高速公路隧道照明节能与智能控制系统

学习智能控制课程研究报告标题：高速公路隧道节能智能模糊控制系统研究姓名：学号：专业：测试计量技术及仪器高速公路隧道通风照明节能智能模糊控制系统研究1.国内外公路隧道节能研究现状1.1 国内高速公路隧道通风照明节能的研究现状据统计，2002年我国公路隧道通车里程已达704km/1782座。

公路隧道通车里程比1979年增长了13倍。

同时隧道建设技术不断的提高，1995年建成的成渝高速公路上的中梁山隧道长3.165km，缙云山隧道长2.529km，解决了我国长大公路隧道的通风问题，1999年通车的四川省川藏公路上的二郎山隧道长4.176km，同年通车的四川广安地区公路隧道长4.534km，1999年底实现双洞通车的全长2×4.116km的浙江省甬台高速公路大西邻至糊雾岭隧道，设置了照明、通风、防火监控等完善的运营机电设施。

截至2009年底，我国已经建成公路隧道6139座，总长394.20万米。

如此大规模的隧道建设，不但运营管理的任务十分艰巨，其安全与节能问题也日益突出。

其中隧道耗电占高速公路运营中的很大一部分，以3公里长隧道为例，年电费约为400万元。

如福建高速公路监控厦门分中心在对高速公路厦门大帽山隧道供配电系统、照明系统和通风系统进行了节能技术改造，通过适当提高线路电压、提高功率因素来改造供配电系统，经过一年的试运行，2009年5月底同比无功电量下降了85.48％，为福建高速公路减少电费支出87492.8元，取得了可喜的经济效益；对照明技术进行改造，将射流风机出风口处的风导向下方后，以此损坏率计算，一年可减少高压钠灯损坏38盏、镇流器损坏l8只、触发器损坏2只、灯具损坏l1套，合计节省购买灯具费用约2万多元。

如全国高速公路隧道风机都采用“两台风机共用一套自耦降压起动装置”可节省50％的起动装置。

1.2 国外高速公路隧道通风照明节能研究现状在公路隧道照明技术方面国外研究较早，通过长期的研究和实践，技术成熟。

高速公路隧道照明智能调光系统的应用再探讨蓝福东（福建省高速公路集团有限公司龙岩管理分公司，福建　龙岩　３６４０００）摘　要：随着交通行业的高速发展，高速公路建设也在如火如荼地开展，而节能减排对高速公路建设具有重要的意义。

ＬＥＤ灯凭借易调光、使用年限长、节能等特点受到了青睐，能够显著的降低能耗，提高经济效益。

但在ＬＥＤ灯应用下，还需结合智能调光系统，使高速公路隧道照明更加先进、智能。

本文通过探究智能调光系统的设计，探究其具体应用。

关键词：智能调光系统；隧道照明；高速公路；应用0　前言在高速公路建设中，隧道照明需耗费庞大的资金，对于运营单位而言，需承受较大的经济压力。

随着节能减排理念的提出，加上为了提升企业的经济效益，减少隧道照明的费用便成了企业的重要目标。

在以往的隧道照明中，钠灯为首要的选择，但资源损耗较大，系统的启动速度还需优化，且难以达到智能化的标准。

而随着ＬＥＤ灯及智能调光系统的应用，改善了隧道照明的现状，经济环保、低能耗，发展前景广阔。

但在智能调光系统的应用后，也发现其有一定的不足，还需改进优化，使智能调光系统更加先进、完善，以实现节能减排的目标。

1　智能调光系统的应用背景在社会经济迅猛发展下，高速公路建设也在如火如荼地进行，而隧道的数量也在不断增多，其所产生的运营费用便成了一项重要的问题。

在隧道运营成本中，隧道照明的占比最大，其所耗费的资金超过５成，这也体现了改善隧道照明现状的重要性。

在以往的隧道照明设计中，灯具的安装数量及功率按隧道最大亮度需求值进行设计，运营中，无法达到按隧道外亮度及车流量变化进行智能化控制的要求，管理人员根据以往的工作经验设置开关灯的时序及开关灯的数量，为了进一步提高隧道通行的安全性，一般按照多开灯的原则进行，虽能够保证汽车在隧道内安全通行亮度要求，但对电能的损耗极大，也造成了能源浪费，这也使得隧道的照明成本急剧增加，与节能减排的理念不符。

在节能减排的理念提出后，减少隧道的照明成本便成了一项重要的问题，而ＬＥＤ灯投入市场后，对隧道照明的高损耗难题带来了解决方案，其最显著的特点便是可调控，并利用智能调光系统，准确的掌控高速公路沿线隧道的各个时段、各个区域的环境变化，尤其是隧道内外的亮度差异，从而进行对ＬＥＤ灯的调控，以达到按需照明的目标，减少对电能的损耗，提高灯具的利用效率。

高速公路隧道LED无极调光智能控制系统及应用摘要：中国高速公路隧道照明系统基本使用高压钠灯，造成大量电能浪费的同时，也无法做到结合使用场景的灯光亮度合理精准调控。

基于此，本文提出全新的高速公路隧道照明控制系统，该系统可以做到对高速公路隧道内灯光亮度的合理调控，在确保行车安全的同时减少电能损耗，有效符合国家层面提出的节能减排目标。

关键词：隧道照明；无极调光；智能控制系统；节能引言经济的飞速增长，我国高速公路的建设数量与建设规模也不断增加。

据统计，截至2020年底，我国高速公路总里程达16.10万公里，其中公路隧道已达21316处。

而陕西省作为全国的隧道大省，隧道数量众多，隧道照明用电消耗也成为隧道运营管理单位的一项巨大开支，同时为响应国家“双碳”政策号召，急需加大高速公路隧道LED照明节能技术研究力度。

20世纪中叶，以欧洲为首的西方国家选择智能调光照明控制技术，制定了相应标准，且获得了全面的发展，促进了隧道照明的发展。

对比国外，我国的隧道照明技术发展晚于国外，无完善的设计规范，一般设计按照《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)开展。

在90年代后期，为满足行车安全基本需求，贯彻安全、节能理念，开始确定灯具安装的相关方案，加大了“黑洞效应”、“白洞效应”、“灯具开启数量”几大主题的研究。

本文根据多年机电工程积累经验，研发了一套高速公路隧道LED照明智能控制系统，并应用于十天高速红石河隧道和银昆高速天台山隧道机电项目。

1常见的城市隧道照明控制技术1.1PLC控制技术PLC控制技术也被称为电力载波控制技术，需要在系统中安装PLC控制器、传输模块与终端感知设施。

在系统运行期间，由传感器持续采集现场监测信号，由PLC控制器对现场信号进行扫描识别，然后根据用户程序扫描结果选择是否执行预先设定的特殊功能指令，经由锁存电路向外接设备输出控制指令，执行照明灯具开启、关闭等控制动作。

PLC控制技术有控制方式多元化的优点，可以根据照明控制需求采取顺序控制、定时控制、环境自适应控制、闭环控制、计数控制等多种控制方式。

高速公路隧道智能照明系统一、简述隧道智能照明涉及通信和传感功能，能够进行远程控制（开启或关闭）和监控（远程诊断）隧道里灯光照度、风速、一氧化碳能见度。

隧道智能照明也为灯光、风速、一氧化碳能见度提供信息，使它能根据使用或环境等情况进行调节和报警。

隧道智能照明的通信可用无线或现有的电力线基础设施实现。

电力线是世界上最大的铜基础设施，不管是民用、工业、办公的每个角落都有电源插座，使之成为一个覆盖极为广泛的网络。

鉴于所有照明灯具是连接到电力转换成光、风机把电力转换成风等，电力线通信（PLC）已成为隧道智能照明主要通信和控制链路的合理途径。

二、系统组成隧道智能照明系统将现场总线技术、通信技术、控制技术融入到传统的照明系统中，将照明系统中各回路单元通过网络与控制单元进行数据通信，从而将传统的照明系统升级为智能照明系统，使之成为一个设备网络面的自动化控制系统，如下图所示。

该系统由三层网络架构组成，电力监控前置处理机和隧道照明控制器集成了数据采集系统和隧道工艺控制系统工程；控制层是此系统的核心，发挥着枢纽和控制的作用：对下采集设备的数据，进行工艺控制管理、数据分析，实现对隧道照明的全面管理、保护集中监控、故障信息存储、数据能耗分析、参数远程设置、设备维护检修等功能；对上提供对应协议接口，将数据传送到隧道管理站系统。

控制层可以独立成为一个系统，完成系统的所有管理控制功能。

控制层上行通信TCP/IP协议，下行通信采用通信协议为Modbus-RTU，以适应各种现场的应用；设备层网络选用YSK2P控制与保护开关电器、多功能能仪表、计量表等等实现监测、控制、保护、管理等功能。

右洞奉化镇三、系统特点1.系统具有高度的开发性、良好的互操作性、较强的扩展性：本系统可以采用多种现场总线技术，Modubs、CAN、Profibus等多种协议可选，以适应不同行业、现场的网络要求。

因此，确保不同厂家的设备之间可实现无障碍地互连并进行信息交换，使得种类设备之间具有良好的互操作性和互换性，为系统集成和系统优化提供更多的选择。

高速公路隧道照明系统设计与控制隧道是现代交通系统中不可或缺的一部分，随着交通的发展和道路的建设，越来越多的隧道被修建。

隧道内部环境特殊，对照明系统的质量要求很高。

照明系统的设计和控制不仅关系到交通安全，还与能源的节约和环境保护密切相关。

本文将探讨高速公路隧道照明系统的设计和控制。

一、隧道照明系统的设计原则1. 安全性原则：隧道照明系统的最基本原则是保证道路通行安全。

照度应达到充分的视觉需求，避免视线失明、眩光和影像轮廓模糊。

2. 经济性原则：照明系统的设计不仅要满足安全性要求，还要考虑节能和降低成本。

合理的照明强度和灯具布置方式，降低照明功率和维护成本。

3. 环保原则：照明系统的设计和控制要符合环保要求，尽可能减少环境污染。

应采用节能环保的灯具和设备，不使用有害物质的产品。

二、隧道照明系统的设计方案1.灯具类型选择：隧道照明系统主要采用高压钠灯、LED灯和T5荧光灯。

高压钠灯是传统的照明方式，它的照度高，但能耗和光污染较大。

芯片光效在100lm/W左右，使用寿命一般在20000小时左右。

LED灯是新型的照明方式，它的照度高，能耗低、光污染小，使用寿命长，维护费用低。

T5荧光灯是一种环保能效的灯具，其光效可达到80-100lm/W以上，使用寿命可达到30000-50000小时。

2.灯具布置方案：多数隧道照明系统采用对称式照明，灯具布置在两侧，避免单侧照明造成的影像错综复杂。

同时可以采用分段式照明，按照标准照明等级对照明区域进行分段，节约能源，降低成本。

3.照明强度设计：照明强度受隧道内环境光和隧道长度等因素影响。

一般按照路面坡度、道路曲率、雨雾等级、车速、视距等要素综合研究，确定隧道照明强度设计标准。

三、隧道照明系统的控制方案1. 手动控制系统：手动控制一般是采用人工巡视，定期检查灯具状态和照明强度，进行调节。

这种控制方式生产效率低，需要高强度的人力投入，现在不太使用。

2. 光控制系统：光控制是目前隧道照明控制的主流。

隧道照明智能调光控制系统方案分析发布时间：2021-03-26T05:54:51.746Z 来源：《房地产世界》2020年18期作者：朱子亚[导读] 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。

采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。

本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。

朱子亚江苏冠懋绿化工程有限公司摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。

采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。

本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。

关键词：隧道照明；智能调光；控制方案引言在高速公路建设中，隧道照明需耗费庞大的资金，对于运营单位而言，需承受较大的经济压力。

随着节能减排理念的提出，加上为了提升企业的经济效益，减少隧道照明的费用便成了企业的重要目标。

在以往的隧道照明中，钠灯为首要的选择，但资源损耗较大，系统的启动速度还需优化，且难以达到智能化的标准。

而随着LED灯及智能调光系统的应用，改善了隧道照明的现状，经济环保、低能耗，发展前景广阔。

但在智能调光系统的应用后，也发现其有一定的不足，还需改进优化，使智能调光系统更加先进、完善，以实现节能减排的目标。

1城市隧道照明与通风系统的关系隧道通风系统和照明系统存在着相互依存、不可分割的关系，在实际工程设计中，专业之间必须有效沟通和协作。

由于车行在隧道内产生的烟尘不易消散，隧道照明系统既要考虑光线的穿透性能，也要考虑由于烟尘反射造成的亮度损失。

在JTG/TD70/2-02-2014《公路隧道通风设计细则》中，对采用LED灯的通风烟尘设计提出了新的要求。

公路隧道LED智能化无级调光照明节能分析合肥源辉光电子有限公司 吕晓峰 230041关键词: 过度照明 投资经济性 养护系数 车流量 洞外亮度摘要：本文论述了公路隧道照明系统电能浪费之所在，介绍了LED智能化无级调光照明系统的节能原理和LED隧道灯的选择方法，分析了LED无级调光照明系统与传统分级调光照明系统的安全性及其综合投资对比。

引言目前公路隧道约有80％的照明能耗被浪费掉了。

长期以来，隧道照明节能主要是从提高光源光效、优化系统设计、加强能耗管理等方面入手，这在一定程度上起到了较好地节能效果；但如果要在这传统的节能基础上再节能50%，传统的照明方式是无法实现的。

本文将从理论和实践两方面论述这部分电能是怎样浪费的？我们如何通过LED智能化的无级调光照明系统将大部分电能节省下来。

传统照明与智能化无级调光照明两者节能方式不同，因此节能效果也大相径庭。

前者由于灯具亮度不可控，因此几乎完全依靠灯具光效的提高来实现节能，这种简单的节能方式现在已没有太大的节能空间；如果想节能10个百分点，就需要用户付出更多地代价。

而后者通过智能化无级调光，实现按需照明，为隧道照明节能打开了一片广阔的空间；与钠灯相比节能60～70%是较为容易的；去年我们在夏蓉高速贵州格龙隧道实施了LED无级调光与LED分级调光进行对比的科研项目，经权威机构国家交通安全设施质量监督检验中心检测，LED无级调光照明系统比LED分级调光照明系统还要节能34.7%。

一、公路隧道传统照明系统电能浪费所在1、养护系数形成的浪费a、养护系数与灯具寿命的关系养护系数是指隧道灯在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该灯在相同条件下新装时所得到的平均照度或平均亮度之比。

它与光源的使用年限息息相关。

图1-1是养护系数取值与LED隧道灯使用年限的关系图。

从图中可以看出，取值越低，使用年限就越长；取值越高，使用年限就越短。

标准中规定养护系数取0.7，这就意味着照明系统的使用年限可达30000h。