隧道照明提質升級改造設計

劉昌敏

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

1 概況

為促進高速公路隧道提質升級行動，推進公路隧道提質升級工作，更好地為公眾提供安全便捷的出行服務，交通運輸部辦公廳印發了《公路隧道提質升級行動技術指南》，提出了隧道提質升級總體實施要求、排查評估方法、技術要點。

以山西省某高速公路路段為例，經過長時間運營，燈具光衰嚴重，導致亮度不足，根據提質升級行動的要求，對該路段隧道照明系統進行提質升級改造設計。該路段全線為分離式雙洞兩車道單向隧道，隧道路面為瀝青混凝土，隧道照明系統設計的行車速度為80 km/h。

2 設計原則及內容

a）交通運輸部發布的《公路隧道提質升級行動技術指南》，部分參考《公路隧道照明設計細則》（JTG/T D70/2-01—2014）。

b）該項目設計包括主洞加強照明、基本照明、自動控制的改造設計。

c）隧道內各個照明段落亮度和洞外亮度的檢測報告、運營分公司提供的隧道交通量數據、原設計文件等。

d）本次改造如需要燈具更換，則全部采用LED燈。

3 設計依據

3.1 交通量

該項目高速公路通車運營多年，交通量已趨于穩定，由分公司提供近3 年交通量。隧道以2023 年的交通量為設計期末，設計小時交通量系數為0.12[1]。交通量預測表見表1。

表1 隧道交通量預測

3.2 亮度計算及對比

根據《公路隧道照明設計規范》（DB14/T 722—2012）17.1.3，LED 燈具利用系數取 0.9。根據《公路隧道照明設計細則》（JTG/T D70/2-01—2014）4.1.3要求，入口段亮度均在計算值的基礎上折減50%。基本照明和應急照明需全部更換為LED 燈具時，燈具顯色指數不小于70 且色溫介于3 500～4 000 K。參考《公路隧道照明設計細則》（JTG/T D70/2-01—2014）9.2.1[2]，基本照明亮度要求降低50%，且不低于1.0 cd/m2。洞外亮度值由檢測單位提供。

隧道照明各照明段設計亮度與檢測亮度報告的數據詳見表2、表3。根據數據對比，確認改造規模，確定采用補燈加密方案或換燈方案。

表2 各隧道路段設計亮度值 cd/m2

表3 各隧道路段測試亮度值 cd/m2

3.3 改造方案

3.3.1 改造原則

該項目提質升級改造的原則如下：設計參數與檢測數據對比后，當段落照明亮度下降一半及以上（入口段1 下降至30 cd/m2及以上）則采用拆除原燈具，重新布燈的方案進行。否則，采用增設燈具的方式布置燈具。具體方案如下。

3.3.1.1 增設燈具方案

表4 增設燈具方案

3.3.1.2 重新布燈方案

表5 重新布燈方案

3.3.2 改造設計方案

各隧道照明改造方案見表6。

表6 各隧道照明改造方案表

3.3.3 照明自動控制

該項目《公路隧道提質升級行動技術指南》要求隧道照明應具有自動控制。自動控制可采用以下3 種方式之一或組合：一是檢測洞口內外亮度值，經計算處理后，控制照明工況；二是根據洞內外亮度、時間、交通量、平均車速、供電電壓、天氣條件等控制參數，并結合光源特性制訂控制方案，控制照明工況；三是按時間區間預先編制程序調控照明亮度。通過調研，各隧道可以根據時間進行自動調光控制，滿足提質升級行動的要求。

4 主要設備參數

4.1 LED 燈具

a）LED 隧道燈外殼應采用獨立鋁合金材料擠壓制成，不宜用燈殼一體散熱器，表面需經陽極氧化和噴塑處理，燈體采用耐老化硅橡膠密封帶，面罩采用不小于5 mm 高強度鋼化玻璃，整體燈具應有良好的導熱率，應符合IP65 標準，使得燈具可以在高濕度高煙塵環境中使用。

b）整燈光效大于等于110 lm/W。

c）LED 隧道燈的顯色指數 Ra＞70；相關色溫在3 500～4 000 K 之間。

d）燈具達到穩定狀態時，LED 的結溫應小于等于105 ℃。

e）隧道LED 燈具整體壽命不應低于50 000 h。

f）LED 隧道燈采用恒流電源供電方式，電源效率大于等于85%。

g）燈具功率因數大于等于0.95。

h）防觸電等級 Ⅰ級。

i）燈具每顆芯片應具有獨立光學鏡頭，保證縱向、橫向出光角控制在75°～90°之間。

j）LED 光源單只壞死時可單獨用簡易工具手工拆換，以方便現場維修。

k）LED 隧道燈在 -40 ℃～+50 ℃工作環境溫度、交流 220 V×(1±15%)下和頻率（50±20）Hz 時可保證正常工作。

l）噪聲指標 距燈具1 m 距離處燈具的噪聲（A聲級）不大于55 dB。

4.2 時序控制器

a）每個回路可獨立按設定時間控制。

b）時序控制器可根據天文規律設計。內嵌專業天文軟件，可精確計算出某地一年每一天的日出、日落時刻數據。通過精確萬年歷時鐘及修正運算等復雜程序自動控制燈具的開與關。

c）帶有RS232 接口，通過配套軟件方便地設置有關參數或實現遠程監控。

d）具有開/關機控制、進入/退出節能狀態控制、節假日定時控制、多回路獨立控制等在內的8 路控制輸出單元。可實現對任一回路在任意時間段內的獨立控制。

e）全漢化液晶顯示操作界面。

f）系統工作電壓 AC220 V。

g）繼電器最大通過電流 8 A。

h）繼電器正常交流電壓 250 V。

i）繼電器最大交流電壓 400 V。

j）時鐘精度 日誤差 0.3 s（20 ℃±1 ℃）。

5 結語

為落實公路隧道提質升級行動要求，本文結合山西省公路隧道運行實際情況和工作實踐經驗，吸收近年來公路隧道運營養護管理技術成果，按照重點突出、因隧制宜、功能適用、分類施策的原則，通過公路隧道照明系統提質升級改造設計，實現隧道照明設施功能完備、運行可靠和安全可控的目標。