节能技术在高速公路隧道照明中的作用

节能技术在高速公路隧道照明中的作用

发表时间：2018-08-13T15:46:33.393Z 来源：《基层建设》2018年第19期作者：黄勇

[导读] 摘要：通过高速公路隧道各照明区段的照明亮度要求对照明光源的选择和控制系统开展研究，使用LED灯为国家高速公路隧道照明节能提供了切实可行的技术与控制手段，使用LED进行高速公路隧道照明时显着的节能效益，达到节约了电力能源，降低了运营成本的目的，希望能够为类似工程提供借鉴。

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摘要：通过高速公路隧道各照明区段的照明亮度要求对照明光源的选择和控制系统开展研究，使用LED灯为国家高速公路隧道照明节能提供了切实可行的技术与控制手段，使用LED进行高速公路隧道照明时显着的节能效益，达到节约了电力能源，降低了运营成本的目的，希望能够为类似工程提供借鉴。鉴于此，本文主要分析节能技术在高速公路隧道照明中的作用。

关键词：节能技术；高速公路；隧道照明

1、隧道照明设计所考虑的因素

1.1、隧道状况

我国国土面积中大部分为山丘，为了改善交通状况，必须修建大量的隧道以开阔交通。然而隧道系统本身存在很多问题：设施配备困难，能源消耗大，监控成本高，控制管理不便等现象，隧道环境急需改善。在改进过程中我们需要注意以下因素的影响：隧道本身的线形、长度、交通状况、隧道内亮度及隧道周边地理环境等。

1.2、隧道照明对视觉的影响及特点

车辆以标准设计车速行驶时，较短时间就能通过隧道，但此过程亮度变化极大，会产生多种视觉问题。在隧道内，由于较为封闭造成车辆排出的废气聚集形成烟雾，汽车发出的灯光会被这些烟雾吸收和散射，使能见度降低，给驾驶员造成不良的影响。进入隧道这一过程驾驶员视觉要经历由明亮到暗再到明亮的过程，当隧道内外的光强相差很大时，驾驶员很难适应视觉上的变化。

1.3、隧道照明的亮度

隧道照明大体分为入口段照明，过渡段照明、中间段照明和出口照明。其中对入口段照明的要求比其他分段更为严格，要求亮度从明亮的天然光环境逐步降低直至相对较低的水平。具体来讲，在白天隧道入口段的照明要根据隧道外的亮度、车速和入口处的视场和隧道的长度来确定。国际上将隧道划分为五个部分。

2、隧道照明系统技术指标

2.1、分级照明

在驾车通过隧道的时候，经常驾车的司机都应该注意到一个现象，在刚刚进入隧道的时候，外界阳光会进入到隧道内部的一段距离，那么这段距离上就可以减少照明设备，将灯光的亮度调低，充分利用阳光的照明，而在晚上行车时，可以将灯光亮度等级提升，做到灵活的管控，在通过这段距离后，隧道内就会进入阳光顾及不到的路段，而司机在阳光下的状态也需要一段时间进行调整，以适应隧道内的路况环境，因此这个路段在照明系统的分级上就被称之为适应阶段或者路段，此时的亮度等级就开始逐渐提高。

2.2、照明控制

要实现照明的有效控制，可以在隧道的照明系统中加装LED灯，这样就可以形成一个可以灵活调控的回路，以此来调控照明系统的亮度等级，控制的回路一般会设置在夜间时段启用的照明箱之中，通过照明箱内的控制系统就可以调节LED灯的亮度，让司机能够有效的适应隧道内部各个路段的光线，而为了达到更加安全的调控过程，照明箱内的控制系统可以进行远程操作，利用先进的计算机系统来进行控制，能够及时的获取照明系统的各项数据和信息，发现故障问题已做出最快的应对和反应举措。

2.3、照明配光

灯光的配置也是照明系统中的重要一环，其实就是根据不同的隧道路段照明标准，将灯光设备按照一定的排列组合规则，形成相互配合和强化的照明效果，这就涉及到隧道内光线的光学理论以及隧道设计参数等指标情况，根据不同时间段的光线状态，来设置相应的照明平均亮度，还要在每个路段中设计好这一平均亮度值。

3、节能技术在高速公路隧道照明中的作用及对策

3.1、选用新型的灯具模式

伴随着科学技术的发展，LED灯的各项性能已经得逐渐优化，因此更加大范围的在高速公路隧道内进行推广使用，同时这种新型的灯具可以实现随时的开关键，对灯的使用消耗也是较少的，因此综合考虑LED将是未来隧道内建设用灯的理想选择灯型。首先指出LED灯从发光效率上来看，要比传统的荧光灯或是高压钠灯都好很多，以国内某段高速公路隧道内新型灯具的配备与传统遗忘灯具的使用相比较为例，可以找到很明显的说服力。该隧道长约1600m，对于灯具的排列布局，采用的方式主要是要求在相同条件下的照明亮度下，分别设置235盏LED灯和高压钠灯，通过测验得出的两者能耗对比情况如表1所示。

表1高压钠灯与LED灯的年能耗对比

3.2、采用智能化的控制方式

在高速公路隧道内采用智能化的化的控制方式主要是为了有效解决过去以往那种隧道内呈现的粗放式照明系统。在高速公路隧道内设置安装照明节能控制器，使控制器可以根据隧道外内外的灯光强度对隧道内的各间距之间的LED灯进行必要的灯光调节。控制器的工作原理主要是采用相应的感应器对隧道内路段之间灯的灯光亮度信息进行采集，从而获得总的亮度信息，在借助中央的总控制进行输出指令，而实现对LED等照明亮度的调节，使在不同时间段内，有效达到该路段内的照明系统要求，在有效实现节能的情况下，以确保提供隧道行车安全的通过。

3.3、合理调光的控制方式

高速公路隧道内，常用的调光模式主要是模拟信号，从而控制电流的主要平均值模式，或者是PWM模式等方式是实现的，根据科学研究发现，PWM的调光模式。理论研究最大可以实现256级的亮度调节，并且这种模式的电源效率也高，信号的传输性能也是极好的。但是

在应用这种方式的调光模式过程中，如果调光的频率过高的话，就会缩小调光范围；调光频率小的话就会出现抖动或是闪烁的情况，因此，针对运用这种方式的调光模式，需要选择科学合理的调光控制方式，从而实现节能的效果。

3.4、高速公路隧道节能运营技术的采用

综合实际考虑，由于不同季节的不同天气状况对隧道内的照明也有一定程度的影响，所以，要综合考虑这些因素，将这些参数变化考虑到照明控制系统的设置当中，有效避免交通事故的发生。明显的亮洞效应与黑洞效应都是不利于驾驶员的行车安全的，容易存在安全隐患，发生交通事故。如何有效在保证隧道行车安全的前提下，加强对照明节能系统的运营控制，获得节能效果。

总之，高速公路中节能技术的有效应用还有很大的发展空间，需要我们相关从业人员进行不断的探究和创兴，应用新科技新手段在高速公路建设中最大限度的采用节能技术，从而为我国的高速公路发展事业做出贡献。

参考文献：

[1]孙莉莉.高速公路隧道照明的新发展[J].现代商贸工业，2015，36（16）：215-216.

[2]徐雅琪.公路隧道逆光照明设计及实现[D].长安大学，2014.

[3]刘江.高速公路隧道节能照明技术的应用[J].交通节能与环保，2014，10（02）：53-56.