基于中國西部高速公路新型節能技術研究

程軍

【摘要】交通運輸業是社會經濟發展的基礎產業，是經濟現代化的主要標志和支撐載體，而高速公路交通作為基本的交通運輸方式，它在整個交通運輸系統中發揮著不可替代的作用，同時作為生產、分配、交換、消費過程中的重要橋梁，對整個社會國民經濟的發展與進步都起到了舉足輕重的作用。尤其是改革開放以來，我國的高速公路得到了突飛猛進的發展。不僅拉動了多個相關行業的發展，也促進了地區間商品，信息流通，以及資源的開發利用，對社會經濟的發展有著重大的推動作用。近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，高速公路作為一種基礎的公共交通建設，已經在全國范圍之內開始了廣泛的發展。尤其是隨著我國西部經濟發展戰略的不斷深入落實，如何在高速公路工程中落實新型節能技術，是高速公路工程的重點發展方向。文章主要研究中國西部高速公路的新型節能技術。

【關鍵詞】西部；高速公路；新型節能技術

在我國實施西部大開發政策以來，西部地區在社會經濟發展的各個領域都取得了突飛猛進的發展和快速的進步，特別是在高速公路的投資建設領域，國家對西部地區高速公路建設投入的增加不僅拉動了西部地區區域經濟的發展與進步。現階段，隨著高速公路建設的不斷深入發展，高速公路的覆蓋范圍以及質量性能都已經得到了極大的提高。而環保、節能、安全則成為了現代高速公路的重點發展目標。西部高速公路的建設已經隨著我國西部經濟戰略的落實而得到了長足的發展，新型節能技術在工程之中的應用，是高速公路的最新發展方向。

1我國西部高速公路的發展情況分析

公路運輸是實現區域經濟發展的重要基礎保證，其與國際民生具有重要的實際關系。近年來，隨著我國社會經濟的迅猛發展，公路交通的運行需求不斷提高，公路的運輸發展也在不斷增加。在這一實際情況之下，進一步推進我國的高速公路建設，提高高速公路的區域覆蓋范圍已經成為了我國現階段重要的交通發展方向。西部作為我國經濟發展相對較為緩慢的地區，隨著西部經濟戰略的切實落實，其高速公路的建設也開始了迅猛的發展。但是，隨著西部高速公路建設的迅猛發展，在其運營過程之中的一些實際性問題卻突出的反應了出來。

與美國、英國、日本等發達國家相比較，我國在高速公路節能技術方面的研究起步相對較晚。美國以及日本等國，早在上世紀八十年代，就已經取得了具有自主知識產權的高速公路節能核心技術，并落實了非常完善的高速公路節能控制以及信息管理系統。而我國由于在這一方面的技術研究相對較晚，因此，缺少具有自主知識產權的高速公路核心節能技術是我國現階段在高速公路建設方面所存在的主要問題。目前，我國西部大部分地區的高速公路管理都在應用傳統的人工控制方法，尤其是管理方案以及運營設施的落后，一方面造成了電能的大量損耗，另一方面，也導致了嚴重的經濟損失。據統計，我國高速公路的年電費高達13億，僅西部地區就達到4億之多。

現階段，安全、節能、環保、高效已經成為了我國高速公路的重要發展方向。在2009年的國際氣候會議上，中國明確提出了新的節能減排目標，要在2020年將國內單位二氧化碳的排放量降低到2005年的45%。而從我國的交通行業發展情況進行分析，高速公路是我國新增累計節能減排投資額最大的行業類型。因此，我國西部高速公路對于新型節能技術的開發以及應用，一方面有利于提高我國高速公路的運營以及管理效率，減少運營成本，強化高速公路的經濟效益。另一方面，能夠有效促進能源的節約，對我國節能減排戰略的實現具有重要的實際意義。

2西部高速公路節能技術

隨著我國社會經濟的高度發展，以及西部經濟發展戰略的切實推進，高速公路的積極建設已經成為了現代西部大開發的重要戰略舉措。隨著高速公路的建設以及發展，我國西部地區的經濟發展速度明顯提高。但是，隨著高速公路的不斷建設，其巨大的能源消耗已經引起了國家以及社會的廣泛關注。現階段，推進高速公路新型節能技術的發展，已經成為了我國西部高速公路的重點發展目標。

2.1新型節能光源

LED光源是一種現代化的新型固體照明設備類型，其與傳統的燈光照明設備相比較，其電能的有效轉換率能夠達到80%以上。在這一技術實際之下，LED光源與白熾燈發出同樣的光源效果，其所損耗的電能僅僅達到白熾燈的10%左右，與普通節能燈相比較，其電能需求也僅僅是其25%左右。如此，其在高速公路之中的有機應用，就能夠節省大量的能源消耗。同時，LED光源的使用壽命非常高，一般可以達到100000小時以上，是傳統照明設備的幾倍，甚至幾十倍。并且，其發生故障的概率非常低，應用效果非常穩定。也就是說，這一設備的應用，將會有效降低光源的更換頻率，節省資金投入。此外，LED設備顯色指數相對較高，啟動迅捷、綠色環保、無頻閃，能夠實現在大多數位置的廣泛應用。上世界八十年代，LED技術開始發展，并在汽車的指示燈、前后照燈、剎車燈等方面得到了廣泛的應用。近年來，其由于壽命長、體積小、反應快、抗震指數高而在高速公路之中開始了應用。

與傳統的照明設備箱比較，其在高速公路之中的應用具有明顯的實際優勢。首先，LED隧道燈作為一種模塊化或者半模塊化的結構，其出現的主要故障類型就是電源故障以及芯片故障。對此，其僅僅需要對芯片或者電源進行更換，就可以實現繼續應用，其運維的費用消耗相對較低[2]。在高速公路之中，通過有機的優化設計，能夠有效縮短相鄰燈具之間的距離，以此有效降低照明設備的功率損耗。進而可以在減少電能損耗的同時，提高照明的均勻程度，并避免由于光源亮度過高而造成的炫光效應。再次，與傳統燈具相比較，LED的發光效率相對較低，但是，在通過二次光學設計之后，其能夠實現高光效的照明效果，并保證能源損耗的切實降低。此外，通過LED的應用，可以實現對照明光源的有效節能控制。由于LED屬于致電發光元件，因此，就可以對電流的大小進行有機的調解，以此實現對光源強度的有機控制。如此，可以節約大量的能源損耗。

2.2鈉燈節能改造

所謂的鈉燈，就是高壓鈉燈，其作為一種氣體放電照明燈具，具有突出的高光效、透霧性較好、成本低的特點，在高速公路照明以及隧道照明之中具有比較廣泛的應用。但是，由于其在微小的電壓變化之下會造成工作電流的劇烈變化。對此，要想實現這一照明設備的有應用，就必須要設計與之配套的鎮流器，以此保證工作電流的相對穩定性。在傳統的鈉燈應用設計之中，普遍應用電感式鎮流器。雖然說，這一鎮流器類型能夠達到較好的穩流效果，但是，其對電能的應用效率相對較低，僅僅是鎮流器設備就會消耗燈具本身消耗電源的20%以上。如此，就造成了非常嚴重的電能損耗。此外，這一設計方式容易導致電弧管的異常炸裂，存在一定的應用安全隱患。

對此，應該對鈉燈的鎮流器進行有機的改造。例如，電子鎮流器就是比較好的鎮流器類型，與電感式鎮流器相比，其具有以下幾個方面的實際突出特點：首先，其功率因數相對較高，能夠達到95%以上，同時，其對電能的消耗非常低，幾乎可以忽略不計[3]。如此，就能夠實現非常突出的節能效果。其次，其能夠有效提高鈉燈的光效，穩定輸出，對電能具有非常好的實際節約效果。再次，通過電子鎮流器能夠實現有效的光源控制，其在智能照明調光設備之中的有機應用，對節約能源具有良好的實際效果。但是，在應用電子鎮流器對鈉燈進行優化改造的過程中，應該注意電子鎮流器的選擇，注意其在高頻驅動環境下的諧振現象，并落實充足的開啟電壓，使其具有良好的自我保護功能。以此保證其能夠具備較大范圍之內的電壓波動，實現延長使用壽命的實際應用效果。此外，由于現階段電子鎮流器的相關參數并沒有統一的規范標準，因此，必須要優化鎮流器的參數選擇，以實現最優的節能效果。

2.3智能無極調光

在傳統的高速公路管理模式之中，主要是通過人工的方式進行時序性調光或者手動性調光。這一調光方式，一方面不利于達到最佳的照明效果，另一方面，還會造成電能的極大浪費，利于實現節能環保的實際效果。對此，可以有機的應用智能無極調光，以此實現對照明光線的有效分級調節。這一技術的應用，一方面能夠實現照明光線調節的連續性效果，另一方面，可以有效降低電能的損耗，實現更好的節能效果。現階段，高速公路之中的智能無極調光技術可以有機的落實為照度計、終端調光、車輛檢測三個有機方面。

在應用的過程中，檢測系統會對周圍有無火災問題進行有機的檢查，若不存在火災問題，則可以進入自動或手動調節控制模式。在進行手動控制的過程中，可以通過人工前臺的有效操作，達到對照明設備進行控制的目的。或者可以對控制系統進行參數的設定，以此作為其初始的工作運行狀態。自動控制的實現過程則相對復雜，主要是由車輛檢測器以及照度計對實時的照度進行有機的測量以及反饋，以此將公路的實時交通信息以及光度情況輸入到終端調光系統的管理計算機之中[4]。在這一基礎之上，終端計算機會根據檢測的信息發出相應的光度控制指令，并通過電信號的形式實現對光源的有效控制。現階段的無極調光控制技術主要落實為三個方面的控制方式，也就是電壓控制、脈沖寬度控制、電阻晶體管控制。在這三種控制方式之中，電壓控制能夠實現更好的電源應用效率，并實現最大的電能節約效果，達到節能減排的實際目標。

2.4供配電節能

現階段，西部高速公路供配電系統的主要發展方向以及發展原則就是安全、節能、環保、經濟、高效。雖然說，由于技術方面的限制，我國現階段的高速公路供配電系統還存在一定的節能設計問題，但是，通過合理的電力系統規劃以及電力系統設計，可以實現一定的節能減排效果。首先，變壓器的型號以及容量對其功率的大小具有明顯的影響。對此，在高速公路的供電系統之中，應該盡量選擇具有損耗低、飽和磁感應強度高的非晶合金變壓器。如此，能夠有效實現對電能損耗的有機節約。其次，應該選擇適當的電動機容量，盡可能的使其處于滿載狀態之下。如此，可以使用接地電容補償的方式達到降低電能損耗的效果。再次，應該盡量應用功率因數相對較高的電壓用電設備。或者可以對靜電電容器進行設置，以此對滯后電流進行損耗補償，以此實現節約電能的實際效果。此外，應該是使電所盡可能的靠近用電負荷，如此，能夠降低線路之中的電能損耗。經過以上幾個方面的供配電設計，就能夠實現較好的供配電節能效果。

3結束語

綜上所述，隨著我國現階段西部高速公路建設的不斷推進，節能、高效、環保已經成為了其發展的主流方向。對此，必須要落實科學的新型節能技術應用，切實達到能源節約的實際效果。

參考文獻

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