高速公路隧道照明节能与智能控制系统
智能控制课程研究报告
学习智能控制课程研究报告标题：高速公路隧道节能智能模糊控制系统研究姓名：学号：专业：测试计量技术及仪器高速公路隧道通风照明节能智能模糊控制系统研究1.国内外公路隧道节能研究现状1.1 国内高速公路隧道通风照明节能的研究现状据统计，2002年我国公路隧道通车里程已达704km/1782座。
公路隧道通车里程比1979年增长了13倍。
同时隧道建设技术不断的提高，1995年建成的成渝高速公路上的中梁山隧道长3.165km，缙云山隧道长2.529km，解决了我国长大公路隧道的通风问题，1999年通车的四川省川藏公路上的二郎山隧道长4.176km，同年通车的四川广安地区公路隧道长4.534km，1999年底实现双洞通车的全长2×4.116km的浙江省甬台高速公路大西邻至糊雾岭隧道，设置了照明、通风、防火监控等完善的运营机电设施。
截至2009年底，我国已经建成公路隧道6139座，总长394.20万米。
如此大规模的隧道建设，不但运营管理的任务十分艰巨，其安全与节能问题也日益突出。
其中隧道耗电占高速公路运营中的很大一部分，以3公里长隧道为例，年电费约为400万元。
如福建高速公路监控厦门分中心在对高速公路厦门大帽山隧道供配电系统、照明系统和通风系统进行了节能技术改造，通过适当提高线路电压、提高功率因素来改造供配电系统，经过一年的试运行，2009年5月底同比无功电量下降了85.48％，为福建高速公路减少电费支出87492.8元，取得了可喜的经济效益；对照明技术进行改造，将射流风机出风口处的风导向下方后，以此损坏率计算，一年可减少高压钠灯损坏38盏、镇流器损坏l8只、触发器损坏2只、灯具损坏l1套，合计节省购买灯具费用约2万多元。
如全国高速公路隧道风机都采用“两台风机共用一套自耦降压起动装置”可节省50％的起动装置。
1.2 国外高速公路隧道通风照明节能研究现状在公路隧道照明技术方面国外研究较早，通过长期的研究和实践，技术成熟。
高速公路隧道LED照明智能控制示范应用
图 １ Ｐ ＷＭ 控 制恒 流 模 块 原 理 图
工程 。目前 ， Ｌ Ｅ Ｄ隧道照明控制 大多与高 压钠灯 照明一样 ， 没 有采用按需照明、 智能控制 。Ｌ Ｅ Ｄ灯响应 迅速 ， 其启动 响应时 间为纳秒量级 ， 每次 点亮 只是 瞬间过 程 ， 因此完全 可 以针 对使
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高 速 公 路 隧道 Ｌ Ｅ Ｄ 照 明智 能控 制 示 范 应 用
路 杨 黎碧 波 张春化。 马荣贵。
（ １ ． 陕西 省交 通建设 集 团公 司 ， 陕西 西 安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ； ２ ． 长安 大学 ， 陕西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ） 摘 要： 为 了实现按 需照 明 ， 节 约 电能 ， 并延 长 Ｌ Ｅ Ｄ灯寿命 ， 设 计 了一种高 速公 路隧 道 Ｌ Ｅ Ｄ照 明智 能控 制 系统 ， 由传感 器 、 计 算机 、 照
２ ＿ ２ 控 制 模 式 （ １ ）自动 模 式 （ 远程 控 制 ） 。按需 照 明 ， 依 据 洞 内 外亮 度 、 车 流 量 和车 速 自动 调 整 照 明灯 亮 度 。洞 内局 部 因烟 或 雾 能 见 度 降 低时， 照 明亮 度 自动 增加 ， 保证安全 ； 洞外亮度强时 ， 照 明亮 度 自
速率 （ 通常高于 １ ０ ０ ＭＨｚ ） 在零电流和最大 Ｌ Ｅ Ｄ电流之间进行 切换 ， 从而调节 白光 Ｌ Ｅ Ｄ 的亮 度 。该 占空 比改变 了有效平 均 电流 ， 从而可实现高达 ３ ０ ０ ０： １的调光 范 围（ 仅受 限于最小 占 空 比） 。由于 Ｌ Ｅ Ｄ电流要 么处 于最大 值 ， 要么被 关 断， 所 以该
高速公路隧道照明系统的节能设计及优化
（四）主要设备、材料选型
1.LED灯。LED灯具是本次改造项目的重要设施，根据图纸及招标文件规定的技术指标、性能要求，我们选用上海三思研发的一款以高亮度LED为光源的照明灯。该产品具有亮度高、照度分布好、节能环保、防水防尘、外观时尚等特点，可广泛应用于各种隧道、收费站、加油站、厂房、卖场、仓库、停车场、广场的照明。
摘要：高速公路隧道运营是保障高速公路行车安全的重要举措。文章结合某实际工程，对高速公路典型隧道照明系统的设置和节能控制方案进行了优化，选用LED 光源、改进隧道各区段照明设计，采用自动实时控制方式等节能降耗的策略，旨在降低运营成本，减少能耗。
近些年，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路里程也逐年增加，公路隧道照明系统作为保证车辆安全通行的同时也使得隧道照明运营开支居高不下。近年来，LED以其低能耗高效率的特点，在照明行业正得到广泛的应用，从显示器背光照明到景观照明再到日常照明，覆盖范围越来越大。作为光源，LED的优势体现在三个方面：节能、环保和长寿命。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%节能效果。研究如何在基于交通流量、行车速度、可视度、驾驶员视觉特性基础上，实现对LED灯具合理的智能照明无级控制，这对提高隧道照明质量，降低能耗与隧道运营成本，营造安全舒适的隧道行车环境，具有重要的意义。
（二）照明控制
新加装的LED灯组成一个回路，由加装在夜间照明箱内的控制回路进行控制亮灯，并且与箱内的PLC控制器进行连接，达到远程控制的目的。原有中排高压钠灯（仅限基本段）组成一个回路，通过加装开关箱进行手动开关的第二级控制，达到是否接通回路的目的，而是否亮灯，则由原来的白天/夜间隧道照明的节能优化设计
高速公路隧道照明智能调光系统的应用再探讨
高速公路隧道照明智能调光系统的应用再探讨蓝福东（福建省高速公路集团有限公司龙岩管理分公司，福建 龙岩 ３６４０００）摘 要：随着交通行业的高速发展，高速公路建设也在如火如荼地开展，而节能减排对高速公路建设具有重要的意义。
ＬＥＤ灯凭借易调光、使用年限长、节能等特点受到了青睐，能够显著的降低能耗，提高经济效益。
但在ＬＥＤ灯应用下，还需结合智能调光系统，使高速公路隧道照明更加先进、智能。
本文通过探究智能调光系统的设计，探究其具体应用。
关键词：智能调光系统；隧道照明；高速公路；应用0 前言在高速公路建设中，隧道照明需耗费庞大的资金，对于运营单位而言，需承受较大的经济压力。
随着节能减排理念的提出，加上为了提升企业的经济效益，减少隧道照明的费用便成了企业的重要目标。
在以往的隧道照明中，钠灯为首要的选择，但资源损耗较大，系统的启动速度还需优化，且难以达到智能化的标准。
而随着ＬＥＤ灯及智能调光系统的应用，改善了隧道照明的现状，经济环保、低能耗，发展前景广阔。
但在智能调光系统的应用后，也发现其有一定的不足，还需改进优化，使智能调光系统更加先进、完善，以实现节能减排的目标。
1 智能调光系统的应用背景在社会经济迅猛发展下，高速公路建设也在如火如荼地进行，而隧道的数量也在不断增多，其所产生的运营费用便成了一项重要的问题。
在隧道运营成本中，隧道照明的占比最大，其所耗费的资金超过５成，这也体现了改善隧道照明现状的重要性。
在以往的隧道照明设计中，灯具的安装数量及功率按隧道最大亮度需求值进行设计，运营中，无法达到按隧道外亮度及车流量变化进行智能化控制的要求，管理人员根据以往的工作经验设置开关灯的时序及开关灯的数量，为了进一步提高隧道通行的安全性，一般按照多开灯的原则进行，虽能够保证汽车在隧道内安全通行亮度要求，但对电能的损耗极大，也造成了能源浪费，这也使得隧道的照明成本急剧增加，与节能减排的理念不符。
在节能减排的理念提出后，减少隧道的照明成本便成了一项重要的问题，而ＬＥＤ灯投入市场后，对隧道照明的高损耗难题带来了解决方案，其最显著的特点便是可调控，并利用智能调光系统，准确的掌控高速公路沿线隧道的各个时段、各个区域的环境变化，尤其是隧道内外的亮度差异，从而进行对ＬＥＤ灯的调控，以达到按需照明的目标，减少对电能的损耗，提高灯具的利用效率。
高速公路隧道LED无极调光智能控制系统及应用
高速公路隧道LED无极调光智能控制系统及应用摘要：中国高速公路隧道照明系统基本使用高压钠灯，造成大量电能浪费的同时，也无法做到结合使用场景的灯光亮度合理精准调控。
基于此，本文提出全新的高速公路隧道照明控制系统，该系统可以做到对高速公路隧道内灯光亮度的合理调控，在确保行车安全的同时减少电能损耗，有效符合国家层面提出的节能减排目标。
关键词：隧道照明；无极调光；智能控制系统；节能引言经济的飞速增长，我国高速公路的建设数量与建设规模也不断增加。
据统计，截至2020年底，我国高速公路总里程达16.10万公里，其中公路隧道已达21316处。
而陕西省作为全国的隧道大省，隧道数量众多，隧道照明用电消耗也成为隧道运营管理单位的一项巨大开支，同时为响应国家“双碳”政策号召，急需加大高速公路隧道LED照明节能技术研究力度。
20世纪中叶，以欧洲为首的西方国家选择智能调光照明控制技术，制定了相应标准，且获得了全面的发展，促进了隧道照明的发展。
对比国外，我国的隧道照明技术发展晚于国外，无完善的设计规范，一般设计按照《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)开展。
在90年代后期，为满足行车安全基本需求，贯彻安全、节能理念，开始确定灯具安装的相关方案，加大了“黑洞效应”、“白洞效应”、“灯具开启数量”几大主题的研究。
本文根据多年机电工程积累经验，研发了一套高速公路隧道LED照明智能控制系统，并应用于十天高速红石河隧道和银昆高速天台山隧道机电项目。
1常见的城市隧道照明控制技术1.1PLC控制技术PLC控制技术也被称为电力载波控制技术，需要在系统中安装PLC控制器、传输模块与终端感知设施。
在系统运行期间，由传感器持续采集现场监测信号，由PLC控制器对现场信号进行扫描识别，然后根据用户程序扫描结果选择是否执行预先设定的特殊功能指令，经由锁存电路向外接设备输出控制指令，执行照明灯具开启、关闭等控制动作。
PLC控制技术有控制方式多元化的优点，可以根据照明控制需求采取顺序控制、定时控制、环境自适应控制、闭环控制、计数控制等多种控制方式。
高速公路隧道智能照明系统
高速公路隧道智能照明系统一、简述隧道智能照明涉及通信和传感功能，能够进行远程控制（开启或关闭）和监控（远程诊断）隧道里灯光照度、风速、一氧化碳能见度。
隧道智能照明也为灯光、风速、一氧化碳能见度提供信息，使它能根据使用或环境等情况进行调节和报警。
隧道智能照明的通信可用无线或现有的电力线基础设施实现。
电力线是世界上最大的铜基础设施，不管是民用、工业、办公的每个角落都有电源插座，使之成为一个覆盖极为广泛的网络。
鉴于所有照明灯具是连接到电力转换成光、风机把电力转换成风等，电力线通信（PLC）已成为隧道智能照明主要通信和控制链路的合理途径。
二、系统组成隧道智能照明系统将现场总线技术、通信技术、控制技术融入到传统的照明系统中，将照明系统中各回路单元通过网络与控制单元进行数据通信，从而将传统的照明系统升级为智能照明系统，使之成为一个设备网络面的自动化控制系统，如下图所示。
该系统由三层网络架构组成，电力监控前置处理机和隧道照明控制器集成了数据采集系统和隧道工艺控制系统工程；控制层是此系统的核心，发挥着枢纽和控制的作用：对下采集设备的数据，进行工艺控制管理、数据分析，实现对隧道照明的全面管理、保护集中监控、故障信息存储、数据能耗分析、参数远程设置、设备维护检修等功能；对上提供对应协议接口，将数据传送到隧道管理站系统。
控制层可以独立成为一个系统，完成系统的所有管理控制功能。
控制层上行通信TCP/IP协议，下行通信采用通信协议为Modbus-RTU，以适应各种现场的应用；设备层网络选用YSK2P控制与保护开关电器、多功能能仪表、计量表等等实现监测、控制、保护、管理等功能。
右洞奉化镇三、系统特点1.系统具有高度的开发性、良好的互操作性、较强的扩展性：本系统可以采用多种现场总线技术，Modubs、CAN、Profibus等多种协议可选，以适应不同行业、现场的网络要求。
因此，确保不同厂家的设备之间可实现无障碍地互连并进行信息交换，使得种类设备之间具有良好的互操作性和互换性，为系统集成和系统优化提供更多的选择。
高速公路隧道照明系统设计与控制
高速公路隧道照明系统设计与控制隧道是现代交通系统中不可或缺的一部分，随着交通的发展和道路的建设，越来越多的隧道被修建。
隧道内部环境特殊，对照明系统的质量要求很高。
照明系统的设计和控制不仅关系到交通安全，还与能源的节约和环境保护密切相关。
本文将探讨高速公路隧道照明系统的设计和控制。
一、隧道照明系统的设计原则1. 安全性原则：隧道照明系统的最基本原则是保证道路通行安全。
照度应达到充分的视觉需求，避免视线失明、眩光和影像轮廓模糊。
2. 经济性原则：照明系统的设计不仅要满足安全性要求，还要考虑节能和降低成本。
合理的照明强度和灯具布置方式，降低照明功率和维护成本。
3. 环保原则：照明系统的设计和控制要符合环保要求，尽可能减少环境污染。
应采用节能环保的灯具和设备，不使用有害物质的产品。
二、隧道照明系统的设计方案1.灯具类型选择：隧道照明系统主要采用高压钠灯、LED灯和T5荧光灯。
高压钠灯是传统的照明方式，它的照度高，但能耗和光污染较大。
芯片光效在100lm/W左右，使用寿命一般在20000小时左右。
LED灯是新型的照明方式，它的照度高，能耗低、光污染小，使用寿命长，维护费用低。
T5荧光灯是一种环保能效的灯具，其光效可达到80-100lm/W以上，使用寿命可达到30000-50000小时。
2.灯具布置方案：多数隧道照明系统采用对称式照明，灯具布置在两侧，避免单侧照明造成的影像错综复杂。
同时可以采用分段式照明，按照标准照明等级对照明区域进行分段，节约能源，降低成本。
3.照明强度设计：照明强度受隧道内环境光和隧道长度等因素影响。
一般按照路面坡度、道路曲率、雨雾等级、车速、视距等要素综合研究，确定隧道照明强度设计标准。
三、隧道照明系统的控制方案1. 手动控制系统：手动控制一般是采用人工巡视，定期检查灯具状态和照明强度，进行调节。
这种控制方式生产效率低，需要高强度的人力投入，现在不太使用。
2. 光控制系统：光控制是目前隧道照明控制的主流。
隧道照明智能调光控制系统方案分析
隧道照明智能调光控制系统方案分析发布时间：2021-03-26T05:54:51.746Z 来源：《房地产世界》2020年18期作者：朱子亚[导读] 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。
采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。
本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。
朱子亚江苏冠懋绿化工程有限公司摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。
采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。
本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。
关键词：隧道照明；智能调光；控制方案引言在高速公路建设中，隧道照明需耗费庞大的资金，对于运营单位而言，需承受较大的经济压力。
随着节能减排理念的提出，加上为了提升企业的经济效益，减少隧道照明的费用便成了企业的重要目标。
在以往的隧道照明中，钠灯为首要的选择，但资源损耗较大，系统的启动速度还需优化，且难以达到智能化的标准。
而随着LED灯及智能调光系统的应用，改善了隧道照明的现状，经济环保、低能耗，发展前景广阔。
但在智能调光系统的应用后，也发现其有一定的不足，还需改进优化，使智能调光系统更加先进、完善，以实现节能减排的目标。
1城市隧道照明与通风系统的关系隧道通风系统和照明系统存在着相互依存、不可分割的关系，在实际工程设计中，专业之间必须有效沟通和协作。
由于车行在隧道内产生的烟尘不易消散，隧道照明系统既要考虑光线的穿透性能，也要考虑由于烟尘反射造成的亮度损失。
在JTG/TD70/2-02-2014《公路隧道通风设计细则》中，对采用LED灯的通风烟尘设计提出了新的要求。
公路隧道LED 智能化无级调光照明节能分析
公路隧道LED智能化无级调光照明节能分析合肥源辉光电子有限公司 吕晓峰 230041关键词: 过度照明 投资经济性 养护系数 车流量 洞外亮度摘要：本文论述了公路隧道照明系统电能浪费之所在，介绍了LED智能化无级调光照明系统的节能原理和LED隧道灯的选择方法，分析了LED无级调光照明系统与传统分级调光照明系统的安全性及其综合投资对比。
引言目前公路隧道约有80％的照明能耗被浪费掉了。
长期以来，隧道照明节能主要是从提高光源光效、优化系统设计、加强能耗管理等方面入手，这在一定程度上起到了较好地节能效果；但如果要在这传统的节能基础上再节能50%，传统的照明方式是无法实现的。
本文将从理论和实践两方面论述这部分电能是怎样浪费的？我们如何通过LED智能化的无级调光照明系统将大部分电能节省下来。
传统照明与智能化无级调光照明两者节能方式不同，因此节能效果也大相径庭。
前者由于灯具亮度不可控，因此几乎完全依靠灯具光效的提高来实现节能，这种简单的节能方式现在已没有太大的节能空间；如果想节能10个百分点，就需要用户付出更多地代价。
而后者通过智能化无级调光，实现按需照明，为隧道照明节能打开了一片广阔的空间；与钠灯相比节能60～70%是较为容易的；去年我们在夏蓉高速贵州格龙隧道实施了LED无级调光与LED分级调光进行对比的科研项目，经权威机构国家交通安全设施质量监督检验中心检测，LED无级调光照明系统比LED分级调光照明系统还要节能34.7%。
一、公路隧道传统照明系统电能浪费所在1、养护系数形成的浪费a、养护系数与灯具寿命的关系养护系数是指隧道灯在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该灯在相同条件下新装时所得到的平均照度或平均亮度之比。
它与光源的使用年限息息相关。
图1-1是养护系数取值与LED隧道灯使用年限的关系图。
从图中可以看出，取值越低，使用年限就越长；取值越高，使用年限就越短。
标准中规定养护系数取0.7，这就意味着照明系统的使用年限可达30000h。
高速公路隧道照明自适应智能控制系统
全性显 得尤为重要 ，如何 保障 隧道行 车的舒适性及 安全性是
需要解决 的首要 问题 。 ２ ．隧道照明系统节能 通 过对 隧道较多 的江 西、湖南 、广 东 、福建等地 隧道管 理部 门的调查表 明 ，隧道 照明费用 已成 为公路隧道运营 中一 笔沉重 的负担 ，研 究节能 、高 效、安全 、维护费用低 的隧道 智能照明系统 已显得 非常重要 。 因此 ，以上述两 个 问题为导 向 ，根据广 东省高速公路 隧 道运 营照明的实 际问题 ，本文采用 文献调研 、理 论分析 、实 验分析 、现场测试等 科学手段 ，对 高速公路 隧道 照明需求与 节能技术进行分析 。并结合 国内外 隧道 照 明节 能技术的现状 和发展趋势 ，系统性地解决公路隧道照明节能 问题 。 现通 过 电能浪费 的主 要因素分析 ，总结 目前 隧道 照明系
一
本 照明采用 自适应智能控制系统后 ，可节约 电能５ ％以上。 ０
电 源 电压 上 升
气体放 电灯对 电源 电压 的稳定度要求 较高 ，一般变化在
隧道 基本 照明选用 １ ０ 的灯具 亮度 刚好满 足规范要 求 ， ０瓦
６ ％以内，否则能耗将大幅增加 ，光源寿命锐 减。
图３ ５ 瓦高压钠灯和 ２ ０ 为２ ０ ０ 瓦的ＬＥＤ灯在不 同电源 电压 下 的功率 曲线 图。从 图 中可 以看 出，在夜 晚 电源 电压 高达
ＮＥＷ ＳＯＦ Ｔ
广 州 新 软
智 能 交 通 ・改 变 未 来
高速公路 隧道照 明 白适应智能控制 系统
广东新粤交通投资有 限公司 鲁立彬
在 隧道 照 明系统设 计 时 ，规 范要 求按 照夏 天 中午 时的
引言
安全 、经济 、环保 、节 能是公路 工程 建设 追求 的 目标 ， 隧道照 明系统的安全性和 节能性存在着此 消彼长 的矛盾 。隧
隧道LED照明智能控制系统研究
隧 道 洞 外 亮 度 的 大 小直 接 影 响到 洞 内的 照 明 强 度 ， 通 常在 计算 洞 外亮度 时 ，按照 夏天 晴天 中午 的最大值 来计 算 。 但 一 年 中这 一 亮 度 出 现 的 时 间 仅 有 百 分 之 几 ， 其 他 大 部 分 时 间 洞 外 亮度 均 在 １％－６ ％之 间变 化 （ 图２ 示 ） ， ０ ０ 如 所
外 ， 还 需 在 隧 道 入 口段 、 过 渡 段 、 出 口段 额 外 设 置 加 强 照
的 设 计 冗 余 可 留到 远 期 再 用 ，近 期 的 工 作 功 率 也 低 于 灯 具 的 额 定 功 率 。这 使 得 灯 具 和 电源 的 长期 工 作 温 度 非 常 低 ，不 仅 可 大 幅 减／，Ｅ ｊ Ｄ的光 衰 ，还 延 长 了 Ｌ Ｄ 电源 的 寿命 ； ＇ Ｌ Ｅ 和 ◇ 下 半 夜 功 率 可 同步 减 半 ，灯 具 配 光 特 性 保 持 不 变 ，避 免 了 单 侧 关 灯所 产 生 的 危 及 行 车 安 全 的 斑 马 效 应 ； ◇ 系 统 设 计 简 单 ，大 大 减 少 回路 设 置 ，与 分 级 调 光 系 统 相 比 ，该 系 统 可 节 约 相 当数 量 的 电缆 、控 制 箱 及 相 应 。
每 个 灯 安 装 一 个 灯 具 控 制 器 ，每 个 灯 具 控 制 器 有 自 己 的 地 址 ，区 域 控 制器 可 以 通 过 地 址 访 问 灯 具 控 制 器 ，既 可 以对单 独的 灯具进 行控 制 ，也可 以通过对 灯 具地址 编组 ， 进 行 区域 控 制 。 灯 具 控 制 器 依 据 区 域 控 制 器 的 命 令 对 灯 具 进 行 调 光 ，调 光 为 线 性 调 光 ，调 光 比 例 可 由 区 域 控 制 器 来 设定 。
隧道照明节能分析及系统设计方案
隧道照明节能分析及系统设计方案目前有关隧道照明的节能，主要是采用高功率因数的照明灯具（配高效电子镇流器）、隧道内两侧铺反射率高的装修材料、尽量缩短供电电缆长度以减少线路损耗、合理布置配电房的位置、集中调光控制、减少洞外亮度等方法。
为了进一步节能，设计者还把隧道内的灯具分为全日灯、黄昏灯、白日灯和应急灯等几个回路进行人工或自动的控制。
纵观现有的这些方法，虽然有一定的节能效果，但在实际运行中还是存在着电能的浪费现象，以及营运过程中产生的与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。
问题的提出一、现有隧道照明控制模式设计，在实际运行中存在相当大的电能浪费。
目前，隧道照明设计者依据规范通常把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段等四个段来设计照明，其中过渡段有两个，分别设计在中间段前后。
各段的长度和照度（lx）是从全年行车安全要求出发，对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。
能够实现照明自动控制的非常有限，通常因线路布线回路的限制，只能做到2、3级人工或自动控制，对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑，最终各段照明的长度和照度也始终是处于最大值状态。
对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明进行自适应方式调制。
因此，目前这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能浪费问题。
二、现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾突出。
营运者为了节省电费，往往都不采用自动控制，因为现有的自动控制没有涉及天气和车流量等实时变化因素。
实际上营运者采用手动控制方式工作，在规定的时间人工开关隧道灯，白天全开灯，晚上关掉所有的灯。
部分营运者考虑白天电能浪费严重，有的只开全日灯。
这种灯控方式表面上有一定的节能效果，但其实当洞外亮度小于1500cd/m2时，只要确保隧道内路面亮度总均匀度U0、亮度纵向均匀度U1以及各段亮度达到相应要求，符合行车视觉要求，取其照度最小值即可，并非一定要达到开全日灯时的亮度。
高速公路隧道智能照明施工工法
高速公路隧道智能照明施工工法高速公路隧道智能照明施工工法一、前言随着社会的不断进步和技术的不断发展，高速公路隧道的建设已经成为现代交通建设的重要组成部分。
为了确保行车安全和提升驾驶员的视觉感受，隧道照明设施显得尤为重要。
传统的隧道照明设计和施工存在一些问题，如能耗高、维护困难、照明质量不稳定等。
为了解决这些问题，高速公路隧道智能照明施工工法应运而生。
二、工法特点高速公路隧道智能照明施工工法具有以下特点：1. 照明设施智能化：通过使用灯具感应技术和智能控制系统，实现灯光的智能调节和节能高效。
2. 节能环保：采用LED灯光源，相比传统的荧光灯，具有更高的能效比和更长的使用寿命，同时减少了对环境的污染。
3. 照明质量稳定：通过科学的光源布置和合理的照明设计，确保隧道内光线均匀、稳定，提高驾驶员的视野清晰度。
4. 维护便捷：工法采用模块化设计，减少了维修和更换灯具的难度和成本，提高了设备的可维护性。
5. 安全可靠：工法考虑了隧道照明设施的可靠性和防护性，确保设备在各种恶劣环境下都能正常工作。
三、适应范围高速公路隧道智能照明施工工法适用于各种类型的隧道，包括城市隧道、山区隧道等。
四、工艺原理高速公路隧道智能照明施工工法通过灯具感应技术和智能控制系统实现照明设施的智能化控制。
该工法将传感器安装在隧道内，当有车辆进入隧道时，传感器会感应到，并将信号传输到智能控制系统中。
智能控制系统根据传感器收到的信号，自动调节照明设施的亮度和分布，以达到最佳的照明效果。
同时，通过对传感器和智能控制系统进行连续监测和反馈，确保照明设施的正常运行。
五、施工工艺高速公路隧道智能照明施工工法包括以下施工阶段：1. 设计和规划：根据隧道的长度、形状和车流量等因素，确定传感器和灯具的布置方案，并进行照明设计。
2.设备安装：根据设计方案，在隧道内安装传感器和灯具，并与智能控制系统进行连接。
3. 调试和测试：对安装的传感器、灯具和智能控制系统进行调试和测试，确保设备能够正常工作。
高速公路隧道照明综合节能系统研究
实时精确的照明控制输出即动态调光系统的实现 ． 依赖十可调光
通 可调 光 白光 Ｌ Ｄ灯 具 、 Ｅ 可调 应 ； 境 光 强 由 暗 变亮 时 ， 孔 直 径 变 小 ， 为 亮 适 应 。 白天 。司机 灯 具 、 讯 接 口等 硬 件 的支 持 。硬 件 方 面 ， 当环 瞳 称 在 驾驶车辆进 入公路隧道时 ．由于洞外光强 比洞 内高出十几甚至几百 光 高压钠灯整 流器等硬件 已经得 到较成熟 的工程应用 ，性能稳定 可 倍 ． 经 历 的是 一 个 暗 适 应 过 程 。 司机 在驶 出隧 道 时 ， 会 经 历 一 个 亮 适 靠 ． 则 硬件上已经完全可 以支持该系统的实现。
ｌ ０
・～ 亮适应
图 ４１人眼暗适应曲线 ．
白 Ｌ Ｄ是依据光 学和色度原理 ，利用已知色光的 Ｌ Ｄ技术合 光 Ｅ Ｅ 成实现的。 白光 Ｌ Ｄ具有 色彩饱和 、 Ｅ 光衰慢 、 作用距离长、 节能（ 与传统 白光源相 比， Ｅ Ｌ Ｄ节能 ８ ％一 ９ ％ 、 ０ Ｏ） 光束不产生热量 、 寿命长等特点 。 白光 Ｌ Ｄ的主要技术指标包括光通 、 Ｅ 光效 、 色温 、 显色指数 、 度、 亮 照 度 等。 目 ．己开发出光通量 大、光效高且显色指数大于 ８ 的 白光 前 ５ Ｌ Ｄ 受工艺和材料的限制 ． Ｅ 白光 Ｌ Ｄ的价格较高 ． Ｅ 使用 寿命也只达到 １ Ｏ万小时 然而随着产量 的飞速增长和技术 的快速进步 ．Ｅ Ｌ Ｄ的生产 成本将 急剧下降 ．使用寿命将 大幅提高 ．在未来几年里有 望提高到
人 眼 适 应 曲线 ： 眼 是 一 个 复 杂 的 自动 控 制 系 统 ． 能 够 自动 适 人 它
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隧道照明智能节能系统设计与研究
隧道照明智能节能系统设计与研究智能照明节能管理系统，应具备智能控制、节能和电缆防盗等功能，能够实现及时发现光源故障、电缆被盗；随时调整开关灯时间，具备天文控制功能，也就是开关灯时间随着季节的变化自动进行时间调整随时了解运行参数，及时发现运行异常，将传统的人工"巡灯"制度改为"值班"制度。
系统应将采集到的数据自动进行存储、统计、并能随时进行査询和打印，能够通过中央监控中心监控屏幕显示进行光源点及区间监视及控制。
1隧道照明节能灯具在照明节能研究中，节能光源是节能研究的重要方面。
我国公路隧道照明灯具经历了白炽灯、荧光灯、低压钠灯、无极灯、高压钠灯、LED灯等光源阶段。
隧道照明节能光源的研究主要在两方面：其一是通过对比不同光源性能来选择合适的照明灯具；其二对隧道照明灯源的配光曲线进行研究实验或设计。
对电磁感应灯与高压钠灯应用于九景高速雁列山隧道进行了改造和对比试验，试验表明电磁感应灯的隧道照明性能比高压钠灯好，但是两者的节能效果并未探讨。
对LED灯与普通的高压钠灯进行对比分析，发现LED灯比传统高压钠灯省电50%~60%。
通过对上海地区隧道使用的三基色荧光灯、高压钠灯、无极荧光灯的性能进行了测试和对比，结果显示无极荧光灯更节能。
对公路隧道照明灯具进行了配光实验研究，实验利用常规的高压钠灯与逆光高压钠灯进行比对，检验其节能效果依据隧道照明需求逆向设计灯具的光分布来实现节能的研究，通过建立光源模型来设计隧道所需的照明配光曲线，最终仿真实验表明，依据配光曲线设计的LED比传统的LED节能12%。
2公路隧道照明的特点（1）分段式照明。
由于隧道的特殊性，在车辆进入到隧道之后即使打开车灯，人类的眼睛也可很难瞬间接受黑暗，隧道中必须要24h都有灯来照明，使人类可以适应视觉上的快速转换。
而且由于隧道的长度问题，白天的时候，隧道的入口和出口更加接近外界，即亮度也比较接近外界，所以入口和出口的灯的功率可以大一点，但是从隧道入口或出口逐渐向中间过渡时，照明灯的功率也要随之减小，最大程度上减轻驾驶者的视觉转换的难度。
隧道工程中的隧道照明系统节能设计
• 制定维护管理制度和操作规程 • 定期检查、清洗、更换光源 • 保证照明系统的正常运行和管理
案例二：某城市隧道照明系统维护与管理
• 采用智能照明管理系统实现远程监控和维护 • 减少人工干预，提高维护效率和管理水平
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隧03道照明系统的光源选择与布 局
隧道照明系统光源的选择依据
光源类型：根据隧道类型、长度、交 通流量等因素选择合适的光源
光源性能：考虑光源的 亮度、功耗、寿命等性
能参数
光源环保性：选择低污 染、低辐射的光源
• LED灯具：适用于各类隧道，具 有高效、长寿命等特点 • 气体放电灯：适用于长隧道、交 通流量大的隧道
时序调节：根据季节、时间等因素自动 调节照明时长
• 节约能源 • 减少环境污染
隧道照明系统的照明控制系统设计
控制系统架构： 采用分层、分 布式控制系统
架构
01
• 便于系统扩展和维护 • 提高系统可靠性和稳定性
控制器选型： 选择高性能、 多功能的控制
器
02
• 能够实现自动调节和智能控 制 • 保证系统稳定性和可靠性
• 保证照明系统的正常运行 • 延长使用寿命，降低维护成本
隧道照明系统的管理策略与制度
管理制度：建立照明系统维护记录和档案
• 记录维护过程和结果 • 为分析、改进和维护提供依据
管理策略：制定照明系统管理制度和操作规程
• 明确维护职责和任务 • 保证照明系统的正常运行和管理
隧道照明系统的维护与管理案例分析
隧道照明系统的分类与组成
隧道照明系统的分类
• 按照照明方式分为：直接照明和间接照明 • 按照光源类型分为：气体放电灯、LED灯等 • 按照照明控制系统分为：手动控制、自动控制等
[案例应用]LED照明亮度智能无级控制系统在城市隧道中的应用
![[案例应用]LED照明亮度智能无级控制系统在城市隧道中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/fa6b9f1e10a6f524ccbf858d.png)
按需照明，人类已经追求了上百年。
由于传统光源的局限性，这一愿望始终未能实现。
本文通过对分级调光[1]与无级调光的能效分析，说明了隧道LED照明亮度智能无级控制系统的节能原理及在城市隧道中的应用实效。
这是该系统首次应用于城市隧道，开创了城市隧道照明智能化先河。
它的成功应用，使城市隧道照明真正实现了按需照明的理想。
关键字：按需照明[1篇] 过渡照明[3篇] LED[2097篇] 亮度[33篇] 智能无级控制[1篇]1.寿春路隧道概况寿春路下穿蒙城路隧道，全长200m，设计时速40km/h，双向4车道，单向车流量1300辆/h。
隧道路面宽度15m，高度4.5米，采用沥青混凝土路面，侧墙和顶部均为水泥本色。
整个隧道程圆弧形，从洞口一端至另一端不能透视。
洞口朝向一端向东，另一端朝向西北。
洞外引道上方设置装饰性遮光带，在起到装饰性效果的同时，还大幅降低了洞外亮度。
2.照明系统控制方案(1)基本照明控制隧道内基本照明的特点是工作时间长，需全天24h照明[1]。
根据这一特点，在设计基本照明亮度时考虑了足够的冗余量。
由于LED的寿命较长，因此维护系数通常取0.85～0.9。
而本项目将基本照明的设计亮度定为标准值的1.3倍，相当于0.77的维护系数。
这一数值可使隧道基本照明强度在未来若干年内即使出现一定的光衰，也始终都能满足规范要求。
不难看出，灯具投入初期的亮度超出规范基本要求的30%，形成一定程度的过度照明。
过度照明几乎在所有新装灯具中都是存在的。
这是由光源的光衰，灯具易受污染以及光源亮度不可控特性所决定的。
它使得现有的照明系统每年浪费了大量的电能。
为了避免过度照明造成电能浪费，减小灯具的光衰，延长LED光源和驱动电源的寿命，我们在实际运营时，将基本照明的功率设定在额定功率的80%，即所有50W的基本照明灯具的输出功率控制在40W。
在未来的运营过程中，可根据灯具实际光衰情况，逐年递增灯具的输出功率，直至达到100%功率输出。
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高速公路隧道照明节能与智能控制系统
摘要：高速公路隧道照明设备运维管控的实际需求，经过一系列技术探索，优化并形成了信息化解决方案。
方案可有效提高高速公路隧道照明智能控制的稳定性与可靠性，减少高速公路隧道照明日常养护的运维管理成本，减少运维出车次数，降低碳排放，保障高速公路车辆行驶的便利性和安全性，减少因隧道照度不合理带来的车户投诉，提高公众出行服务的满意度，具有良好的经济价值和社会效益。
关键词：高速公路隧道；照明节能；智能控制
引言
隧道照明系统是高速公路运行过程中的重要环节。
照明系统作为隧道机电系统的主要构成部分，其在正常运行状态下通常会消耗大量的能源。
照明系统的功能是向经过隧道内部的车辆提供安全、亮度适中的行车环境，隧道照明系统在确保高速公路车辆安全行驶方面发挥着重要作用。
但是，为响应国家节能政策的号召，应增强对高速公路照明节能与智能控制系统的研究，减少能源消耗。
1 高速公路隧道照明节能控制的主要内容
1.1按需分配
最初，高速公路隧道照明节能控制主要采用人工控制的手段，通过远程或者本地的方式手动操作高速公路隧道照明系统，使其能够根据高速公路隧道照明需求的动态变化，实现照明的智能化分配，从而达到“按需分配”的照明效果。
但这种控制方式的运行成本较高，同时人工控制的时延对高速公路隧道照明系统充分发挥作用带来一定的影响。
因此在现代通信、网络技术发展的过程中，需要使用远程控制计算机，按照预定的程序、时间段分配照明，提升照明控制的智能化水平，保障控制效果完全满足“按需分配”的要求。
需要在原有系统的基础上，提升控制策略的智能化水平，以满足更多场景下高速公路隧道照明的需求。
1.2精准照明
在不同情况下隧道对照明的要求有较大的区别，如雨雾天气需要确保最大的
照明效果，避免司机视野不佳对行驶安全和舒适度带来的不良影响；夏季内外光
照差距较大，需要确保内外光源的变化不会引起短暂眩光的情况；在阴天，需要
适当降低照度，确保隧道照度在合理的范围内，并提升照明的舒适度。
通过精准
的照明控制，在不同条件下采取对应的方式进行调光，可以精准提供照明，同时
降低照明系统的能源消耗。
2高速公路隧道照明节能与智能控制措施
2.1根据环境亮度的控制
在高速公路隧道照明节能控制中，需要合理设置光照传感器的光强采集频率、周期。
为了确保采集数据的准确性，避免因数据误差带来的不良影响，在设计过
程中，需要在洞内外使用多个传感器进行数据采集，并对比传感器的数据，选择
相近的数据作为光照度数值。
其中，洞外的光照传感器只需要在白天工作，并以
10min为频率进行检测。
PLC芯片可以根据远程控制命令或者本地控制逻辑，调
整照明系统的控制电压，使隧道内的光照亮度始终根据洞内外的光照需求发生变化，在保障光照需求的同时，提升光照控制的精准性与合理性。
2.2根据车速的控制
设计隧道行驶限速、平均速度等，同时，使用预设照明时间的方式，根据车
辆进出情况，设计照明开启、关闭的时机，从而为车辆提供一定时长的高速公路
隧道照明。
利用车检器和视频传感器记录车辆行驶速度，根据隧道的全长，设计
隧道灯具的开启、关闭时机，及时调整隧道内部的照明亮度，并在车辆通行期间
为车辆提供安全、舒适的照明。
2.3交通量控制
2.3.1远程控制
远程控制中心根据PLC反馈的高速公路隧道照明需求信息，和交通监控中心
提供的视频数据，分析、预测隧道当前或者可能出现的交通量情况，并根据交通
量展开照明控制。
在实际的控制过程中，需要设计不同的交通量控制模式，以满
足不同的照明控制需求。
①大交通量模式。
远程控制中心发出环境亮度整要求，
调至高亮度水平，避免隧道内的污染、烟尘带来的照明效果不佳问题，并在交通
量减少后，恢复至原来的控制模式，避免对隧道运行带来的影响。
②小交通量模式。
根据车检器提供的车速与光照传感器提供的环境亮度数据，调整PLC的输出
电压，使高速公路隧道照明始终处于最佳的照明状态，提升系统的节能效果。
③
特殊事件模式。
当视频传感器检测到车祸、火灾或者有高优先级车辆队列行驶时，需要保证高速公路隧道照明的全面、高效的工作状态，需要向PLC芯片发出工作
指令，确保相关事件得到有效的处理。
④0交通量模式。
车检器、视频传感器没
有检测到车辆的情况下，需要让高速公路隧道照明控制系统保持最节能的工作状态，仅维持基本的运行亮度，避免能源的浪费。
2.3.2本地控制
当车检器、视频传感器检测到来车时，根据洞内外照度传感器提供的信息，
向隧道提供照明，并根据车检器的计数情况，调整照明的强度，以保证照明效果
符合实际应用的需求。
在设计的过程中，需要重视车辆先后进入隧道的情况，避
免因车辆进出导致的程序逻辑问题。
3高速公路隧道照明系统节能路径
3.1优化分时间隔照明控制模式
设计高速公路隧道照明系统的过程中，通常会运用2套控制系统开展调节与
调整。
受昼夜不同光线条件与环境的影响，照明系统需要运用分时间段的控制方式，但现阶段此方式难以满足节能设计需求，并且还会导致部分电能浪费，使运
营成本增高。
对此，需运用更多级别的照明控制系统，增强对照明与灯光设备的
管控，进而在各个时间段与路段实现高效控制，减少电能消耗和浪费。
对于以上
方面，主要采取三级控制系统，能够实现节能降耗的目标，并使控制更具灵活性。
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节能设计与优化
高频无极灯是以磁性材料、功率电子学、等离子学等为基础研发出来的一种
照明产品。
其主要构成元素为：高频发生器部件、玻璃泡壳部件、功率耦合器部件。
与普通照明灯具相比，高频无极灯无灯丝，可凭借电磁感应的方式形成等离子，向外辐射紫外线，然后激发高频无极灯灯泡壳内壁荧光粉，最终生成可见光。
结合高压钠灯和高频无极灯之间存在的性能差异，以及高速公路隧道照明节能设
计在环境方面的特殊性，设计方案应区别于普通道路照明。
明确设计方案时需做
到以下2点：①保证隧道内部路面亮度呈现出均匀性，便于司机更好地对障碍物
进行辨认，防止由于亮度不均而引起司机视觉疲劳的情况。
②降低隧道内部照明
环境的眩光。
受眩光影响，司机眼部可能会出现调节痉挛症状，容易影响车辆的
安全行驶。
所以，设计隧道照明系统时，应运用消除直射和反射眩光的方法形成
漫反射，确保光源的柔和性。
结束语
近年来，高速公路隧道照明节能与智能控制系统日益成熟，但是在实际应用中，仍然需要根据不同项目的应用情况调整配置，以达到最佳使用效果。
高速公
路隧道照明节能与智能控制系统提高了高速公路隧道照明品质，在满足运营需求
的前提下，节能效果明显，为隧道智慧化运营提供了技术保障。
参考文献
[1]魏鸿将.高速公路隧道照明系统的节能措施[J].集成电路应用，2021，38(9):284-285.
[2]余文聪.高速公路隧道照明节能研究[J].光源与照明，2021(3):12-13.
[3]詹伟.高速公路隧道照明节能减排对策研究[J].智能城市，2021，
7(3):105-106.。