城市隧道照明的控制策略分析

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2017年5月城市隧道照明的控制策略分析
王 卫1，王燕玲2
（1.威海广播电视台，山东 威海 264200；2.威海市市政，山东 威海 264200）
摘 要：文章对城市隧道照明的特点进行分析，以系统的实用性和可操作性为出发点，提出了实现城市隧道照明多种组合模式的控制策略，以及依此策略的照明调节控制系统，包括基本原理、系统组成、控制分析等。

该方法已用于2014年底竣工的古陌路隧道工程中，所建系统自投入使用以来运行良好，得到各方好评。

关键词：T5隧道灯（双灯）；照明组合模式；智能控制；节能中图分类号：U45 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2017）05-0203-02 隧道照明与道路照明相比有一定的特殊性：白天也需要照明，且问题比夜晚还要复杂。

比如晴朗日，与洞外宽敞明亮的道路不同，车辆进入并通过隧道是一个从明亮进入黑洞、又从黑洞走向明亮的过程。

如果洞内照明设施设置或者亮度调整得不合理，就会有“黑洞”或“白洞”效应的产生，无法营造出良好的视觉环境质量，也会给司机带来一定的不适感和心理压力，容易引发交通事故。

为保证隧道内的行车安全，同时兼顾照明效果及节能，提出一个适合于城市隧道照明的控制策略，使之能根据实际情况适时对系统进行调节控制。

1 隧道照明的控制策略
1.1 对照明系统的分析
照明控制需要以灯具的选择及其合理布置为基础。

目前，隧道灯具的使用主要可分为两大类。

（1）可调光灯具。

比如高效节能的LED 照明灯，已越来越多地应用于隧道照明系统中。

这类灯具布置灵活多样，控制方式亦更加智能、便捷。

但是城市隧道一般较短，而LED 灯具的配光曲线又较窄，相较长隧道其不舒适眩光效应略显，因此予以慎用，而考虑其它调光灯具。

（2）不调光灯具。

比如高低压钠灯、汞灯、无极灯等，这类照明的基本照明灯具按亮度要求沿隧道全程布置，加强照明灯具分成几个独立回路组，平行或穿插在基本照明灯具的间隔中。

控制大多采用时序控制法，在白天和晚上通过启闭不同的照明回路，以增减亮灯数的方式来达到调节目的。

这种控制方法未完全考虑环境因素对隧道
照明的影响，如天气条件、洞内烟雾状况、交通量的大小对照度的要求等，难以完全满足隧道功能照明的要求，并且能耗高、初投资和维保费也不低。

图1 灯具控制及接线原理图
1.2 提出的控制策略
根据上述分析，考虑日光灯常用于城市短隧道和烟雾少的情况，选用T5-54w 隧道灯（双灯）。

该灯主要由欧司朗T5-54W 灯管、不调光镇流器1、可调光镇流器2、隧道灯壳体四部分组成（见图1）。

（1）T5-54w 隧道灯（双灯）的接线方式。

产品安装时，接隧道灯的电源引线和DIM 控制线，按铭牌标示与外部主回路电缆相连接。

T5-54w 隧道灯（双灯）为6芯线：①黑色线接不调光镇流器1用供电火线L1，白色线接不调光镇流器1用电源零线N1；②棕色线接可调光镇流器2用电源火线L2，绿色线接可调光镇流器2用电源零线N2，红色线为可调光镇流器2的DIM 控制线与外部路灯控制器的调光控制线连接；③电缆内无绝缘裸线与地线E 连接。

（2）T5-54w 隧道灯（双灯）的功能说明。

灯具内接不调光镇流器1的灯可根据使用要求单独供电，供电时灯始终为高亮状态。

灯具内接可调光镇流器2的灯可进行亮度调节：控制开关闭合，加电到DIM 控制端，灯为高亮状态；控制开关断开，DIM 控制端失电，灯变为半亮状态。

（3）T5-54w 隧道灯（双灯）的调光方式：①一根灯管高亮，一根灯管低功率输出即半亮状态（节能25%）；②一根灯管高亮，一根灯管无输出即关闭状态（节能50%）；③一根灯管关闭，一根灯管低功率输出即半亮状态（节能75%）。

（4）基于T5-54w 隧道灯（双灯）的控制策略如下：①假设单洞双向交通城市隧道（如果隧道为双向交通，那么出口与入口起同样的作用，此时可不必考虑出口照度，将讨论简化），行车速度60km/h （一般城市道路限速），根据隧道地理位置和周围环境，确定洞外亮度；②按照
DOI:10.19537/ki.2096-2789.2017.05.095
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规范确定洞内亮度等级标准，并依次划分为入（出）口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3和基本段；③基本照明灯具按亮度要求沿隧道两侧全程布置，在过渡段3和基本段逐渐加密；加强照明灯具沿隧道两侧各分成2个独立回路组，加密布置在入（出）口段、过渡段1和过渡段2；④针对T5-54w 隧道灯（双灯）的技术特点，隧道照明白天可设置晴天、云天、阴雨天3级控制，晚上可设置夜晚和深夜2级控制。

（注：应急照明由专用应急配电箱控制暂不讨论）；⑤依据第（4）点的控制方案，可实现的照明组合模式如下：晴天：基本照明亮灯100%；加强照明亮灯100%
（各调光镇流器的DIM 线加电，双灯管高图
2 供电系统原理图
图3 路灯控制系统图
照明组合方式，控制过程分述如下：①晴天：路灯控制器不动作，KM1、KM2、KM3、KM4吸合，各供电回路接通，灯管均为高亮状态。

则基本照明亮灯100%；加强照明亮灯100%；②阴雨天：路灯控制器的光敏开关动作，KM1、KM3断开，使得加强照明不调光镇流器的电源被切断，灯灭。

则基本照明亮灯100%；加强照明亮灯50%；③夜晚：路灯控制器光敏开关的控制同阴雨天；同时，经纬时控开关也动作，使得加强照明可调光镇流器的DIM 控制线失电，灯输出功率减半，变半亮状态。

则基本照明亮灯100%；加强照明亮灯25%；④深夜：此时，路灯控制器的传统时控开关又动作，使得基本照明可调
亮）；云天：基本照明亮灯100%；加强照明亮灯75%（一根灯管高亮；另一根灯管调光镇流器的DIM 线失电，半亮）；阴雨天：基本照明亮灯100%；加强照明亮灯50%（一根灯管高亮；另一根灯管的调光镇流器的电源线失电，灯灭）；夜晚（交通量大时）：基本照明亮灯100%；加强照明亮灯25%（一根灯管的电源线失电，灯灭；另一根灯管调光镇流器的DIM 线失电，半亮）；半夜灯（交通量小时）：基本照明点亮75%（一根灯管高亮；另一根灯管的调光镇流器的DIM 线失电，半亮）；加强照明亮灯25%（一根灯管的电源线失电，灯灭；另一根灯管调光镇流器的DIM 线失电，半亮）。

2 隧道照明的控制系统
2.1 供电主回路
（1）供电电缆及连灯方式。

各供电电缆回路分区段顺序接灯：将基本照明每个灯的两个镇流器均连接在同一供电回路上；加强照明每个灯的两个镇流器分别连接在不同供电回路上。

（2）DIM 控制线。

所有灯的可调光镇流器主电缆
增加一芯DIM 控制线，并引至与路灯控制器相连接的控制电路中（见图2）。

2.2 控制电路
（1）路灯控制器选用智能型，集传统时控、经纬时控、光控于一体，带RS485通讯接口，设3路5A 继电器常开控制输出。

（2）交流接触器。

主触头分别接至加强照明的供电回路中，其中KM1、KM3接不调光镇流器回路，KM2、KM4接可调光镇流器回路；线圈及辅助触点分别接至与路灯控制器相连接的控制电路中（见图3）。

2.3 控制分析
根据当地天气状况及隧道使用情况，最后设定四种
光镇流器的DIM 控制线也失电，灯输出功率减半，变半亮状态。

则基本照明亮灯75%；加强照明亮灯25%。

3 结束语
系统选用的T5-54w 隧道灯（双灯）配备T5双光源，光效高，显色性好，光线柔和，无眩光；洞内亮度调节通过控制每个灯具自身实现，而非采用间隔投退灯具的方式，照度均匀，阴影小，照明效果理想；控制系统准确可靠，可实现多种照明组合模式，节能性和经济性都较好。

作者简介：王卫（1971-），男，工程师，研究方向：工程技术。