基于中国西部高速公路新型节能技术研究

程军

【摘要】交通运输业是社会经济发展的基础产业，是经济现代化的主要标志和支撑载体，而高速公路交通作为基本的交通运输方式，它在整个交通运输系统中发挥着不可替代的作用，同时作为生产、分配、交换、消费过程中的重要桥梁，对整个社会国民经济的发展与进步都起到了举足轻重的作用。尤其是改革开放以来，我国的高速公路得到了突飞猛进的发展。不仅拉动了多个相关行业的发展，也促进了地区间商品，信息流通，以及资源的开发利用，对社会经济的发展有着重大的推动作用。近年来，随着我国社会经济的高速发展，高速公路作为一种基础的公共交通建设，已经在全国范围之内开始了广泛的发展。尤其是随着我国西部经济发展战略的不断深入落实，如何在高速公路工程中落实新型节能技术，是高速公路工程的重点发展方向。文章主要研究中国西部高速公路的新型节能技术。

【关键词】西部；高速公路；新型节能技术

在我国实施西部大开发政策以来，西部地区在社会经济发展的各个领域都取得了突飞猛进的发展和快速的进步，特别是在高速公路的投资建设领域，国家对西部地区高速公路建设投入的增加不仅拉动了西部地区区域经济的发展与进步。现阶段，随着高速公路建设的不断深入发展，高速公路的覆盖范围以及质量性能都已经得到了极大的提高。而环保、节能、安全则成为了现代高速公路的重点发展目标。西部高速公路的建设已经随着我国西部经济战略的落实而得到了长足的发展，新型节能技术在工程之中的应用，是高速公路的最新发展方向。

1我国西部高速公路的发展情况分析

公路运输是实现区域经济发展的重要基础保证，其与国际民生具有重要的实际关系。近年来，随着我国社会经济的迅猛发展，公路交通的运行需求不断提高，公路的运输发展也在不断增加。在这一实际情况之下，进一步推进我国的高速公路建设，提高高速公路的区域覆盖范围已经成为了我国现阶段重要的交通发展方向。西部作为我国经济发展相对较为缓慢的地区，随着西部经济战略的切实落实，其高速公路的建设也开始了迅猛的发展。但是，随着西部高速公路建设的迅猛发展，在其运营过程之中的一些实际性问题却突出的反应了出来。

与美国、英国、日本等发达国家相比较，我国在高速公路节能技术方面的研究起步相对较晚。美国以及日本等国，早在上世纪八十年代，就已经取得了具有自主知识产权的高速公路节能核心技术，并落实了非常完善的高速公路节能控制以及信息管理系统。而我国由于在这一方面的技术研究相对较晚，因此，缺少具有自主知识产权的高速公路核心节能技术是我国现阶段在高速公路建设方面所存在的主要问题。目前，我国西部大部分地区的高速公路管理都在应用传统的人工控制方法，尤其是管理方案以及运营设施的落后，一方面造成了电能的大量损耗，另一方面，也导致了严重的经济损失。据统计，我国高速公路的年电费高达13亿，仅西部地区就达到4亿之多。

现阶段，安全、节能、环保、高效已经成为了我国高速公路的重要发展方向。在2009年的国际气候会议上，中国明确提出了新的节能减排目标，要在2020年将国内单位二氧化碳的排放量降低到2005年的45%。而从我国的交通行业发展情况进行分析，高速公路是我国新增累计节能减排投资额最大的行业类型。因此，我国西部高速公路对于新型节能技术的开发以及应用，一方面有利于提高我国高速公路的运营以及管理效率，减少运营成本，强化高速公路的经济效益。另一方面，能够有效促进能源的节约，对我国节能减排战略的实现具有重要的实际意义。

2西部高速公路节能技术

随着我国社会经济的高度发展，以及西部经济发展战略的切实推进，高速公路的积极建设已经成为了现代西部大开发的重要战略举措。随着高速公路的建设以及发展，我国西部地区的经济发展速度明显提高。但是，随着高速公路的不断建设，其巨大的能源消耗已经引起了国家以及社会的广泛关注。现阶段，推进高速公路新型节能技术的发展，已经成为了我国西部高速公路的重点发展目标。

2.1新型节能光源

LED光源是一种现代化的新型固体照明设备类型，其与传统的灯光照明设备相比较，其电能的有效转换率能够达到80%以上。在这一技术实际之下，LED光源与白炽灯发出同样的光源效果，其所损耗的电能仅仅达到白炽灯的10%左右，与普通节能灯相比较，其电能需求也仅仅是其25%左右。如此，其在高速公路之中的有机应用，就能够节省大量的能源消耗。同时，LED光源的使用寿命非常高，一般可以达到100000小时以上，是传统照明设备的几倍，甚至几十倍。并且，其发生故障的概率非常低，应用效果非常稳定。也就是说，这一设备的应用，将会有效降低光源的更换频率，节省资金投入。此外，LED设备显色指数相对较高，启动迅捷、绿色环保、无频闪，能够实现在大多数位置的广泛应用。上世界八十年代，LED技术开始发展，并在汽车的指示灯、前后照灯、刹车灯等方面得到了广泛的应用。近年来，其由于寿命长、体积小、反应快、抗震指数高而在高速公路之中开始了应用。

与传统的照明设备箱比较，其在高速公路之中的应用具有明显的实际优势。首先，LED隧道灯作为一种模块化或者半模块化的结构，其出现的主要故障类型就是电源故障以及芯片故障。对此，其仅仅需要对芯片或者电源进行更换，就可以实现继续应用，其运维的费用消耗相對较低[2]。在高速公路之中，通过有机的优化设计，能够有效缩短相邻灯具之间的距离，以此有效降低照明设备的功率损耗。进而可以在减少电能损耗的同时，提高照明的均匀程度，并避免由于光源亮度过高而造成的炫光效应。再次，与传统灯具相比较，LED的发光效率相对较低，但是，在通过二次光学设计之后，其能够实现高光效的照明效果，并保证能源损耗的切实降低。此外，通过LED的应用，可以实现对照明光源的有效节能控制。由于LED属于致电发光元件，因此，就可以对电流的大小进行有机的调解，以此实现对光源强度的有机控制。如此，可以节约大量的能源损耗。

2.2钠灯节能改造

所谓的钠灯，就是高压钠灯，其作为一种气体放电照明灯具，具有突出的高光效、透雾性较好、成本低的特点，在高速公路照明以及隧道照明之中具有比较广泛的应用。但是，由于其在微小的电压变化之下会造成工作电流的剧烈变化。对此，要想实现这一照明设备的有应用，就必须要设计与之配套的镇流器，以此保证工作电流的相对稳定性。在传统的钠灯应用设计之中，普遍应用电感式镇流器。虽然说，这一镇流器类型能够达到较好的稳流效果，但是，其对电能的应用效率相对较低，仅仅是镇流器设备就会消耗灯具本身消耗电源的20%以上。如此，就造成了非常严重的电能损耗。此外，这一设计方式容易导致电弧管的异常炸裂，存在一定的应用安全隐患。

对此，应该对钠灯的镇流器进行有机的改造。例如，电子镇流器就是比较好的镇流器类型，与电感式镇流器相比，其具有以下几个方面的实际突出特点：首先，其功率因数相对较高，能够达到95%以上，同时，其对电能的消耗非常低，几乎可以忽略不计[3]。如此，就能够实现非常突出的節能效果。其次，其能够有效提高钠灯的光效，稳定输出，对电能具有非常好的实际节约效果。再次，通过电子镇流器能够实现有效的光源控制，其在智能照明调光设备之中的有机应用，对节约能源具有良好的实际效果。但是，在应用电子镇流器对钠灯进行优化改造的过程中，应该注意电子镇流器的选择，注意其在高频驱动环境下的谐振现象，并落实充足的开启电压，使其具有良好的自我保护功能。以此保证其能够具备较大范围之内的电压波动，实现延长使用寿命的实际应用效果。此外，由于现阶段电子镇流器的相关参数并没有统一的规范标准，因此，必须要优化镇流器的参数选择，以实现最优的节能效果。

2.3智能无极调光

在传统的高速公路管理模式之中，主要是通过人工的方式进行时序性调光或者手动性调光。这一调光方式，一方面不利于达到最佳的照明效果，另一方面，还会造成电能的极大浪费，利于实现节能环保的实际效果。对此，可以有机的应用智能无极调光，以此实现对照明光线的有效分级调节。这一技术的应用，一方面能够实现照明光线调节的连续性效果，另一方面，可以有效降低电能的损耗，实现更好的节能效果。现阶段，高速公路之中的智能无极调光技术可以有机的落实为照度计、终端调光、车辆检测三个有机方面。

在应用的过程中，检测系统会对周围有无火灾问题进行有机的检查，若不存在火灾问题，则可以进入自动或手动调节控制模式。在进行手动控制的过程中，可以通过人工前台的有效操作，达到对照明设备进行控制的目的。或者可以对控制系统进行参数的设定，以此作为其初始的工作运行状态。自动控制的实现过程则相对复杂，主要是由车辆检测器以及照度计对实时的照度进行有机的测量以及反馈，以此将公路的实时交通信息以及光度情况输入到终端调光系统的管理计算机之中[4]。在这一基础之上，终端计算机会根据检测的信息发出相应的光度控制指令，并通过电信号的形式实现对光源的有效控制。现阶段的无极调光控制技术主要落实为三个方面的控制方式，也就是电压控制、脉冲宽度控制、电阻晶体管控制。在这三种控制方式之中，电压控制能够实现更好的电源应用效率，并实现最大的电能节约效果，达到节能减排的实际目标。

2.4供配电节能

现阶段，西部高速公路供配电系统的主要发展方向以及发展原则就是安全、节能、环保、经济、高效。虽然说，由于技术方面的限制，我国现阶段的高速公路供配电系统还存在一定的节能设计问题，但是，通过合理的电力系统规划以及电力系统设计，可以实现一定的节能减排效果。首先，变压器的型号以及容量对其功率的大小具有明显的影响。对此，在高速公路的供电系统之中，应该尽量选择具有损耗低、饱和磁感应强度高的非晶合金变压器。如此，能够有效实现对电能损耗的有机节约。其次，应该选择适当的电动机容量，尽可能的使其处于满载状态之下。如此，可以使用接地电容补偿的方式达到降低电能损耗的效果。再次，应该尽量应用功率因数相对较高的电压用电设备。或者可以对静电电容器进行设置，以此对滞后电流进行损耗补偿，以此实现节约电能的实际效果。此外，应该是使电所尽可能的靠近用电负荷，如此，能够降低线路之中的电能损耗。经过以上几个方面的供配电设计，就能够实现较好的供配电节能效果。

3结束语

综上所述，随着我国现阶段西部高速公路建设的不断推进，节能、高效、环保已经成为了其发展的主流方向。对此，必须要落实科学的新型节能技术应用，切实达到能源节约的实际效果。

参考文献

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