高速公路隧道照明节能控制措施

高速公路隧道照明节能控制措施

摘要：为降低我国高速公路隧道照明系统的能源消耗量，科学进行节能控制，对高速公路隧道照明系统进行分析，指出高速公路隧道照明节能控制方面存在的

问题，并提出相应的节能控制措施，以期有效提高高速公路隧道照明的节能性，

促进我国电气工程行业的发展。

关键词：高速公路；隧道照明；节能控制措施

引言

近年来，随着低碳经济与可持续发展理念的提出，照明系统作为高速公路隧

道工程的重要组成部分，对隧道照明系统节能属性提出了更高要求。传统隧道照

明设计体系在节能设计方面存在明显短板，其节能手段单一，节能效果不明显，

在隧道运营期间产生大量的电力能源消耗。同时，一些隧道进出口光线差别较大，当行驶进入隧道时，驾驶人员很容易出现短暂的盲区，这样很容易产生交通隐患。加强隧道照明节能设计，能够很好地避免这一问题，因此，应合理设置照明系统，优化隧道照明节能效果，降低隧道照明的能源消耗，从而实现节能减排目标。

1高速公路隧道现阶段照明情况

高速公路隧道让人们的出行更加便捷。隧道内的照明与普通的道路照明不同，隧道在照明亮度方面的要求较高，且灯具处于长时间工作状态中。现阶段，高速

公路隧道的照明情况如下：(1)大功率高压钠灯虽然能确保照明质量，但需要电

力供应设备满足更高的要求。(2)降低能耗和车辆行驶安全之间存在矛盾，现阶

段想对灯具进行节能改造，就需要对照明质量进行降低，进而影响司机的行驶安全，导致视线距离缩短。如果减少入口处灯光辅助，司机就容易出现黑洞以及白

洞效应，进而引发事故的几率升高。(3)照明设施资金投入存在不足的情况，难

以对灯光进行自动化控制，隧道内的照明设施无论是在光线充足的晴天，还是光

线阴暗的阴天都保持高负荷的工作状态，进而导致能源损耗。

2高速公路隧道照明节能问题

2.1节能控制设计不合理

我国的高速公路隧道照明系统主要分为分级类型、手动类型和分时间类型几种。其中，分级类型控制方式较为常见，以车辆流量特点、气候特点、隧道外光度特点等划分级别进行照明控制，结合隧道内外的光线强度信息与车流量信息，控制隧道内的光照强度，避免光线不足引发驾驶员视觉障碍问题，以降低交通安全事故的发生率。但是，在此类隧道照明系统设计中，由于没有按照实际情况，科学、合理地进行节能控制设计，仅根据每年最高车流量和最高照明亮度设计照明系统，很容易出现能源浪费的问题。除此之外，在照明系统的设计方面，由于线路的分布回路存在限制，只能设置二级到三级人工控制方式与自动控制方式，在天气参数、车辆行驶速度、车流量数据等方面，所设置的都是最高数据值，隧道内的照明度也处于最大值，难以自适应进行照明，存在比较严重的电力能源浪费问题。

2.2未重视隧道内环境与照明之间的关系

由于在隧道内的行车环境属于半封闭状态，通风条件差，烟雾浓度高，且不易消散，因此，隧道内照明灯具光线的穿透力较差，会导致驾驶员的视野变差，对隧道内照明灯具的亮度损失较多。同时，隧道内的墙面和路面对照明灯具的光线提供了反射，隧道内墙面的反射系数越高，隧道内的照明条件越好，因此在隧道墙壁装饰工程施工时，应考虑选取反射性强的材料，同时还应便于清洗表面灰尘。

3高速公路隧道照明节能控制措施

3.1搭建无极调光控制系统

在高速公路隧道照明系统中安装PLC控制器、交换机、亮度检测器、微波车辆检测器等设备，可以搭建无极调光控制系统，用智能照明控制方式取代传统的手动控制方式。在隧道投运使用期间，隧道沿线布置的传感器可以持续采集灯具亮度、车流量、环境照度等现场监测信号。将监测信号反馈至PLC控制器进行扫

描识别、程序分析，可以输出控制指令，调节灯具亮度、照明系统运行负荷、灯具输出功率等参数。也可采取逻辑闭环控制方式，结合工程情况分析高速公路隧道照明需求，提前在系统中设定灯具照度等参数的额定值。系统根据收集的现场监测信号，自动对比实时监测值与额定值，按照二者偏差情况来下达纠偏指令，保证隧道照明系统运行情况与预期情况基本一致。

3.2太阳能的运用

太阳能是可再生能源，对环境不会造成任何污染，具有环保、节能、方便等特点。在隧道照明中运用太阳能，除了可以满足隧道照明要求之外，还能降低电费的投入，进而产生良好的经济效益。太阳能指的是光电转换，根据太阳能辐射能光子以及半导体技术，或是半导体物质转变成电能的过程。此种转换通常被称为“光生伏打效应”。此装置由控制器、变化器、逆变器、太阳能电池方阵、蓄电池等构成，通过对太阳能技术的运用，除了能够满足隧道照明工作之外，还可以实现对绿色能源的高效运用，实现节能减排的效果，还可以解决隧道无法引用市电照明的难题。

3.3确定好照明设计参数

隧道内部若要实现节能目标，设计参数一定要符合实际。所以设计人员提前设计照明方案时，一定要深入考察现场，确保参数的合理性与准确性，减少照明资源参数出现错误的概率。不过由于我国的照明节能设计发展较晚，不少的方案设计中存在较大失误，与高速公路的发展速度不相匹配。为了减小两者之间的差距，实现协调发展的目标，设计人员一定要充分钻研照明设计中存在的问题，尽力减少设计中的偏值误差，具体涉及的内容如下：首先，设计人员要确定好洞口的亮度。长度在1公里左右的隧道，设计的关键点就在于其照明的总功率上，设计人员只要加强照明设计，基本上就能维持整个隧道的照明功率。加强隧道照明设计的关键，则在于洞外亮度。基于此，设计人员需要实际考察隧道周边的地理环境，尽力排除外部因素对隧道照明造成的影响，合理设计洞外亮度。达成此目标后，工程既可以减少投资，又能保障隧道的照明率。不过隧道外部亮度的探测极为困难，设计人员需要借助查表法，才能得到准确的数值。当然，科研学者还获得了一种新的取值方法，如果按照3500cd/m进行取值，隧道内部可以节省的

电费在10%～15%左右。其次，设计人员需要研究高速公路隧道的流通量。对于流

通量过多的隧道，可以加强对基本亮度的调整，严格把控隧道内部的平均亮度。

从一般的记载信息来看，最主要的流量信息有交通和时间。

3.4照明节能控制子程序软件设计

在隧道照明节能控制子程序软件设计过程中，主要使用继电器控制照明设备，在系统前端全面采集车辆数据信息，之后通过DSP模块进行数据处理，发送响应

动作的指令，实时控制照明设备的开启和关闭，如果控制信号所输出的是高电平，系统会自动吸合继电器，如果输出的是低电平，则自动断开继电器，以此达到对

照明系统进行节能控制的目的。

结语

随着我国进一步响应全球能源化转型，不断深化能源变革，电力在能源系统

的中心地位更加突出。为进一步保障工业用电，其他行业积极贯彻落实节能减排

政策对推动产业进步具有重大意义。高速公路隧道照明节能减排对推动公路交通

运输行业深入产业结构、技术和管理提升方面大有可为。本文不仅分析了高速公

路隧道照明节能减排的措施，同时也强调了后期运营时的低成本维护。期望通过

在后续施工过程中的不断实践，推动我国高速公路隧道节能技术的不断进步。

参考文献：

[1]贝登荣，殷杰，夏杨于雨，等.基于洞外减光的高速公路隧道照明节能[J].照明工程学报，2019（5）：139-142.

[2]倪红强.高速公路隧道照明综合节能控制系统技术研究与应用[J].云南水

力发电，2020（7）：117-119.

[3]陶琼.高速公路隧道照明节能减排对策与运用研究[J].建筑与装饰，2021（6）：105-113.