隧道合理限速能够有效的降低照明的耗能量。(2)交通量的科学预测。在高速公路隧道照明设计中,设计交通量是另一项非常重要的参数。在相同设计速度下,设计交通量不同, 高速公路隧道照明的需求也将有较大差异。新建高速公路交通量通常分为趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量三个部分组成,通车初期仅有趋势增长交通量,且交通量较小但是由于我国高速公路建设项目工程预估交通量不够精准,通车后,初期的实际交通量普遍要小于设计的预测交通量。因此,科学合理的预测交通量对公路隧道照明系统的节能有着非常重要的作用。(3)应用智能照明控制。公路隧道照明控制应结合时间、天气、洞外亮度、交通
量、平均车速、异常事件等因素综合考虑。采用LED灯照明的高速公路隧道还可以采用无级调光控制法来得到不同的亮度以实现高速公路隧道照明的平滑调控。传统分级调光控制法,照明亮度分级少,而无级调光控制法则是根据照明需求来得到最优的控制效果以达到节能的目的。(4)精确测试洞外亮度。洞外亮度是高速公路隧道照明设计中最重要的一项基准参数,其取值影响到整个高速公路隧道照明系统工程的投资以及运营开支。但国内很多家设计单位在设计过程中取现行规范建议的上限值。实践证明,如果高速公路隧道洞口景观设计如果不考虑周围环境亮度,则可能造成高速公路隧道照明系统设计过于庞大而造成不必要的电能浪损耗。因此,应通过洞口山坡绿化或对结构物进行减光处理来降低洞外亮度值。(5)采用高效的照明方式以及合理布设照明灯具。高速公路隧道照明方式可分为逆光照明、顺光照明和对称照明三种。上述三种照明方式在相同的道路几何条件以及气候状况下进行了比较,以根据实际情况确定其优缺点,并进行合理选择。(6)其他方法措施。其他的一些方法措施还包括合理装饰隧道墙壁、使用照明节电设备、应用新型节能设备、积极使用绿色能源并加强对高速公路隧道照明系统的合理养护等。上述方法均能在不同程度上起到一定的节能作用。
3 结语
近些年来,伴随着我国高速公路快速的发展,高速公路隧道照明高耗能问题日益突出。本文针对目前高速公路隧道照明系统中存在的问题,从设计、项目实施以及其运营管理等方面提出了一些节能措
施,主要包括合理采用设计速度、交通量的科学预测以及精确测试洞外亮度等;以达到较好的生态效益、经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]王亚源.照明节能探讨[J].照明工程学报,2007(3).
[2]杨超,王志伟.公路隧道照明节能技术[J].现代隧道技
术,2010(2).
[3]陈仲林.高速公路隧道照明节能研究[J].灯与照
明,2008(3).
2016 年度隧道通风照明设施维护维修技术服 务 商界高速合同段 施工组织设计 业主：陕西省交通建设集团公司商界分公司 二0—六年五月
工程概况 (1) 1 设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法 (2) 1.1 设备、人员动员周期 (2) 1.2 设备、人员、材料运到施工现场的方法 (2) 1.3 项目经理部组建 (2) 1.4 施工队伍及人员组织 (3) 1.5 投入本项目的主要施工机械和检测仪表 (4) 2 主要工程项目的施工方案、方法与技术措施 (5) 2.1 总体施工方案及方法 (5) 2.2 施工准备方案 (5) 2.3 施工定测方案 (5) 2.4 联合设计方案 (5) 2.5 电缆桥架的施工方案、方法 (6) 2.6 隧道灯具安装的施工方案、方法 (6) 2.7 风机安装的施工方案、方法 (7) 2.8 供配电设备安装的施工方案、方法 (7) 2.9 电缆敷设的施工方案、方法 (9) 2.10 消防系统施工方案、方法 (11) 2.11 系统调试 (13) 3 各分项工程的施工顺序 (13) 3.1 隧道通风系统 (13) 3.2 隧道照明系统 (15) 3.3 电力电缆敷设 (16) 4 确保工程质量和工期的措施 (17) 4.1 确保工程质量的措施 (17) 4.2 确保工程工期的措施 (18) 5 重点（关键）和难点工程的施工方案、方法及其措施 (21) 5.1 重点（关键）和难点工程的施工方案、方法 (22) 5.2 确保重点（关键）和难点工程顺利施工的措施 (23) 6 冬季和雨季的施工安排 (24) 6.1 冬季施工措施 (24) 6.2 雨季施工措施 (25) 7 质量安全保证体系 (26) 7.1 质量保证体系 (26) 7.2 安全保证体系 (30) 8 确保文明施工的措施 (33) 8.1 文明施工目标 (33) 8.2 文明施工措施 (33) 9 培训方案 (34) 9.1 培训的基本过程 (34) 9.2 培训的七大模式 (35) 9.3 师资力量 (35) 9.4 培训教材 (35) 9.5 培训方式 (36) 9.6 培训实施方法 (36)
高速公路隧道照明控制策略 摘要：针对高速公路隧道照明系统进行分析，分析了高速公路隧道内照明系统的主要功能，并阐述了对照明系统进行科学控制的意义。结合这些内容，总结出高速公路隧道照明控制工作存在的问题，其中主要有隧道照明系统存在过度设置问题，中短隧道照明系统过于庞大，隧道照明模式存在问题等。最后，阐述了高速公路隧道照明控制策略，主要内容为手动控制策略，分段时序控制策略，自动控制策略。 关键词：高速公路；隧道；照明控制 当下，我国高速公路索道照明设计过程中，对照明系统做出相关规范，对于隧道工程的建设，照明设计人员将其分为了过渡段、入口段、中间段以及出口段。这样一来，隧道工程的照明设计人员，就可以从全年行车的角度来进行安全建设。此外，在设计隧道的照度和各段长度的过程中，应控制好隧洞的最大行车时速以及最大亮度。这就能够在很大程度上控制隧道洞内的最大照度。 1 高速公路隧道照明概述 隧道属于高速公路中一种较为特殊的管状造物，车辆在高速公路上行驶，从隧道经过属于一个从明亮到黑暗再到明亮的一个过程。当驾驶员的眼睛短时间内经历明暗交替，如果明暗交替程度过大，驾驶员的眼睛不能立刻适应，尤其从明转暗的过程中，更需要一段时期的适应[1]。当隧道外的天气十分晴朗，高速公路上行驶的车辆进入隧道，隧道内和外面的明暗差距比较大，人眼就会暂时性的感觉到“黑洞”现象，这种
现象的存在导致驾驶员看不清前面的道路情况，这就很有可能导致交通事故的发生。 因此，对隧道内照明系统进行科学控制可以在很大程度上保证驾驶员在隧道内的行驶安全性。在控制过程中，要对隧道内光照和分布情况进行科学控制，进而为隧洞内行驶车辆营造良好的视觉环境，通过对隧道内照明系统的科学控制，可以保障高速公路上行驶车辆无论在白天行驶还是在晚上行驶均可以在隧道内安全驾驶，这就是对隧道内照明系统进行有效控制的主要目的。同时，隧道照明也是高速公路运营过程中，成本消耗的重要组成部分，对隧道照明系统进行研究，进而研制出一种健全又节能的照明设备也是对隧道照明系统进行科学控制的目的之一。 2 高速公路隧道照明控制工作存在的问题 2.1 隧道照明系统存在过度设置问题 对隧道照明系统进行过度设置，是当下我国高速公路运行过程中的一个“通病”，以某高速公路隧道为例，其隧道主要是以中、长隧道居多。假设洞外的亮度为L20（s），那么通常情况下则按照400ed/m2来取值，对交通量增长情况进行充分考虑，对照明系统方案进行科学设计，其入口段、多独断以及出口段的照明运营度过高，其高速当下行车安全所需要的亮度，这就在很大程度上产生资源浪费的现象。 2.2 中短隧道照明系统过于庞大 某高速公路全路程中的中、短隧道占据总隧道数量的71.11%，对相关资料进行调查显示，短隧道中的照明设备和长隧道的照明系统基本相
2011年8月第22卷第4期照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO Aug．2011Vol.22No.4 LED 隧道照明控制系统的研究与开发 张玲 郝翠霞 （南京工业职业技术学院，江苏南京 210046） 摘 要：针对山区高速公路隧道车流量较小、能耗高等特点，研制出一种隧道LED 照明控制系统。系统包括控制 计算机、隧道照明控制器以及LED 照明控制调光模块，本文介绍了LED 隧道照明控制系统架构、控制策略、通信方式和所采用的DALI 数字可寻址照明协议，着重介绍了基于PWM 技术的LED 照明调光控制模块的原理、硬件构成、工作方式、技术要点。LED 隧道照明控制系统能自动采集洞外照度、时间、车流量等信息，分析计算后下发调光指令，由LED 照明调光控制模块通过PWM 方式调节LED 灯平均工作电流，从而自动调节隧道内照明灯的光通量，以最大限度地节能降耗，提高隧道运营管理效益，具有一定的推广应用价值。关键词：高速公路隧道照明；LED 照明控制器；DALI 协议；节能 The Research and Development of LED Tunnel Lighting Control System Zhang Ling Hao Cuixia （Nanjing Institute of Industry Technology ，Nanjing 210046） Abstract A LED lighting control system ，which consisted of control computer ，tunnel light controller and LED lighting dimming control module ，is developed for the low traffic volume and high energy consumption freeway tunnel in mountain area．This paper describes the frame ，control strategy ，communication mode of LED tunnel lighting controller system and the DALI Digital Addressable Lighting Agreement that used ，and highlights the principle ，hardware ，work pattern ，technical points of the LED lighting dimming control module which based on PWM technology．The LED tunnel lighting control system can automatically capture the illuminance outside the tunnel ，time ，traffic volume and so on．And based on all the information collected ，the system can analyze and send dimming command to adjust the average working current of LED by the PWM method in LED lighting dimming control module ，so that the brightness of the lights inside the tunnel can automatically be adjusted to maximize energy-saving and improve the effectiveness of the operation and management ，which is worth to be promoted and applied． Key words ：freeway tunnel lighting ；LED lighting controller ；DALI protocol ；energy-saving 基金项目：南京工业职业技术学院科研基金项目YK09- 04-021引言 在山区高速公路建设中，隧道所占比例很大， 建成通行后公路隧道用电费用相当惊人。由于偏远 山区经济欠发达，车流量很小，隧道照明费用已成为高速公路隧道管理部门的一笔沉重负担，特别在运营的前几年，征收的通行费还不够运营养护支出。
高速公路隧道照明系统施工说明 一、施工准备 安装之前对桥架，灯具，配电箱等的外部进行检查有无裂纹现象，安装时要注意其的正反面，方向，根据图纸上的要求选择正确的型号，配置相应的螺丝等。 测量工具：塔尺、水平仪、线、电锤、彭胀螺栓、施工用照明灯具、发电机。 1、以地面（土建方提供的建筑基准线）正负零为基准，按照图线规定调整塔尺到相应的高度，使塔尺坚贴电缆均与地面垂直，在隧道壁作标记，打孔，定彭胀螺栓，并绑线。 2、用同样的方法在30米左右处测高度并打孔，定彭胀螺栓，绷线 3、灯（支架）底座都以模具的中心为准，（根据图纸设计间距）与间距测量，并做正确标记。标记要醒目孔间距离均匀。 4、测量要有专人负责，分工明确，对测量数据要做详细记录，已免出错。 5、测量前要检查塔尺是否有损坏，水平仪是否完好，要做好必要的防护措施，检查发电机是否良好，照明灯具是否漏电现象，有问题的灯具及时厂家联系维修处理或更换。 二、桥架灯具施工准备 根据图纸的要求，对桥架，照明灯具的纵向，横向距离进行定位，并用红色粉笔确认位置画上记号（建议采用弹线方式确定打孔位
置），根据所需的孔径，选择相应的钻头进行开孔施工。 三、电缆敷设： 1、隧道内电缆敷设两边必须有专人防护（隧道两端设置警示标志）（注：电缆盘前严禁站人，以免电缆盘飞起砸伤人员）。并配置对讲机，（方便指挥人员对现场施工人员及施工车辆）做出正确指挥，保证施工的安全及有序性，行车方向避开电缆及电缆敷设施工人员，在施工梯车附近摆好防护锤，施工人员要穿好反光服，推梯车人员对来往施工车辆要用正确的手势指挥，以免来往车辆挂到梯车或压伤电缆。（必要时封路施工） 2、对电缆敷设人员要分工明确，责任到人以防电缆挂伤，磨伤，严禁电缆打金钩。 （一）桥架电缆的敷设： 1、梯车过道的清理（保证路面无杂物，无障碍） 2、人员要分工明确，责任到人（推梯车不少于两人，上梯车人员必须系好安全带，梯车上个人工具必须放入工具包内，以防掉落打伤推梯车人员） 3、施工用照明必须由梯车长负责，做到发电机施工前加满油，检查机油，并检查照明线路及灯具有无漏电和损坏并及时更换，保证施工的照明需要，施工正常进行。 4、桥架电缆的敷设必须每隔10－20米贴电缆标贴（或悬挂电缆标牌），以便接线开剥电缆时能明确辨认线缆，防止误剥其它电缆。 5、电缆敷设完毕后，必须排列摆放整齐，不能交叉敷设。
高速公路隧道照明自适应智能控制系统 引言 安全、经济、环保、节能是公路工程建设追求的目标，隧道照明系统的安全性和节能性存在着此消彼长的矛盾。隧道的建成通车，在照明系统应用方面迫切需要解决两个重要的现实问题： 1.如何保障隧道行车的舒适性及安全性 隧道通车后交通量较大且本工程隧道所占路线比重大，易造成驾驶员的紧张和疲劳，因此隧道内行车的舒适性及安全性显得尤为重要，如何保障隧道行车的舒适性及安全性是需要解决的首要问题。 2.隧道照明系统节能 通过对隧道较多的江西、湖南、广东、福建等地隧道管理部门的调查表明，隧道照明费用已成为公路隧道运营中一笔沉重的负担，研究节能、高效、安全、维护费用低的隧道智能照明系统已显得非常重要。 因此，以上述两个问题为导向，根据广东省高速公路隧道运营照明的实际问题，本文采用文献调研、理论分析、实验分析、现场测试等科学手段，对高速公路隧道照明需求与节能技术进行分析。并结合国内外隧道照明节能技术的现状和发展趋势，系统性地解决公路隧道照明节能问题。 现通过电能浪费的主要因素分析，总结目前的隧道照明系统的发展现状及存在的问题，提出基于新一代照明节能系统解决方案。 隧道照明电能浪费的主要因素分析 洞外亮度大范围变化而洞内亮度相对固定 在隧道照明系统设计时，规范要求按照夏天中午时的最大洞外亮度进行计算，并考虑足够的维护系数。但在实际运营期间，洞外亮度会随着天气、季节和时辰的不同而每时每刻变化，图1给出了明天隧道洞外亮度的变化情况。对于这种连续变化的洞外亮度，仅仅采用简单的分级调光方式照明，显示电能浪费相当巨大。
夏至白天亮度曲线冬至白天亮度曲线 早晨中午傍晚 图1 晴天隧道洞外亮度的变化情况 图2给出了晴天分级调光系统与LED自适应智能控制系统的调光功率、能耗相对比值曲线。图中曲线以上部的面积即为浪费的电能，它是实际需求能耗的三倍以上。即使是四级调光的LED灯，其晴天的能耗也是实际需求的2倍。因此，隧道加强照明若能采用自适应智能控制系统可实现按需照明的目标。 图2 不同季节晴天隧道加强照明功率变化图灯具功率规格少 隧道照明的标准标准值在待业标准中是有具体规定的。若照度大幅度地超出行业标准，则属过度照明。由于高压钠灯光源的功率规格通用型只有100、150、250、400瓦几种，而许多高速公路隧道基本照明灯具仅需40-100瓦即可，但市场上技术成熟的的高压钠灯光源并没有这些规格，因此隧道的基本照明不得不选用100瓦的高压钠灯。这使得隧道单侧开灯亮度不够，双侧开灯过渡照明现象严重。而选用LED灯具，其设计功率一般在35-70瓦之间，过度照明较钠灯要低得多，但依旧存在着过度照明。若采用智能无级控制，则可根据需要进行照明，可有效地避免过度照明。例如某条隧道基本照明灯具采用45瓦的LED灯亮度正好达到规范要求的4.5cd/㎡，而实际设计功率一般选
照明节能论文： 隧道照明节能技术研究 摘要:随着社会的的发展进步,人类对能源的需求在不断加大,地球不可再生能源在日益枯竭,在这一背景下,世界各国越来越重视节能技术和相关产品的研究。国家“十一五”规划《纲要》把同时期单位GDP能耗降低20%左右作为发展的约束性指标。在我国的电力消耗中,照明用电占总用电的13%左右,而实现照明节电必须依靠技术创新。本文主要从使用照明光源和照明控制系统两个方面来探讨隧道照明的节能。 关键词:隧道照明;LED光源;节能;控制系统 一、LED光源 现有的LED产品主要应用于显示领域,其中较为成功的案例是作为交通信号灯、大屏幕等显示设备的背光源。但LED接近于点光源的特点决定了其特别适合做定向照明,即:通过合理的光学设计达到很高的灯具效率与光线利用效率。隧道照明属于定向照明的范畴,即期望光线照射在道路及周边一定的范围内。现有的隧道照明主要采用高压钠灯或直管型荧光灯,前者光效较高但光源的显色性不好;后者显色性良好但光效略低。另外,理论推导得出的LED潜在光效可达 370lm/W甚至更高,因而在光效指标方面LED的发展尚具潜力且前景广阔。从LED市场发展的轨迹和生产技术的不断进步来看,目前制约LED作为照明光源推广的价格过高问题将逐步得到解决,随着LED价格的快速下降,与传统光源相比,LED的优点所造就的灯具效率高、使用方便、环保、寿命长等特点将更加突
出,特别是在定向照明包括隧道照明等领域将迅速得到推广。以全长310米的隧道为例,根据国家隧道工程照明标准来设计灯具布设、功率及光学。LED隧道灯的分布规格及数量如表1所示。 经过近6个月的运行,根据计算出来的数据,隧道使用LED照明节能效果明显。相对钠灯总功率下降了42.3%,LED照明节能效果分析见表2。
陕西政和汉唐工程有限公司 隧道照明系统设计施工作业指导书 编制： 审核： 批准： 版本： 受控状态： 颁布时间：实施时间： 1、目的及适用范围
为了使高速路隧道照明系统设计的规范化、完整化，确保施工的正确化，特制定本作业指导书。 本作业指导书为公司设计、施工高速路隧道照明系统的指导性文件。 2、技术要求 3、设计 3.1 设计规范 JT/T 609-2004 《公路隧道照明灯具》 JTJ 026.1-1999 《公路隧道通风照明设计规范》 GB 50259-96 《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》 JTJ 026-90 《公路隧道设计规范》 《工业与民用配电设计手册》 3.2 设计要求 附件1、附件2、附件3 4、施工规范 4.1 隧道照明灯具安装 4.1.1划线定位：按照施工图纸要求的灯具安装高度先确定灯具安装位置。测量高度时要利用已经形成的参考物作为测量基础（如已经完工或初步完工的路面，道沿等），先划出一条水平安装基准线，保证灯具安装高度水平一致，然后按照施工图的灯具距离定位灯具安装位置； 4.1.2灯具支架安装：在已经确定的位置上安装灯具支架。安装时注意灯具的型号，灯具支架的孔距和相互距离； 4.1.3 灯具安装：按照图纸要求的型号，安装灯具。灯具安装前要将灯具打开检查，保证光源、触发器、整流器、电容安装完好； 4.1.4 接线：接线时按A、B、C三相循环连接灯具，保证三相电流平衡；如图纸要求保护线缆，则灯具连接线穿保护管； 4.1.5 调试：灯具安装接线完成以后，每个回路单独进行调试，确保单个回路正常。 4.1.6 回路调试正常后，将灯具尾线固定。固定时要求方式统一，线形整齐美观； 4.1.7 系统调试。 4.2 LED疏散指示灯 4.2.1 前期检查：检查测量所有LED疏散指示灯安装预留孔，对没有预留孔或者预
实例探讨高速公路隧道照明设计 隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题，为适应视觉的变化，需设置附加电光照明。因而隧道照明设计在高速公路工程设计中占有重要的地位。 工程概况 百罗高速公路是广西至云南的交通枢纽，给我国西部发展提供交通便利。百罗高速公路隧道工程共有两个隧道，分别是：发达隧道，全长690米;坡温隧道，全长377米。该隧道工程全长1067米，双向两个车道和一个停车道，分上下行四个隧道。 百罗高速公路 工程设计 1.设计原则 (1)由于百罗高速公路是广西至云南交通枢纽，而高速公路上的发达隧道和坡温隧道是保证交通安全，改进交通导向性，提高交通运输效率的关健所在，也是高速公路上的两道风景线，所以必须在隧道里面具有较高的照度和理想的均匀度，使其突出高速公路建设的高标准要求，与隧道之外的高速公路相辅相成，组成都市一个有机的整体。 (2)根据我公司在以往做隧道照明工程的经验和工程方的设计规划，百罗高速公路上的发达隧道和坡温隧道照明分成跳跃式控制，控制方式要灵活，充分考虑到避电高峰和某个时间段的车辆稀少等因素，可按平时、节日、上半夜、下半夜等时段分开控制。 (3)照明设计安全可靠，灯具的固定支架选用优质冷轧钢板，灯具具有较高的防水防尘等级(IP65)，光源选用原则为高效、长寿命，整个隧道灯选型便于维护和管理。
2.总体构思 由于隧道内部与外部道路不同，隧道照明中必须考虑某些特殊的视觉现象，为了对隧道照明进行优化设计，就有必要先了解些基本的视觉问题。在白天，驾驶员进入隧道时会遇到如下视觉问题：刚进入隧道由于白天隧道外的亮度相对于隧道内的高很多，如果隧道足够长，驾驶员看到的是黑乎乎的一个洞，这就是“黑洞”现象；如果隧道很短的话，在驾驶员面前就出一个“黑框”。进入隧道后由明亮的外部进入一个较暗的隧道，视觉会有一定的适应时间，然后才能看清隧道内部的情况，这种现象称为“适应的滞后现象”。 在隧道中间段，由于汽车排出的废气集聚，形成烟雾，汽车前照灯的光会被这些烟雾吸收和散射，形成光幕和降低前方障碍物与其背景(路面、墙面)之间的亮度对比度，影响障碍物的能见度，给视觉功能带来不利影响。隧道出口处会出现一个很亮的出口，对驾驶员会产生强烈的眩光，从而看不清路况，容易发生车祸。为此隧道照明通常分为入口照明，内部照明和出口照明。其中对入口照明的要求更加严格，要求从与外界相仿的亮度逐渐降低。具体而言，白天隧道入口照明的亮度要根据隧道外的亮度、车速、入口处的视场和隧道的长度来确定的。 国际照明委员会将隧道入口照明分为(从隧道口开始)阈值段和过渡段。而日本的隧道照明标准中更进一步将隧道入口照明分为引入段，适应段，过渡段。阈值段是为了消除“黑洞”现象，让驾驶员能在洞口辨认障碍物。隧道过渡段照明是为了避免阈值段照明与内部基本照明之间的强烈变化而设置的照明段，其照明水平进一步逐渐下降。所以隧道灯的光源，除了满足一般道路照明的主要要求外，还必须满足隧道照明的特殊要求，保证在隧道汽车排放物的影响下也能有良好的能见度。 高压钠灯是目前国际上穿透能力最强的光源，适用于风尘和烟尘较多的地方，在发达隧道和坡温隧道照明中采用光压钠灯光源，确保驾驶员的分辨障碍物的能见度。 3.视觉设计 由于人眼对光强度的变化需要一定的适应过程,白天当司机驾车从隧道外进入隧道内时,隧道内外明显的亮度落差形成黑洞效应,驶离隧道时形成白洞效应都将使司机的视觉出现暂时的盲状态,严重危及驾车安全。为克服这种视觉上的滞后现象,必须运用照明控制手段使隧道出入口和隧道内的亮度与隧道外的亮度相匹配。
公路隧道照明控制系统研究与实现 郭兰英,梁波 （长安大学 信息工程学院，陕西 西安 710064） 摘要：隧道照明控制系统在达到基本的照明指标后，安全、舒适又节能的照明技术永远是系统追求的目标。将西汉高速公路铁炉沟隧道照明系统分为基于照明回路控制的手动模式，可以提高系统的安全性；基于五个照明等级控制的分段时序控制模式能够满足不同季节、不同时段的照明要求；基于电路回路控制的自动控制模式不仅能使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应，而且节约电能；建议后期采用的基于动态调光的自动控制模式，不仅更好的节约电能，而且提供了舒适的照明，通过一年多的运行证明了其技术方案的可行性。 关键字：隧道照明；控制模式；动态调光 中图分类号：U459.2 文献标识符：A Study on Lighting Control System of the Tunnel on Expressway GUO Lan-ying ,Liang Bo (School of Information Engineering , Chang’an University , Xi’an 710064 , Shaanxi , China) Abstract: When the tunnel illuminating control system has achieved its basic illumination indexes, the illuminating technology with safety, comfort, and economy of energy becomes the always aim of the system. The illuminating control system of Tie Lugou tunnel on Xi’an-Hanzhong expressway be divided into manual control pattern based on circuit control can improve the safety of the system. The illuminating control strategy based on five level time sequence can adapt different season and time. The automatic strategy based on circuit control not only can accommodate the lightness in the tunnel to the nature light outside but also can save power. We advises to adopt the automatic control strategy based on dynamic dimming technique, this scheme can saving power and achieving more comfortable effect. The feasibility of the proposed technique scheme has been demonstrated after running for one year. Key words: tunnel lighting；control strategy；Dynamic dimming 0 引言 隧道是一种特殊的管状构造物，车辆进入隧道的过程是一个明亮--黑洞--明亮的过程。人眼在明暗交替变化的过程中，往往会产生“黑洞效应”和 “白洞效应”，极易发生交通事故。因此，如何在隧道内各段采用不同强度的照明来改善隧道内的照度，创造洞内良好的工作视觉，确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道，就是隧道照明控制系统要解决的问题。国内目前对隧道照明设备的控制方式有三种：手动控制模式，分时段进行的时序控制模式和有级控制模式[2]。目前大部分都采用手动控制模式 [3]。深圳的迭福山隧道与陕西的铁炉沟隧道长度相当，照明控制系统以自动控制为主，采用四个照明等级的手动遥控为辅[4]。目前隧道照明系统主要存在以下两个问题： (1)采用手动控制模式及分段时序模式的系统，不能随时根据洞外的亮度变化进行洞内 亮度调节，在隧道照明方面造成了很大的浪费。 (2)以自动控制模式为主，手动控制模式为辅的系统，洞内调光采用控制灯具的不同 开关组合有级模式，不能实现无级调光[5]。 针对以上不足，结合国内外高速公路隧道照明控制技术的应用研究，本文提出了满足铁炉沟隧道照明要求的手动控制、分段时序控制、自动控制模式，即弥补了手动控制模式及分
7.1现状 单条隧道照明控制的通讯方式目前有三种： 1.总线制的控制方式 就是通过线路（网线、双绞线）作为通讯介质的控制方式。可采用不同通讯协议、电压来实现对灯具的开关及调光采集设备数据进行控制与管理。信号传输准确率较高，传输距离远，干扰性能优越，单独组网不会受到其他设备的共用网络的干扰。但需要铺设专线，施工成本高、维护负担重对线缆有一定要求；挂从机数量少，布线比较复杂，施工要求比较高，需要做总线匹配:通常有一个网络设备出现放障会导致系统整体进行或局部的瘫痪，而且又难以判断。 2.无线通讯模式控制模式 通过无线传输信号通讯方式去控制灯具。每盏灯具配备一个天线和地址进行控制与数据的收集。可以独立组网和采用公共网络组网。其监控范围广，无须单独布线，可扩展性强，安装方便。但通信距离短；单灯控制器的成本较高。每个单灯控制器内不仅有电流，电压数据采集的模块，还有GPRS/CDMA通信Modem，总的成本相对较高。 3.电力载波控制通讯控制模式 利用独立的市电供电线路作为通讯介质，采用移相监控多载波的调制技术，来进行灯具控到的一种模式。其支持点对点通信，通信速率相对较高，主机挂从机数量多，无须布线、施工方便、价格低廉、延伸方便，加入自动路由功能后监控范围成倍增加，监控范围可达数公里。但对电网环境要求比较高，需要专线供电，配电变压器对PLC信号有阻隔作用，电力线对载波信号易造成高削减，电力线存在本身固有的脉冲干扰。 控制装置向隧道内的灯具传送的控制信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号的优点是直观且容易实现，但存在保密性差和抗干扰能力弱的主要缺点；数字信号的优点是加强了通信的保密性和提高了抗干扰能力，但仍存在占用频带较宽即对线路的要求更高、技术要求复杂尤其是同步技术要求精度更高、进行模拟/数字信号转换时会带来量化误差等缺点。 隧道照明控制设计宜采用智能控制或自动控制为主、手动控制为辅的控制方式。控制模式方面目前只有电力载波控制方式完成工业化一体设计可靠性得到验证，所以推荐载波调光照明控制系统。照明控制系统赋予每个照明段在不同时间有不同亮度，这些亮度的控制是随隧道洞外亮度、色温、交通量、车辆速度大小而变化，隧道照明控制应根据洞外不同天气、时间段亮度的强弱或者不同时间交通量的大小采用无级连续调光控制方式。
关于对LED光源的高速公路隧道照明节能技术的应用探析 发表时间：2019-02-26T11:00:00.183Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：冉勇[导读] LED作为新一代的光源，以其节能、环保、寿命长、响应速度快等优点，已广泛的应用在交通信号、应急照明、大型显示屏以及城市景观等诸多领域中 冉勇 北京云星宇交通科技股份有限公司四川分公司四川成都 610045 摘要：LED作为新一代的光源，以其节能、环保、寿命长、响应速度快等优点，已广泛的应用在交通信号、应急照明、大型显示屏以及城市景观等诸多领域中，并成为主流。而与之相比，在道路功能照明领域中 LED路灯还处于由示范、尝试向逐步推广应用的过渡阶段。随着我国节能减排国策的深入实施，LED路灯作为绿色照明，正越来越多地应用在城市道路照明中。但在实际运行中，我们发现 LED路灯 现阶段仍然存在一些制约因素，这在一定程度上阻碍了LED在道路照明方面的发展。关键词：LED光源；高速公路隧道照明节能技术；应用； 由于高速公路隧道交通在地理位置和环境条件上的特殊性，高速公路隧道照明灯具的工作量相对较大，灯具的开启时间相对较长。而且对高速公路隧道照明在稳定性、长寿命、节能性以及便于维护等方面有着非常苛刻的要求。在这种背景下，传统的照明技术耗电量大、使用寿命相对较短以及维护工作难度大等的缺点逐渐显现出来，给高速公路隧道的照明工作带来了较大的挑战。 一、LED路灯在工程应用上的优势 1.LED灯寿命长，维护费用少。LED灯寿命长，耐冲击震动，不易碎，所需维护费用少。由于LED灯的使用寿命长，在使用维护方面可以进一步节约成本。LED路灯价格方面，目前已有厂家克服了高成本，14000lm的路灯，成本可以控制在2000元以内，逐步解决了在使用LED路灯方面的最大顾虑。 2.LED路灯不含铅、汞等污染元素，对环境没有污染。高压钠灯等气体放电光源的工作原理是电弧的高温作用激发液纳汞气发光，气体放电光源在生产过程中会对环境造成汞污染，即使是光源失效后在废品处理过程中也会产生汞污染。据统计，自工业革命以来，地球大气环境的汞含量上升了400多倍，土壤、地下水、大气被污染后，对人类以及动植物产生了巨大的威胁，而LED路灯则不存在这些问题。电网环保方面，LED路灯功率因数高，谐波失真率低，目前很多厂家已做到功率因数φ≥0.9，谐波失真η≤20%，有效降低了其在供电线路中的损耗，并避免了高频干扰与电网污染。另外，LED光源无紫外线、热辐射低，并且纯直流工作，无闪烁，消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳。 二、关于对LED光源的高速公路隧道照明节能技术的应用 1.配光设计问题。随着道路照明设计的不断发展，道路配光的评价标准从过去的照度均匀逐渐发展成为以亮度均匀为主，照度均匀为辅。配光曲线反映了灯具在空间某个截面上光强与发光角度的关系。一个理想的配光曲线的设计需要综合考虑灯具的安装高度、灯杆间距以及路面宽度等参数，使路面照度、亮度以及阈值增量等评价道路照明质量的参数指标都符合标准，并达到高效、健康和节能的照明目的。灯具的配光系统设计不合理，照明效果就不理想。现有的 LED 灯具因受到发光源方向性的限制，难以达到理想的配光的要求，光线大部分直射向灯正下端路面，不能够将光照射到更远的方向，覆盖两灯之间的暗区。 2.LED路灯的光效及散热。经测试，大多数 LED灯具在安装初始光效较高，但运行一段时间，光衰较为严重。这和灯具的温度有直接的关系。LED的散热设计不仅直接关系到 LED实际发光效率，也关系到实际使用寿命。LED是嵌入照明器具中使用的，由于 LED芯片的发热量大，做成路灯灯具时的关键技术就是“散热”。在LED 路灯的整体设计过程中快速有效地散热是 LED路灯重点解决的问题，因为工作温度的高低直接影响 LED光源的光衰和寿命。虽然现在 LED路灯散热经过了一定优化设计。但由于道路照明的应用环境一般都比较恶劣，尘埃较大且金属表面腐蚀氧化等原因，在安装初期尚能满足需求，维持较低的工作温度，但长期使用散热片之间难免积聚灰尘，必然在一定程度上影响灯具内光源及电器散热，从而导致 LED路灯使用实际寿命的缩短。另外 LED灯具应满足道路照明设计标准要求，具有良好的防护等级（IP）防尘防水，但良好的 IP防护又往往会妨碍 LED的散热。如何解决这一矛盾是 LED灯具亟待解决的难题之一。 3.隧道ＬＥＤ智能控制技术。良好的隧道照明控制系统需将隧道内亮度、洞外亮度、车流量和车速等相关因素考虑进去，形成一种智能控制系统，该控制系统不仅可以满足隧道的照明要求，降低发生交通事故的概率，还能节约能源。由于ＬＥＤ灯具与传统灯具相比，具有响应速度快、控制模式灵活、功率低、寿命长、操作简单、安全及节能等优点，因此可以被设计成智能控制隧道灯具。采用分段照明方案，并通过实时环境反馈的信息来进行控制调光，结合隧道外环境情况的实时数据以及隧道内车流量、车速等信息，控制ＬＥＤ灯电源的输出电流，从而调节其输出功率，符合最新公路隧道照明规范中的实时调光建议，也为司机在隧道内安全行车提供了保障。隧道智能监控中心系统采用规范化的、具有充分弹性的层次化结构，在隧道监控项目的基础上形成了机电综合节能及信息管理一体化的能耗优化运行平台，该平台不仅能够有效实时地了解隧道内的状况，而且还极大地降低了能耗。隧道监控中心成功地系统应用了物联网架构的层次结构网络通讯技术，使系统具有便捷、强大的扩展能力，对各种监控设备可以做到实时采集数字量变化信息，根据现场实际需要发布设备控制指令，实现实时控制。同时，利用现代通讯转换控制技术，打通了照明、通风、视频、电力、消防等系统的信息链路，实现了专家决策的自动策略调度功能，保障了隧道的能耗优化运行，大大提高了隧道监控效率和隧道安全保障能力，是隧道现代安全节能技术研究成果的体现。 4.灯具效率。隧道中使用的荧光灯光源灯具效率普遍较低，通常情况下荧光灯的使用效率为55% － 65%，其原因是荧光灯360 度发光面积，外加光源自身对反射光的遮挡和反射及折射会形成不同程度的折损，除此之外，灯具的维护系数在考虑到光源腔的防护等级以及透明罩老化等原因的情况下，只有0. 6 左右。而LED 光源是由很多小功率的点光源组成，通常是改变点光源的位置以及方向和发射角来对其进行配光处理的，更换光源不需要打开光源腔，这样就会形成很好的密封性，所以，灯具的使用效率很高能达到75% － 85%，维护系数也能达到0. 75 左右，所以相对与荧光灯，LED 光源灯具的效率更高。 三、LED 照明技术的未来发展
高速公路隧道照明与节能方案探析 发表时间：2018-05-30T15:29:10.413Z 来源：《基层建设》2018年第8期作者：张柯勋[导读] 摘要：LED光源是一种长寿且节能的新型半导体材料光源，其有关技术还有待开发，未来LED光源在照明系统中的应用将可能有效缓解我们正遇到的能源紧缺问题。 中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明 650500摘要：LED光源是一种长寿且节能的新型半导体材料光源，其有关技术还有待开发，未来LED光源在照明系统中的应用将可能有效缓解我们正遇到的能源紧缺问题。LED在隧道照明中的应用具有一定的优势，但由于其技术还不成熟，仍旧存在很多问题，只有根据使用中遇到的问题，并对这些问题进行研究并解决，才能使LED光源在隧道照明中的应用更加成熟。 关键词：高速公路；隧道照明；节能方案引言 随着我国高速公路隧道里程的不断增加，隧道照明耗能已成为目前隧道运营的重要考核指标。现阶段，我国绝大部分高速公路隧道照明仍然采用高压钠灯作为主照明灯具，由于高压钠灯的显色指数低、寿命较短，且耗电量打，无法根据隧道内的实际亮度需求进行调光照明；在确保隧道内安全照明亮度的情况下，LED灯具可根据隧道内的实际需求亮度进行调节，自动控制隧道内的照明亮度，达到最优照明与节能效果。 1高速公路隧道的交通特点 山区高速公路隧道除了具有一般公路隧道的交通特点外，还有其自身特殊之处：（1）山区自然环境条件较差，如雨雾多、降水多、冬季路面结冰、天气变幻无常等，对公路隧道交通安全极为不利；（2）山区地形地势险要、地质条件复杂，公路隧道内一旦发生交通事故，应急救援行动往往不能得到有效发挥；（3）公路隧道群区段隧道密集、隧道间距短、距离互通式立交远等特殊结构和道路条件，使得公路隧道内各种意外事故的发生频率以及所需的救援力量随之增加；（4）山区高速公路一般线路较长且桥隧比例较高，形成了公路隧道群、“桥－隧－桥”及“隧－桥－隧”、隧道与长大纵坡结合等线路形式，不利于公路隧道的运营管理。 更为显著的是，山区高速公路运营初期交通量相对较小。这是因为：新建高速公路的交通量一般由趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量等3部分组成，转移和诱增交通量往往在高速公路全线通车后2~3年才逐渐出现，通车初期仅有趋势增长交通量，交通量相对较小，而且由于我国高速公路前期可行性研究阶段交通量预测精度不够准确，通车初期实际运营交通量普遍小于预测交通量，并且误差较大。由于实际交通量远小于道路通行能力，车流密度较小，车辆间的相互干扰较低，因此，刚刚开通运营的山区高速公路交通流属于高速度低密度交通流，车辆处于自由流行驶状态。以一日的各时段观察交通量，会发现很多时间段内无车通行隧道。山区高速公路运营初期交通量相对较小的实际情况为研究山区高速公路隧道的特殊照明需求留下了空间。 2隧道夜间照明基础 2.1照明灯具 早期隧道照明设计中最常用的灯具是高压钠灯，高压钠灯有造价低、透雾能力强的优势。近年来，LED灯逐渐取代高压钠灯，LED灯具有发光效率高、显色性好、寿命长的优点，另外，LED灯能够通过PWM等方式实现光通量的无级输出。 2.2照明控制方式 目前隧道照明的控制主要有三种方式，即智能控制、手动控制与应急控制。 2.2.1智能控制 当隧道正常运营时，可采用智能控制对隧道内照明亮度进行实时控制。当采用LED灯具时，由于具有调光功能，智能控制可以根据需求采集洞外亮度数据、车辆在隧道内的车速以及车流量数据车流量，采用相关控制算法计算出隧道内各照明段的亮度值，通过现场控制系统实现对隧道内亮度的智能控制。 2.2.2手动控制 当隧道运营出现某些特殊情况，需要人为决策控制时，可采用手动控制对隧道内照明亮度实施控制。隧道现场管理人员根据隧道的实际情况，对隧道照明进行控制与调节。 2.2.3应急控制 当隧道突发停电或需要断电对设备进行检修时，可采用应急控制实现对隧道内照明的控制。隧道管理人员人员根据具体情况设定整条隧道为统一的照明亮度，保证应急情况下隧道中的各照明段亮度达到要求。 2LED光源在隧道照明中的应用及节能优势 2.1配光 隧道照明系统一般对光源照射的均匀度具有较高要求，且对灯具进行安装的高度一般控制在5~6米，如果采用高压钠灯，其功率很大，靠灯具的配光达到要求有一定的难度，所以，如今隧道中大多采用荧光灯光源进行照明，但荧光灯作为一种360度发光的线性光源，其具有合理配光的技术瓶颈，LED光源的功率较小，可以对其从照射方向、颗粒排列以及发射角等方面进行配光调节，从而满足隧道照明系统的需要。 2.2光源光效 光效是评价一种光源是否节能的基本参数，上一点已经说明高压钠灯是高光效光源，所以LED光源光效的主要竞争对手是光效相对较弱的荧光灯，LED光源光效的发展非常快，即使考虑使用中的折减，现如今的LED光源光效也要比荧光灯光效大。 2.3灯具效率 隧道中使用的荧光灯光源灯具效率普遍较低，通常情况下荧光灯的使用效率为55%~65%，其原因是荧光灯360度发光面积，外加光源自身对反射光的遮挡和反射及折射会形成不同程度的折损，除此之外，灯具的维护系数在考虑到光源腔的防护等级以及透明罩老化等原因的情况下，只有0.6左右。而LED光源是由很多小功率的点光源组成，通常是改变点光源的位置以及方向和发射角来对其进行配光处理的，更换光源不需要打开光源腔，这样就会形成很好的密封性，所以，灯具的使用效率很高能达到75%~85%，维护系数也能达到0.75左右，所以相对与荧光灯，LED光源灯具的效率更高。
高速公路隧道照明供配电工程售后服务方案 1.1缺陷责任期内的日常维护方案 在试运行期内，我公司专业技术人员组成的维护小组将常驻现场对系统进行维护，提供免费服务以纠正、修复或更换制造和设计上的缺陷，并承担由此引起的全部额外费用。 缺陷责任期内工程的维护，在不影响正常使用的情况下进行，必要时采取可行的防护措施，确实需要中断运行时必须在业主同意下才可进行。 各项缺陷的修复符合规范要求并取得工程师和业主代表的认可。 交付运行后，我公司售后服务部门将定期对本工程进行回访。回访周期可以根据业主单位的要求而定。如果没有明确要求，我公司在试运行期间及缺陷责任期内定期回访，如果合同或业主有要求，可以对时间进行调整。在回访中，回访人员将认真听取业主的意见，发现问题后及时解决。 我公司设有专职售后服务部门及专职工程师，向用户提供及时周到的技术支持和售后服务。 我公司承诺接到用户电话后，8小时内响应，一般问题不超过24小时解决，重大问题48小时内解决。我公司对用户提供终身技术支持和服务。 1.2 缺陷责任期内的应急维修和保障方案 工程完工后，我公司将成立工程维护组，人员不少于10
人，以项目总工为组长，主管工程师为常务副组长，负责缺陷责任期内对工程的维护工作。 缺陷责任期内，维护组要定期对所建工程进行全面、仔细的组织检查，遇暴雨等不可抗拒的自然灾害后要随时组织检查，对出现的工程缺陷要登记清楚，分析缘由，及时向业主上报缺陷数量、缺陷范围、缺陷责任及原因等，并立即组织维修。 按照ISO9000系列标准要求，我公司实行竣工回访，工程交付业主后，仍将不断取得联系，听取业主的使用情况和意见。 我公司针对系统内各种设备不同特点，对业主和业主的技术人员、操作人员提供培训，技术上对用户绝不保留，努力提高用户的维护能力，保证在工程移交后，业主能够胜任系统的全部运行、操作、线路维护、故障分析处理、设备维修和保养等工作。 1.3 缺陷责任期期满后的应急维修、保障措施和优惠承诺 我公司提供7×24小时热线服务响应，以最快速度向用户提供备件和技术支持。不管在缺陷责任期内还是外，设备发生故障，我公司在接到用户通知后1小时内给出圆满答复；如有需要，24小时内到达故障现场，在4小时内排除故障。如系统发生严重故障，我公司承诺在48小时内排除故障。对于不能在现场迅速修理的设备，我公司将根据实际情况提供