基于照明节能的高速公路照明系统

左霖杰

摘要：近年来，我国高速公路建设规模不断扩大，这也使人们对高速公路安全性有了更高的要求。由于驾驶员在光线昏暗的条件下进行驾驶会使安全风险大大增加，因此必须要确保高速公路有足够的照明，以此保障高速公路的通车安全。同时，由于人们节能环保意识的增强，这也使高速公路在具备足够照明的同时，还要具备较高的节能效果。因此，本文便对基于照明节能的高速公路照明系统进行深入的研究，以期能够提高高速公路照明系统的照明水平及节能效果。

【关键词】照明节能 高速公路 照明系统

现阶段，我国越来越重视基础设施建设，这也使节能技术在基础设施建设中得到了广泛的应用。节能技术的出现，有效缓解了资源紧缺压力，提高了能源利用效率。在高速公路建设中，照明系统设计合理性的高低，不仅直接影响到整个高速公路的照明与节能效果，同时还关系到驾驶员的行车安全。因此，在对高速公路照明系统进行设计时，必须要在确保照明效果的基础上，最大限度的提高节能效果，只有这样，才能提高高速公路的使用价值。

1 基于照明节能的高速公路照明系统设计要求及标准

1.1 高速公路照明系统的设计要求及标准

众所周知，在许多高速公路中都有着大量的隧道，一旦这些隧道的长度超过100米，就必须要安装照明系统，这也是确保高速公路行车安全的重要前提。由于驾驶员在高速公路中进出隧道时会产生暗适应与亮适应两个视觉过渡阶段，如果照明系统的设计不够合理，势必会使驾驶员在视觉过渡时难以看清前方，进而引发交通事故。因此，在设计照明系统时，必须要根据驾驶员的视觉过渡特点来分阶段的对隧道进行划分，并根据不同阶段来制定几种照明方案，包括隧道出入口及中间部分，此外，当遇到特殊情况时，为了使驾驶员能够看清隧道内的事物，还要设置应急照明系统，同时在要进行视觉过渡时，利用引导照明路段来帮助驾驶员进行视觉过渡。

1.2 灯具及光源的采用与选择

在高速公路照明系统设计中，灯具及光源的采用是非常重要的，其直接关系到照明与节能效果，应根据灯具的使用寿命、发光颜色及采购成本来进行科学选择，同时，还要确保灯具在使用过程中具备较高的稳定性。现阶段，我国在高速公路照明系统中主要采用低压或高压钠灯、白炽灯及荧光灯等，虽然照明效果有所保证，但节能效果却并不出色，因此我国急需在高速公路照明系统中采用更加节能、高效的灯具及光源。

1.3 高速公路照明系统的照明节能控制方法

高速公路在应用照明系统过程中，主要的节能控制方法是在布设高压气体灯的同时，利用高反光材料来提高光线反射效果，以确保照明效果达标的同时，减少灯具数量的布置。此外，还可通过缩短照明线路的布设长度，对配电房进行合理布置等手段来达到节能目的。在节能控制方法上，主要分为自动控制与人工控制两种方法。

2 实现高速公路照明系统节能的关键及原理

2.1 基于照明节能的高速公路照明系统的设计关键

在对基于照明节能的高速公路照明系统进行设计时，其关键在于帮助驾驶员更快的适应高速公路的光线明暗变化，当驾驶员进入隧道时，视觉上会有一个暗适应的过程，而在出隧道时，则会有一个亮适应的过程。因此在设计照明系统时，应根据驾驶员的暗适应和亮适应时间，并结合光线在发生变化时所产生的强度比值来调节照明强度，最大限度的降低光线变化前后的强度比值，并通过引导照明路段来尽可能的缩短驾驶员的视觉过渡时间。

2.2 基于照明节能的高速公路照明系统控制原理

在对高速公路照明系统进行设计时，除了要尽可能的缩短驾驶员的视觉过渡时间以外，还要满足以下两个要求，其一是对高速公路的照明需求进行计算，以确保实际照明能够满足照明需求，实现照明效果的最优化；其二是对照明输出进行控制，保证照明输出足够的前提下，尽最大努力减少照明输出所产生的能耗，以实现节能效果的最优化。在计算照明需求时，应同时兼顾最小能源消耗与最优照明效果两个基本原则，并根据照明控制过程中的关键要素来计算光照需求。在计算出高速公路不同阶段的光照需求量以后，还应根据得到的光照需求量来进行光照输出控制，以确保实际光照能够满足光照需求，并通过数据来对光线亮度进行直观表示，通过动态调光处理来达到控制光照度的目的。

3 高速公路照明系统的照明節能方案

3.1 LED技术在高速公路照明系统中的应用

LED技术作为照明系统的一项新兴技术之一，其在许多领域中都得到了广泛的应用。LED技术的节能效果非常强，并且具备无污染与高照明输出的应用优势，同时，通过对LED灯具的色度及光度进行调节，还能使LED灯具发出不同颜色的光源，并且LED灯具的发热量非常低，这使得LED灯具往往具备很长的使用寿命。正是由于LED技术所具备的这些应用特点，使其能够有效满足高速公路照明系统的应用要求，在不久的将来，LED技术必将被广泛应用于高速公路的照明系统中。

3.2 白光LED在高速公路照明系统中的应用前景

在LED技术中，白光LED是其基本技术之一，现阶段我国非常重视白光LED灯具的研究，并已经取得了一系列较为喜人的成果。现阶段，我国所生产的LED灯具，每年超过200亿个，白光LED灯具也达到每年几十亿个，如果将LED灯具应用到高速公路照明系统中，势必会大幅节约电能消耗。虽然白光LED灯具相比于其他灯具来说，在采购成本上要更高，但其自身所具备的照明与节能效果却远远超过其他灯具，因此，将白光LED灯具应用到高速公路照明系统中，其发展前景是非常广阔的。

3.3 高速公路照明系统中白光LED的调光方法

在高速公路照明系统中，对白光LED的调光方法有两种，应根据实际情况来进行选择，第一种调光方法是单灯粒调节，第二种则是区域性或整体性的光线调节，利用这两种调节方法，能够有效满足照明系统的照明与节能要求。在应用单灯粒调节方法时，主要是对直流电源进行控制，可采用镇流控制器器、电流型或电压型DC控制器或APFC控制器来调节电流强度，以达到控制灯粒亮度的目的。在进行区域或整体光线调节时，可采用一个大功率的电源与各个灯粒进行连接，并对电源中的电压及电流进行控制，以达到调节光线亮度的目的。对于高速公路的隧道来说，在驾驶员出入隧道时，会对灯具的光度有较高的要求，因此需要在出入口两侧采取集中调光方法来进行亮度调节，以达到节约能源、降低成本的目的。

4 结语

总而言之，LED技术的出现，为高速公路照明系统的节能设计提供了可靠的技术支持，在将LED技术应用于照明系统时，必须要结合高速公路的照明需求与节能标准，只有这样才能达到最佳的照明节能效果。

参考文献

[1]范晓明，高速公路隧道照明系统节能控制研究[J].工程建设与设计，2016 （02）： 85-86+90.

[2]潘国兵，刘圳，李灵爱.公路隧道节能照明研究现状与展望[J].照明工程学报，2017，28 （01）：102-106.

[3]梁波，崔璐璐，潘国兵，罗红.基于反光蓄光理念的辅助隧道节能照明理论与技术[J].现代隧道技术，2014，51 （05）：15-22.