隧道照明节能控制及安全监控方案分析

李军明

(广东飞达交通工程有限公司，广东 广州 510663)

1 隧道照明节能控制

1.1 提高照明系统的智能调节能力

为保证隧道工程照明系统的智能化与自动化效果，应当充分利用智能系统实现外部亮度的精准测试。为达到这一目的，可采用数码技术进行隧道外部亮度测试工作，实现对外部亮度大规模及高效率测试。在实际照明系统设计时，需充分开展测试工作，收集测试数据，采用大量传感设备进行户外亮度参数检测，根据外部亮度以实现隧道工程照明系统的智能化调整。

除对外部亮度进行检测之外，隧道照明系统的节能设计，还需要充分结合隧道交通量的具体情况。实际上，隧道中交通量的多少对隧道照明需求有所不同，理论上来说，在规定时速为80 km/h的情况下，大交通量会比小交通量的电力消耗增加40%。为起到有效的智能调节效果，应采用大数据技术对隧道交通量数据进行充分收集，预测隧道交通量高峰时段，以便有针对性地调整隧道照明系统。

另外，目前许多隧道工程设计单位，在照明系统调节方面缺少光强度等配光参数，大多采用系统曲线图方法进行照明设计参数计算，且无论何种照明灯具，均采用相近设计参数，这就容易导致隧道照明能源浪费情况。为此可采用先进的数值模拟计算方式，保证隧道照明系统设计的科学性及合理性，要求技术人员广泛收集配光参数，保证数值模拟计算效果，避免由于设计参数的不合理而导致电能浪费。

1.2 运用科学节能的隧道照明灯具

在隧道照明系统设计时，应科学合理地布设照明灯具。传统的隧道照明灯具布设包含三种方式，分别为对称式双侧布设、交错式双侧布设、中间式单排布设方式，照明灯具布设方式的不同，所应当选择的灯具类型及数量也有所不同，需采取相应的维修与养护措施。实际上，隧道照明系统设计中，中间式单排布设方式的应用，所取得的照明效率要高于两侧布灯的方式。另外，采用拱顶侧偏布设方式，将照明灯具安设于隧道6.3 m高度，可保证照明效率，同时也可以更好地保证隧道照明灯具维修养护效果。

隧道照明系统的节能设计，常用的照明灯具为高压钠灯，这种灯具具备高光效、长寿命、高色温、高舒适性等优势，但同时，这种灯具的应用，也会造成大量的电能损耗，在实际的灯具照明中，也需要对灯具进行频繁更换，则会导致运营费用的增加，进而产生光污染及热辐射问题，影响高速公路运行的健康与稳定。近年来，隧道照明系统中，LED新光源的应用愈发广泛，LED灯具具备良好的显色效果，且更加接近自然光，这种灯具的应用可以有效缩短车辆进出隧道时所需要消耗的适应时间，提高车辆行驶的安全性。同时，这种灯具的应用，也可以降低工作电压，减少电力能源的额外消耗。可在隧道的入口位置与过渡区域，采用高压钠灯与LED等相互结合的灯具布设方式，满足隧道照明需求，并降低电力能源消耗，减少隧道运营成本。

2 隧道安全监控措施

现代隧道安全监控设计，应充分考量隧道交通安全的实际需求，为隧道行车安全提供保障。可通过视频图像处理模块，利用计算机视觉技术及数字图像处理技术，实时监控隧道视频图像细信息，以实现车辆行驶检测、车辆状态检测车辆自动跟踪，并采用科学有效的隧道安全监控措施，为隧道安全提供保障。

2.1 图像采集及视频处理技术

隧道安全监控技术的应用，需以视频检测技术为基础，将视频采集、图像处理、事件检测与信息分析相结合，构建综合信息处理系统。该系统功能模块包括视频采集模块、图像存储模块、数据处理模块及信息管理模块等。在视频采集模块，包括摄录设备及视频采集卡等装置。所采用的摄录设备制式为PAL或NTSC两种制式，以视频采集卡进行视频压缩编码，视频压缩格式为高性能及高压缩率的H.264格式。隧道工程图像采集过程中，隧道自身高度导致摄录设备架设高度受到限制，影响摄录装置的有效视场。为避免隧道安全监控存在死角，应每间隔100 m进行一台摄录装置的架设。

数据存储模块包括视频服务器及磁盘阵列两种模块，可对视频图像进行采集与模块压缩，将原始视频及关键视频片段压缩成为视频片段，将其数据库模块互联网网络进行连接，便于实现远程监控与终端访问。对视频图像进行处理时，应将视频处理模块作为核心功能模块，采用视觉技术与图像处理技术，实现实时视频图像信息的处理，以起到运动车辆检测、车辆状态监测、实时跟踪检测的重要效果。另外，安全监控系统中，还应当具备CCTV监控系统模块，以供相关管理人员实时查看监控信息。由于输入视频通道数量通常多余CCTV系统屏幕数量，因此应当将输入视频与视频矩阵CCTV系统相互连接，采用视频矩阵实现视频通道的切换。

2.2 隧道安全监控的结构模块

隧道安全监控系统功能模块包含系统管理、图像采集、实况监测、目标识别、实况跟踪、参数检测、事件检测及数据查询等模块。在进行关键模块设计时，可包含车流量检测、车速检测及交通违法检测模块。

对于隧道工程而言，车流量是其中极为重要的交通参数，车流量数据可以为交通管理部门提供数据参考，交管部门可根据车流量数据开展交通监管方案的制定，同时也可以为出行线路的设计与选择提供参考。以往的车流量数据检测，主要采用环形感应线圈，但这种线圈的应用成本较高，且不易维护。因此在进行隧道安全视频收集工作时，可采用虚拟感应线圈。

车速检测对于隧道安全监控，也会直接影响隧道行车安全。车速检测时，也可采用虚拟线圈，对虚拟线圈宽度加以标定，以线圈宽度及其真实距离相互对应。对虚拟线圈被触发至车辆离开线圈的时长进行检测与记录，计算标定距离。完成车速检测之后，应结合超速阈值及低速行驶阈值情况，对车辆是否存在超速或低速行驶的问题进行检测，自动识别交通堵塞及交通事故问题。隧道工程中，车辆违法变道现象会严重威胁交通安全，是重要的交通违规事件，为此在进行隧道安全检测时，也需要充分注重违法变道检测工作，即在车辆驶过检测线时，安全监控系统会作出警示。

3 结 语

在公路隧道设计过程中，应充分考量隧道工程的特殊性及其对于照明系统的特殊要求，考虑到隧道工程的行车安全需求，提出隧道照明系统节能措施及安全监控的优化策略，以期更好地提高隧道工程的经济效益与社会效益，发挥隧道工程的最大价值。