公路隧道照明設計中節能措施的設計

傅 喬

新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院

公路隧道照明設計中節能措施的設計

傅 喬

新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院

基于節能技術在公路施工中的應用，優化公路隧道照明節能設計不僅是降低公路運營方經濟負擔的重要舉措，也是提高隧道照明質量，保證出行安全的重要措施。本文通過對隧道照明照明的特點和影響照明質量的因素分析，闡述公路隧道照明設計節能的具體策略，以此為隧道照明提供安全、高校的節能照明系統。

隧道照明；節能設計；安全

1 引言

LED燈是目前公路隧道照明系統所采取的主要燈源，但是其控制系統的滯后導致LED燈的節能效果沒有得到良好的發揮，因此本文結合工作經驗對節能照明系統進行優化設計，以此提高隧道照明系統的節能效果。

2 公路隧道照明的特點及影響因素

由于公路隧道是當前山區公路建設常見的，因此配置相應的照明設備是保證出行安全的必要手段，與一般的公路照明相比，隧道照明在白天也需要進行照明，這樣一來必然會涉及到節能問題，例如如果該隧道長時間沒有車輛通過，但是隧道內的照明設施卻一直亮，這樣就會涉及到能源浪費問題。結合相關的實踐經驗，公路隧道照明對于視覺的影響呈現以下特點：駕駛員剛進入隧道前的視覺問題。一般由于隧道內外亮度差距，使得駕駛員在剛進入隧道內時存在“黑洞”問題；在進入隧道內時駕駛員存在“適應滯后現象”，也就是由于內外亮度的差別導致視覺在短時間內需要適應隧道的環境。總體看影響公路隧道照明質量的因素主要包括：隧道洞口亮度、洞口亮度變化與均勻度等。

3 公路隧道照明系統節能設計策略

3.1 合理計算隧道洞外亮度

隧道洞外亮度是駕駛人員接近隧道洞口時表現的亮度，實踐證明如果隧道洞外的亮度過大，則對于隧道亮度的要求較高，因此基于節能考慮需要減小洞外亮度。因此在公路施工設計中要盡可能降低隧道洞口的高度，經數據分析得，若把洞外亮度參數有4000cd/m2降低為3000cd/m2，可使照明費用降低25.4%。

3.2 選擇具有節能性強的照明燈具

一般公路隧道內的燈具基本上處于長期工作的狀態，因此對于隧道內的照明燈具而言具有較強的使用壽命要求，一般隧道照明燈具主要選擇高壓鈉燈、無極燈以及LED燈。高壓鈉燈雖然具有使用壽命長、光通維持率高的特點，但是其屬于高強度的氣體放電燈泡，其耗電量比較大，而且市場價格相對比較高，因此在公路隧道照明系統中此種照明燈具不具有節能性。雖然無極燈具有一定的節能性，但是其壽命相對較短，光效問題也不理想，因此在公路隧道照明燈具選擇上目前傾向于LED燈。LED燈具有：壽命壽命長；LED光源顯色指數高，顯色性好，能很好的還原物體的實際色彩；LED燈抗震性好，運輸便捷。固態封裝，屬于冷光源類型。所以它很方便運輸和安裝。

3.3 隧道照明燈具的優化布置

隧道燈具的優化配置也是實現節能效果的重要舉措，例如目前隧道照明燈具有的選擇三排的安放位置或者采取并排的安放位置，因此根據隧道的結構選擇合適的燈具布局是節能設計的重要內容：首先要對隧道內的路面照明強度進行計算，根據照明強度對照明燈具的布局進行優化，一般情況下，照明強度越大，行車視距就越遠，車輛行駛就越安全；其次要對照明燈的安裝角度進行計算。一般隧道燈的安裝角度關系到照明的空間，因此需要結合隧道內部結構對安裝角度進行計算，以此達到節能的效果。

3.4 公路隧道照明控制系統

公路隧道照明系統的控制系統是整個節能系統的關鍵，目前公路隧道照明系統的控制系統主要包括：邏輯開光法和無極調光法。通過二者對比無極調光法是節能效果最好的一種方法。因此本文以無極調光法作為照明系統的控制系統，采取智能控制策略實現對隧道照明系統的控制（見圖1）。

圖1：隧道照明無級控制結構圖

其原理為：無極控制結構主要是根據隧道內車流量、車速信息以及隧道洞外亮度等建立各區段的亮度數學模型，以此實現對隧道內燈具的自動調光控制，例如當隧道內沒有車輛通過的時，隧道內的燈具就會自動降低，從而實現節能。

其具體的智能控制策略為首先對控制系統各模塊進行初始化，對車輛信息以及亮度信息等進行采集，根據采集的信息判斷是否啟動相應的控制。如果系統處于自動控制系統，需要根據隧道是否處于正常的狀態，如果隧道系統處于不正常的狀態，需要啟動特殊的控制程序，并且實施報警結束程序。如果狀態正常，直接調用計算機無級調光控制程序，輸出調光指令，完成一次調光；判斷是否有外界觸發停止程序，如果沒有，間隔3-5min重新采集數據，如果有，結束程序。將建立的數學模型和系統控制流程轉化為相應的控制程序，嵌入到照明控制計算機中，即可實現隧道照明系統亮度的無級調控。

3.5 使用公路隧道誘導技術

誘導技術就是通過應用反光道釘、光電隧道誘導標和特殊燈光帶增強照明效果，消除駕駛疲勞。一般在公路隧道中應用反光道釘主要是在隧道路面和輪廓處使用，其主要目的就是分辨道路的輪廓和指明前進方向。由于反光道釘采用了最先進的大面積立方棱鏡式反光片，從而提供了極大的可視性；電誘導標照明系統具有能耗小的特點，但是其容易被污染，因此需要經常擦洗，其重要起到警示作用，主要安裝在道路兩側的電纜溝側壁上，具有良好的照明警示作用；公路隧道的特殊照明燈光帶在起到相關作用的同時還起到特殊景觀帶的作用。

4 結束語

總之，隨著我國公路隧道建設規模的不斷擴大以及節能環保要求的日益提高，優化設計隧道照明節能系統是當前公路隧道施工研究的重要內容。通過對隧道照明節能系統的運行效果分析，通過實施節能措施實現了隧道照明的連續調光，大大降低了公路運營企業的經濟費用，提高了車輛的安全同行效率。

[1]張小琴,李習武,劉建,龍燕.高速公路隧道照明節能設計[J].后勤工程學院學報,2011(6).

[2]喬冠.隧道照明智能控制系統研究與實現[D].西安建筑科技大學,2011.