高速公路照明系统智能控制装置的设计

智能路灯控制系统设计与应用研究

摘要：路灯作为城市夜间交通道路的主要照明系统，在城市基础设施建设中占有重要的地位。随着城市的现代化发展，人们对于路灯的性能提出了更高的要求。对于传统路灯存在的耗能大、、寿命短、难以管理等问题都亟待解决，为此，实现路灯系统的智能化、自动化就显得尤为重要。本文通过分析智能路灯控制系统的优越性和功能特点，来探讨基于gsm/gprs和zigbee网络以及控制模式下的智能路灯控制系统的设计与应用。

关键词：智能路灯 控制系统 功能特点 设计应用

随着我国大力开展节能环保理念的应用越来越广，人们开始关注城市道路两旁数量较多的路灯的耗能情况。就目前我国城市路灯照明系统管理现状来看，很多城市的路灯照明系统都存在诸多的问题，如：资源浪费较为严重，路灯的使用寿命不长，日常维护管理不全面、故障发生率较大且维修所需人工量很大，这些问题都严重制约着路灯控制系统的功能应用，也为城市居民的生活舒适度和交通道路的安全性带来很大影响。为了解决这些问题，就有必要对智能路灯控制系统进行大力研究与应用，尽快使城市路灯照明系统实现智能化管理，切实提高城市的整体建设水平。

1、智能控制型路灯的优越性

所谓智能控制型路灯，就是运用先进的通讯手段，计算机网络技术、自动控制技术、新型传感技术与自动检测技术等构成的无线监控系统，快速准确地对道路照明、城市灯饰工程、广场照明、桥

梁和隧道照明等系统进行智能监控，实现对远程路灯和电源实施遥控、遥测、摇监、遥视、摇信等功能，便于了解路灯运行状况以及它的维修和保养，能提高路灯运行质量和效率。相较于传统的路灯照明系统，采取智能控制的路灯系统有着极大的优越性，主要体现在以下几方面：

1.1具有较强的节能性。由于城市在后半夜对于照明强度的要求不是很高，若使路灯整夜都工作，就会浪费大量的电能，若采用“后夜灯”的工作方式，也会影响到一些居民的照明需求，但若采用智能控制的路灯照明系统，就可以很好的解决这一问题，实现即节能又能满足照明需求的路灯系统，同时也降低了路灯的损耗，使路灯的使用寿命更长。

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照明智能节电及监控自动化管理系统在高速公路中的应用

作者：杨桂林

来源：《中华建设科技》2013年第07期

【摘要】随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路逐年增加，使隧道开支运营居高不下。隧道照明耗电占高速公路运营中很大一部分，采用先进的照明智能节电控制系统，不但能明显改善照明效果，还可以节约大量的电费开支，带来巨大的经济效益。

【关键词】隧道照明；智能节电；应用

1. 概述

近年来，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路逐年增加，公路隧道照明系统作为车辆安全通行的保障，同时也使隧道开支运营居高不下。隧道照明耗电占高速公路运营中很大一部分，如不解决隧道照明节能问题，将给管理部门带来沉重的经济负担。若采用先进的照明控制系统，不但能明显改善照明效果，增加行车安全性和舒适度，还可以节约大量的电费开支，带来巨大的经济效益。

2. 高速公路隧道照明使用现状

（1）为了减少高额的运营支出，隧道照明在日常使用中，大量的少开灯甚至不开灯的现象比比皆是。给高速公路行车安全造成了重大隐患。

（2）为了保证行车安全，隧道照明系统的设计一般按照洞外最大亮度和最高时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。实际运营中，需要的照明强度一般远远小于设计参数，在运营过程中按照设计最大亮度照明，造成电源浪费。

（3）高速公路用电采用专线供电，在用电负载功率设计中，箱变要考虑实际功率、线损、无功衰耗、灯具老化衰耗等因素，箱变的设计要远大于实际功率，高压送变也要考虑这些因素，这样就导致低压端电压高于设备额定电压。经常高达240V以上，这样既浪费了电能，也大大缩短了灯具的使用寿命，增加了大量的维护费用与人力支出。

（4）高速公路低压配电施工单位众多，施工人员素质高低不齐，施工中不按设计方案施工，三相线路所安装灯具功率不平衡，导致实际用电三相电压不平衡。灯具的质量参差不齐，随着灯具的老化，也会造成三相电压的失衡。三相电压不平衡不仅降低功率因数，浪费电能，同时也会严重影响用电设备的安全和使用寿命。 龙源期刊网

高速公路隧道照明节能与智能控制系统

摘要：高速公路隧道照明设备运维管控的实际需求，经过一系列技术探索，优化并形成了信息化解决方案。方案可有效提高高速公路隧道照明智能控制的稳定性与可靠性，减少高速公路隧道照明日常养护的运维管理成本，减少运维出车次数，降低碳排放，保障高速公路车辆行驶的便利性和安全性，减少因隧道照度不合理带来的车户投诉，提高公众出行服务的满意度，具有良好的经济价值和社会效益。

关键词：高速公路隧道；照明节能；智能控制

引言

隧道照明系统是高速公路运行过程中的重要环节。照明系统作为隧道机电系统的主要构成部分，其在正常运行状态下通常会消耗大量的能源。照明系统的功能是向经过隧道内部的车辆提供安全、亮度适中的行车环境，隧道照明系统在确保高速公路车辆安全行驶方面发挥着重要作用。但是，为响应国家节能政策的号召，应增强对高速公路照明节能与智能控制系统的研究，减少能源消耗。

1 高速公路隧道照明节能控制的主要内容

1.1按需分配

最初，高速公路隧道照明节能控制主要采用人工控制的手段，通过远程或者本地的方式手动操作高速公路隧道照明系统，使其能够根据高速公路隧道照明需求的动态变化，实现照明的智能化分配，从而达到“按需分配”的照明效果。但这种控制方式的运行成本较高，同时人工控制的时延对高速公路隧道照明系统充分发挥作用带来一定的影响。因此在现代通信、网络技术发展的过程中，需要使用远程控制计算机，按照预定的程序、时间段分配照明，提升照明控制的智能化水平，保障控制效果完全满足“按需分配”的要求。需要在原有系统的基础上，提升控制策略的智能化水平，以满足更多场景下高速公路隧道照明的需求。 1.2精准照明

在不同情况下隧道对照明的要求有较大的区别，如雨雾天气需要确保最大的照明效果，避免司机视野不佳对行驶安全和舒适度带来的不良影响；夏季内外光照差距较大，需要确保内外光源的变化不会引起短暂眩光的情况；在阴天，需要适当降低照度，确保隧道照度在合理的范围内，并提升照明的舒适度。通过精准的照明控制，在不同条件下采取对应的方式进行调光，可以精准提供照明，同时降低照明系统的能源消耗。

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高速公路隧道ＬＥＤ照明智能控制示范应用　

路杨　黎碧波　张春化。马荣贵。　

（１．陕西省交通建设集团公司，陕西西安７１００７５；２．长安大学，陕西西安７１００６４）　

摘要：为了实现按需照明，节约电能，并延长ＬＥＤ灯寿命，设计了一种高速公路隧道ＬＥＤ照明智能控制系统，由传感器、计算机、照　

明灯具及传输通道等组成，可依据洞外亮度、车流量和车速等信息对ＬＥＤ照明灯的亮度进行调节。系统有自动、时序、手动３种工作模式，　

以适应不同的要求，在西商高速公路黄沙岭隧道和岭底隧道完成了示范应用。试验结果表明，和高压钠灯相比，采用ＬＥＤ照明灯及其智　能节能控制，照度均匀性好，照明电费节约４５　以上。　

关键词：公路隧道；ＬＥＤ照明；智能控制；耗电　

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　

个明暗交替的过程，往往会产生“黑洞效应”和“白洞效应”，容　

易发生交通事故。隧道照明控制就是在确保行车安全的前提　

下，尽可能节约照明电能，降低运行成本。目前公路隧道照明　

使用最多的是高压纳灯，这种光源启动时间长，节能采用多回　

路控制。ＬＥＤ即发光二极管，是第４代照明光源，即２１世纪绿　

色节能光源，具有无污染、光效高、耗电量小、寿命长（理论寿命　

达１Ｏ万ｈ）等优点。随着ＬＥＤ技术的不断发展，ＬＥＤ隧道照明　

发展迅猛，我国的个别高速公路隧道实施ＬＥＤ节能照明示范　

工程。目前，ＬＥＤ隧道照明控制大多与高压钠灯照明一样，没　

有采用按需照明、智能控制。ＬＥＤ灯响应迅速，其启动响应时　

间为纳秒量级，每次点亮只是瞬间过程，因此完全可以针对使　

用环境变化对其亮灭明暗实现智能控制，以充分节省电能，延　

长隧道灯寿命，使隧道灯照明系统更趋合理。　

１　ＬＥＤ照明灯开发　

１．１　ＬＥＤ照明灯无级亮度调节　

ＬＥＤ无级调光解决方案及规范一直在不断变化中，现在市　场上存在模拟、可控硅（ＴＲＡＩＣ）和脉宽调制（ＰＷＭ）３种调光方