高速公路隧道照明自适应智能控制系统

权冬冬

【摘  要】公路隧道照明自适应智能系统的设计原则是奉行安全措施、可持续发展、注重环境保护的准则，这同时也是公路工程建设的首要目标目标。本着稳定性和节能降耗的规划，重点是解决一些存在的矛盾，如何实行公路隧道照明自适应控制系统的节能和高效率是目前系统设计和实际应用两个阶段强调需要解决的难题。

【关键词】高速公路;隧道照明;自适应智能控制系统

1.前言

由于交通状况繁忙和长途公路隧道的问题，如果照明设备系统设定不正确不合适，那将会给驾驶者带来视觉上的眼睛疲劳，并影响在接下来的时间段中公路隧道行驶的稳定性和舒适度。隧道照明亮度问题是公路隧道照明设备智能系统控制中要彻底解决的第一个问题，比如在一些拥有许多公路隧道的省份。公路隧道照明系统的安置已成为一项昂贵的系统工程，但是公路隧道智能控制系统的却没有太多的缺点，在智能控制系统中节约能源的设置可以节省大量成本，提高隧道照明系统的稳定性、安全性和使用寿命，同时还降低了安全事故的发生和隧道照明系统的一系列维护措施。

2.在公路隧道内安全行驶重要性

公路隧道在通车以后，长途隧道线路的道路交通问题将占据相当大一部分，这非常容易造成驾驶人员的神经疲惫和视觉眼睛疲劳的，同时这也是造成驾驶人员注意力不集中从而引发交通事故产生的主要原因之一。所以，在公路隧道中行驶的舒适性和安全可靠是特别重要。如何确保驾驶员在隧道中行驶的舒适性和安全性是需要处理的头等问题。

3.公路隧道照明造成资源浪费与效率低下的原因

3.1灯光长时间固定模式下照亮

安置好公路隧道智能控制系统后，就不管维护因素如何了，隧道照明系统通常是在夏季的中午使用其最亮的亮度来作为系统默认计算值来执行的。特别是，随着隧道外部亮度的季节性变化，外部环境因素问题的出现，如果隧道内亮度还保持强光照射，这不仅会造成安全事故问题的出现，还会造成资源的不必要浪费。所以，要改变其照射方式，可以通过使用以下方法来进行改变。当出现天气气候，外部环境问题以及连续时间段无变化的问题时，普通的分层次照明模式没有完善考虑到隧道外部因素变化的规律。这种弊端很大，出现这些问题的原因大部分都是由于系统控制的不到位和不稳定性，才造成资源的不必要浪费，如果想要有效地控制电力问题避免浪费，则可以使用阳光分类系统和亮度曲线调整系统来进行更全面的调整，同时还可以根据这些系统来对照明系统进行数据采集和实时监控，可以更充分地了解到照明系统所需功率，避免造成资源流失。

3.2公路隧道照明灯具规格少

隧道上能用的照明灯具，是少之又少，因为技术的不太成熟和应用的范围小的原因导致很多地区的隧道灯照没有符合具体的规定。如果隧道的灯光照射强度大幅度超过行业标准水准的话则就属于过度照明，这对在隧道内行驶的驾驶人员来说会产生一定的影响，也会让出现交通事故的几率提高。高速公路的隧道照明灯一般只需要采纳30～120W的灯具就可以了，但是因为灯具功率的配备并不是太成熟，还会经常出现各种问题，比如单侧照明度控制缺乏、双侧出现过度照明，这种问题出现的几率是数不胜数的。

3.3人流量少的一些原因

由于一些社会发展的需求，在经济落后和人口不足的地区也会建有高速公路。这些地区的高速公路上常常有许多公路隧道，其中绝大多数还都是长隧道。交通流量较小，尤其是到了晚间基本上都没有汽车。如果使用传统的开灯方式会造成不可估量的电能浪费，浪费率能够达到95%以上。如果交通流量检测与行车灯模式相互紧密结合，可以大大减少不必要的电能浪费，达到节约能源的目的。

4.公路隧道的控制照明方式

4.1传统的照明方式

隧道智能照明控制系统在很久以前就出现了并且大规模的应用。作为公路隧道照明智能控制的入门，传统的智能控制系统包括照明开关控制箱的自动调光控制模式，这打破了传统人工照明控制模式，大大提高了布局效率和灯具消耗功率。其工作的原理就是在照明设备控制系统的配电回路中安装照明功率调节器，调节控制系统，实现电流、电压、频率的智能调节。其次，利用照明控制系统对配电线路进行定时和切换控制，传统的照明智能控制系统的调光控制主要分为间歇调光和连续调光。根据智能控制原理，分为放电光源智能控制和热辐射光源智能控制。智能控制的过程更加复杂。例如，它是由外部环境控制的，当前的控制是控制光的亮度。在初期的传统智能控制也能够通过电压的频率来实现。控制方式的控制范围相对于较小。所谓智能控制实际上是半智能控制。在自动化、安全可靠、舒适性等方面有待进一步提高。

4.2分段式智能照明控制方式

相位照明控制方法吸收了传统的照明控制方法，具有省电，灵活的特点。原理很简，。它由主站控制中心控制，隧道配电照明由数模转换器控制。智能照明控制系统实现了不同时段照明开关的独立控制。告别了传统意义上照明模式的手动和手动控制，解决了传统照明的问题。目前，中国的隧道智能照明设计主要分为两种，自动控制模式照明和分段照明控制模式。两种照明模式的共同优点是节省成本。根据划分交通高峰时段的设计依据，可以自动满足运营需求，满足隧道照明的基本需求，操作简单、方便、易于集中管理。

4.3全智能和自适应智能的隧道灯光控制模式

随着社会经济的逐步稳定发展，一些大型隧道工程的照明控制要求不能仅依靠传统意义上的自动照明控制，对照明的舒适性和艺术性也要有更高的要求。事实上，追求多样化的照明模式实际上是追求一种全自动的控制模式，随着自动化技术和照明技术的飞速发展，一种全自动的控制系统模式已经成为可能，这不仅体现了满足节能要求的需要，也是推进环保智能控制节能照明系统项目的一个非常重要的组成部分。自适应智能控制模式，要具备足够强大的数据库，不能根据设定的程序进行执行，要跟据外部因素和环境因素进行调节，不能再拘于一格，要学会灵活多变，比如外部艳阳高照，隧道内的灯光也要适当的增加，人的感光视觉特别敏感，由强光进入弱光因为眼睛的自我保护能力会让人感到一定的晕厥，这种因素的不确定性会大大增加安全事故的发生。这时候，自适应系统的好处就体现出来了，它会根据外部环境光线的强弱来进行自动化智能调解，还会根据车流量和灯光大小来进行微调节。而传统上的灯光系统不太适应长距离隧道的照明设备系统，在行驶过程中不仅要满足公路交通的视觉亮度，还必须给人们视觉上的盛宴，以创造更加丰富多彩的视觉空间。传统的智能照明自动控制系统已不能满足公路隧道安全防护，多样性和节能的要求，这时候就需要自适应光照控制系统了。

5.怎么才能提高隧道灯光系统的控制效能

鉴于大中型公路隧道错综复杂的空间照明需求，为了完善公路隧道智能照明控制系统，有必要从隧道的建设现状和隧道照明控制方法，照明环境模拟，以及环境因素等开始入手。隧道照明控制系统到自适应智能隧道照明控制系统，这一过程的过渡并不轻松。自适应智能照明控制系统适应了解当地情况，掌握了主流公路隧道空间照明控制系统的统一设计思想和照明自动控制的方法。在研究地下隧道模糊视觉心理学有关环境的基础上，建立了公路隧道视觉网络数学模型，并利用实验室光源仿真系统设计了适合隧道现状的光源亮度控制系统。参数的来源非常重要，请勿复制隧道的其他智能控件。该系统采用模糊控制技术对隧道照明的人工照明环境变数进行大数据的结构分析和全方位的研究，只有通过实验得出最后的結果，才能实现自适应智能的照明控制系统，满足隧道里的照明要求，并以全波段，全亮度驱动视野。

6.结束语

隧道照明的自适应智能控制技术必将朝着更加先进，更加高效率和更加保险的方向逐步发展。该技术的发展需要综合性考虑公路隧道照明节能系统的设计以及公路隧道空间可操作性，还有公路交通、气象条件、行驶速度等因素的特点，从而设计出最安全最让人舒适的公路隧道照明空间。

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（作者单位：中交二公局电务工程有限公司）