高速公路隧道照明PCL控制改造与应用

陈然

（贵州高速公路集团有限公司 贵州贵阳 550001）

高速公路隧道照明PCL控制改造与应用

陈然

（贵州高速公路集团有限公司 贵州贵阳 550001）

针对高速公路隧道照明PCL控制改造问题进行分析，结合实际案例，提出了相应的隧道照明改造方案，其中有隧道照明方案和调光控制方案。并以某高速公路速隧道照明系统为例，分析PCL控制策略，通过对隧道每照明系统进行自动控制，可以在很大程度节省电能，进而降低隧道运行成本。

高速公路；隧道照明系统；PCL控制改造

进入隧道入口，会出现“黑洞效应”，因此对隧道内的照明设备进行控制十分重要，科学控制隧道内照明设备，可以为司乘人员提供一个良好的行车环境，进而保障车内人员的行车安全。随着新技术的不断引入，对隧道内照明系统进行自动控制，进而节省高速公路隧道运行成本，实现节能减排的目标。

1 高速公路隧道照明系统改造方案

1.1 隧道照明方案

隧道照明方案的设计取决于照明灯具的选择以及灯具布置情况。隧道内的照明不仅要满足隧道特定环境下对光效、光通量、灯具寿命、工作特性、灯具的显色性以及光色等要求，同时还要对隧道节能、环保和在汽车所排出烟雾情况下保持良好的照明等要求。伴随着LED照明技术的不断发展，当下LED光源已经具备节能、长寿命、环保等优点，因此其被广泛的应用在功能性照明中。从当下我国高速公路隧道照明中看，对隧道照明改造大致可以分为两种：①全部采用LED灯照明的方案；②采用高压钠等和LED灯相结合的方案，基本上采用LED等[1]。

以某高速公路为例，其处于东部沿海经济发达地区。因为这一高速公路所经过的车辆大多是柴油车，所以洞口废气排放比较严重。夏季，白天日照时间比较长，亮度较高，因此对隧道内照明系统进行改造的过程中，主要采用的是高压钠灯和LED灯相结合的方案。这一方案中的高压钠灯具有一定的透雾能力，但由于隧道是一个十分封闭的空间，不能和外部光环境进行对比，当车辆进入隧道后，LED灯便可以满足车辆安全行驶的要求，并且可以为驾驶员提供相对较好的显色性，驾驶员可以清晰的了解前方的路况，与此同时，可以使照明得到充分改造，进而使成本有所降低。

1.2 调光控制方案

将LED灯和其他光源进行对比，其具有方便、灵活的实现无极调光的优点。同时，其能够在保障规范要求的前提下，还能按照需求进行照明的重要手段。某高速公路采用了以电力线载波通讯方式的调光系统。使用这一系统的优势在于只需要利用电线就可以实现数据传输，而不需要增加额外的通讯线缆。但因为隧道内的供电线路较多，并且大多数供电线路为三项供电线缆。所以，如果叠加的有载波信号的电线和通讯距离较近，不同的相间均可以接收到信号，并且三项电力线之间的限号损失较大。尤其是电力线上所存在的负荷较重时，可能会导致载波信号被大大消减。经过分析，决定增加一根转为LED灯所用电源供电的2芯单项电线，这样就能有效解决上诉问题，采用这样的方式花费了较多的人力、物力和财力，并且还没能将电力载波通讯优势体现出来[2]。对此，相关技术人员决定在7座隧道内采用RS485总线形式调控控制系统，这一系统在使用过程中不仅拓扑较为简洁，并且具备较强的抗干扰能力。表1为照明控制系统工况分类表。

2 案例分析

以某高速公路隧道照明PCL控制改造和应用情况为例。

表1 照明控制系统工况分类表

2.1 工程现状

这一隧道总宽度为10.16m，属于双车道单向形式，其中的行车道宽度为7.5m，规定的行车速度为60m/h，平均每天的车流量为17000～18000辆。这一隧道到目前为止已经营运了12年，隧道内已有的一些照明灯具效率低下，质量也不是很高，导致照明效果不够理想，在日常维护过程中，所需工作量较大，增加了运营成本。

2.2 工程设计

2.2.1 照明系统设计

通过检测显示，隧道为的亮度在L20（S），结合实际检测，隧道外的亮度取值为3000cd/m2。

根据《公路隧道通风照明设计规范》，当照明设备可以满足安全运营需求，并且符合亮度标准的情况下，分别设置150W、100W、60W的LED灯来代替250W、150W和100W的高压钠灯，在使用过程中，需要保持原有的配电系统。

2.2.2 隧道照明PCL改造

定时控制工作原理，定时器为减1计数，如果程序进入运行状态，定时控制逻辑接通后开始工作。在工作过程中，需要将设定值寄存器放入SV5中的内容装入经过值寄存器EV5中。定时时钟经过0.1s，寄存器中内容便可以减1计数，直到EV5中的数字为0，这一定时器中所对应的常开触点T将会闭合，这时常闭触点将便会断开[3]。在这之后，如果定时器控制逻辑一直是接通状态，则需要保持其触点，待到所控制的逻辑行断开为止，这时的定时器触点不动，EV5便复位，直到逻辑行又一次被接通，并且开始重新计时。

自动电源通断工作原理：在实施过程中，可以利用主接点进行电路的开闭，并且利用辅助接点将控制回路导通。其中的主接点一般是常开接点，而辅助接点在一般情况下可能会有两对常开接点和常闭接点。引起交流接触器进行动作的动力源主要是通过带铁芯产生的磁场。为了增加磁力的稳定性，需要在铁芯吸合面上增设短路环。当交流接触器产生失电现象后，可以靠弹簧进行复位。另外一半属于活动铁芯，其构造和固定铁芯相似，其作用是将主接点以及辅助接点的闭合切断。

2.3 隧道照明PCL实验与应用

当照明设备满足基本安全通行的基础上，需要利用PCL自动控制技术，通过这样的方式控制隧道照明。在白天，将基本以及应急设备开启，并且增加部分强灯，根据案例隧道情况，一共开启590盏。在夜间，将基本照明自动关闭，仅将基本照明和应急照明开启，一共是250盏灯。目前为止，这一高速公路某隧道洞口的亮度为L20（s），其取值为3500cd/m2。对其进行测验，隧道内的亮度在3500cd/m2以上。这一条件可以满足隧道车辆安全行驶，说明方案可行。结合隧道所在地的四季昼夜长短和运行情况，需要对程序进行自行编排，进而对照明线路的开启进行有效控制。讲过计算，改造后的近一个月，可以节省1.09万元/月，那么一年就可以节省将近12万元的成本，照明电费费用下降了27%左右。与此同时，还使工程师的劳动强度被降低，使隧道的0往返得以实现，隧道运营一年，可以节省燃油费1.4万元。

3 结束语

对某高速公路隧道照明PCL改造做出详细分析，认为实施科学改造可以在很大程度上实现节能减排，并解决劳动成本。在此基础上，使隧道的通行能力得到有效提高，在高速公路隧道照明中树立了良好的榜样。此外，充分利用信息技术；通讯技术以及计算机技术可以有效解企业在告诉过公路隧道管理以道路运行过程中存在的问题，进而提升高速公路管理水平。

[1]鲍学俊，吕晓峰，夏倩，史玲娜.基于交通量和洞内外亮度的调光控制系统应用——以楚大高速公路九顶山特长隧道为例[J].隧道建设，2016，02：143～149.

[2]涂耘，王少飞，邓欣.基于低碳理念的公路隧道绿色照明技术研究[J].公路隧道，2013，03：10～15.

[3]公海.对高速公路中隧道照明系统的节能设计与优化的分析[J].交通节能与环保，2012，03：82～84.

U453.7

A

1004-7344（2016）13-0152-02

2016-4-8