高速公路隧道照明智能控制系统的研究

2015-10-31曹伟星

建材与装饰 2015年29期

关键词：灯具亮度浪费

曹伟星

（福建省高速公路监控中心马尾分中心）

高速公路隧道照明智能控制系统的研究

曹伟星

（福建省高速公路监控中心马尾分中心）

在“7918”国家高速公路网规划和鼓励、支持中西部发展的政策机遇下，公路隧道数量保持着高速增加的趋势姿态。通过公路隧道的车辆车速较快，视野内光亮度变化强烈，且车辆密度大，加之隧道内车辆排放尾气等问题影响，严重威胁着行车安全。平衡隧道内照明亮度和公路隧道运行成本之间的关系，成为隧道照明控制研究的关键点。由于公路隧道特殊的管状结构决定了隧道内外亮度相差悬殊，车辆通过隧道时有“暗适应”、“亮适应”、“适应性滞后”等问题。设计时都是按最大亮度需求考虑，因此隧道普遍存在过度照明，电能浪费巨大高达50～90％。比如在隧道较多的省份如广西、福建、江西等，隧道照明系统的设置成为了耗资巨大的系统工程，而隧道的智能控制系统的节能设置能节约运营成本。通过“文献调研、理论分析、实验分析”等手段，结合国内隧道照明技术的发展现状和未来发展趋势，系统地解决照明智能控制系统的问题。并基于现状和存在的问题，提出一些关于隧道照明智能控制系统的整改措施。

高速公路；隧道；照明；节能；安全；智能控制

1　隧道照明电能节能控制低效的主要因素

（1）洞外亮度大范围变化而洞内亮度相对固定隧道的智能控制系统设置时，其亮度往往是按照夏季中午最亮时作为默认计算值，没有考虑维护系数，特别是洞外的亮度随着季节、气候、时间而时刻变化，洞外连续而相对规律的亮度变化没有被考虑在内，主要是系统控制不稳定，以及能源的浪费，而采用晴天分级系统和亮度曲线调节系统能够有效控制电能的浪费，同时通过分析隧道智能控制能耗比值曲线可以求出浪费的电能和实际的电能需求，目前大多数隧道照明控制系统的耗能都是电能需求的两倍以上。当采用四级调光的LED灯时可以节约40％的电能，这是隧道照明智能控制系统节能照明的目标。

（2）灯具功率规格少，隧道照明灯具功率规格少是不争的事实，隧道照明的标准值在行业标准中有具体规定的，若照度大幅超过行业标准水平则属于过度照明，隧道高速公路照明灯往往只需采用30～120W的灯具，灯具功率的配备并不成熟，比如单侧亮度控制不够、双侧出现过度照明屡见不鲜。而选用LED灯具、其设计功率一般在30～70W之间，但依旧存在过度照明，若采用智能无极控制可有效的避免过度控制，达到节能的效果。

（3）由于社会发展的需要，经济落后人员稀少的地区也通上的高速公路。这种地区的高速公路往往隧道众多且大多都是长隧道，车流量非常的少，尤其是晚上基本没有车。如果按传统的开灯方式会造成巨大的电能浪费。浪费率达到95％以上。如果能通过车流量检测配合开灯模式，大大的减少不必要的电能浪费达到节能的目的。

2　隧道智能照明控制方式

（1）传统型控制系统作为隧道照明控制的开端，其工作方式是通过安装在照明控制系统配电回路中接触器来控制照明。

（2）分时段照明智能控制方式分时段照明控制方式吸纳了传统照明控制方式，具有节约电能、灵活多变的特点，通过预先设置好的时间程序，目前我国隧道智能照明设计主要是分时段照明控制模式，设计依据是四季和全天的光照强度的不同经验式的划分时段。其控制方式逻辑简单且易于集中管理而获得了业内的一致好评。

（3）综合智能自动化控制模式超长隧道的照明系统不仅要满足行车的视觉亮度，更是要给人视觉享受，创造出丰富的视觉空间，而传统的智能照明控制系统无法满足长隧道“安全、多样化、节能、高效”的需求，全智能自动化控制模式方式呼之欲出，其实也就是在传统智能控制模式上效能的提升。

3　如何提升隧道智能控制系统的效能

①针对大型隧道和隧道群设置环境检测设备、车流量车速检测设备，获取相应的数据。②把握主流的隧道空间照明控制系统的设计思想和照明控制方式，结合隧道空间特点，打造新型的隧道照明智能控制系统设计。③通过对隧道内视觉模糊的光环境研究，建立视觉网络分析模型，在实验室中通过视觉仿真工具设计出与隧道现状相符的光源亮度控制系统，采用模糊控制技术对隧道照明人工光环境进行分析研究，得出的实验结果才能真正实现全智能照明控制系统兼顾对行车视觉各个波段、亮度的照明需求。

图1　

综上所述，综合智能照明控制方式结合了现代照明控制设计的思想和隧道节能照明技术，通过测量相关的环境参数结合国家相关的照明规范，通过相关模拟软件，实现隧道的全智能照明控制。技术的发展完善，需要综合考虑到隧道的照明节能系统的设计和隧道流动性的空间特点，综合考虑隧道照明的车流量、天气状况、行车速度等影响因素，设计出一个安全、舒适的隧道照明空间并最大限度的减少电能和人力的浪费。