隧道照明節能控制及安全監控方案分析

李軍明

(廣東飛達交通工程有限公司，廣東 廣州 510663)

1 隧道照明節能控制

1.1 提高照明系統的智能調節能力

為保證隧道工程照明系統的智能化與自動化效果，應當充分利用智能系統實現外部亮度的精準測試。為達到這一目的，可采用數碼技術進行隧道外部亮度測試工作，實現對外部亮度大規模及高效率測試。在實際照明系統設計時，需充分開展測試工作，收集測試數據，采用大量傳感設備進行戶外亮度參數檢測，根據外部亮度以實現隧道工程照明系統的智能化調整。

除對外部亮度進行檢測之外，隧道照明系統的節能設計，還需要充分結合隧道交通量的具體情況。實際上，隧道中交通量的多少對隧道照明需求有所不同，理論上來說，在規定時速為80 km/h的情況下，大交通量會比小交通量的電力消耗增加40%。為起到有效的智能調節效果，應采用大數據技術對隧道交通量數據進行充分收集，預測隧道交通量高峰時段，以便有針對性地調整隧道照明系統。

另外，目前許多隧道工程設計單位，在照明系統調節方面缺少光強度等配光參數，大多采用系統曲線圖方法進行照明設計參數計算，且無論何種照明燈具，均采用相近設計參數，這就容易導致隧道照明能源浪費情況。為此可采用先進的數值模擬計算方式，保證隧道照明系統設計的科學性及合理性，要求技術人員廣泛收集配光參數，保證數值模擬計算效果，避免由于設計參數的不合理而導致電能浪費。

1.2 運用科學節能的隧道照明燈具

在隧道照明系統設計時，應科學合理地布設照明燈具。傳統的隧道照明燈具布設包含三種方式，分別為對稱式雙側布設、交錯式雙側布設、中間式單排布設方式，照明燈具布設方式的不同，所應當選擇的燈具類型及數量也有所不同，需采取相應的維修與養護措施。實際上，隧道照明系統設計中，中間式單排布設方式的應用，所取得的照明效率要高于兩側布燈的方式。另外，采用拱頂側偏布設方式，將照明燈具安設于隧道6.3 m高度，可保證照明效率，同時也可以更好地保證隧道照明燈具維修養護效果。

隧道照明系統的節能設計，常用的照明燈具為高壓鈉燈，這種燈具具備高光效、長壽命、高色溫、高舒適性等優勢，但同時，這種燈具的應用，也會造成大量的電能損耗，在實際的燈具照明中，也需要對燈具進行頻繁更換，則會導致運營費用的增加，進而產生光污染及熱輻射問題，影響高速公路運行的健康與穩定。近年來，隧道照明系統中，LED新光源的應用愈發廣泛，LED燈具具備良好的顯色效果，且更加接近自然光，這種燈具的應用可以有效縮短車輛進出隧道時所需要消耗的適應時間，提高車輛行駛的安全性。同時，這種燈具的應用，也可以降低工作電壓，減少電力能源的額外消耗。可在隧道的入口位置與過渡區域，采用高壓鈉燈與LED等相互結合的燈具布設方式，滿足隧道照明需求，并降低電力能源消耗，減少隧道運營成本。

2 隧道安全監控措施

現代隧道安全監控設計，應充分考量隧道交通安全的實際需求，為隧道行車安全提供保障。可通過視頻圖像處理模塊，利用計算機視覺技術及數字圖像處理技術，實時監控隧道視頻圖像細信息，以實現車輛行駛檢測、車輛狀態檢測車輛自動跟蹤，并采用科學有效的隧道安全監控措施，為隧道安全提供保障。

2.1 圖像采集及視頻處理技術

隧道安全監控技術的應用，需以視頻檢測技術為基礎，將視頻采集、圖像處理、事件檢測與信息分析相結合，構建綜合信息處理系統。該系統功能模塊包括視頻采集模塊、圖像存儲模塊、數據處理模塊及信息管理模塊等。在視頻采集模塊，包括攝錄設備及視頻采集卡等裝置。所采用的攝錄設備制式為PAL或NTSC兩種制式，以視頻采集卡進行視頻壓縮編碼，視頻壓縮格式為高性能及高壓縮率的H.264格式。隧道工程圖像采集過程中，隧道自身高度導致攝錄設備架設高度受到限制，影響攝錄裝置的有效視場。為避免隧道安全監控存在死角，應每間隔100 m進行一臺攝錄裝置的架設。

數據存儲模塊包括視頻服務器及磁盤陣列兩種模塊，可對視頻圖像進行采集與模塊壓縮，將原始視頻及關鍵視頻片段壓縮成為視頻片段，將其數據庫模塊互聯網網絡進行連接，便于實現遠程監控與終端訪問。對視頻圖像進行處理時，應將視頻處理模塊作為核心功能模塊，采用視覺技術與圖像處理技術，實現實時視頻圖像信息的處理，以起到運動車輛檢測、車輛狀態監測、實時跟蹤檢測的重要效果。另外，安全監控系統中，還應當具備CCTV監控系統模塊，以供相關管理人員實時查看監控信息。由于輸入視頻通道數量通常多余CCTV系統屏幕數量，因此應當將輸入視頻與視頻矩陣CCTV系統相互連接，采用視頻矩陣實現視頻通道的切換。

2.2 隧道安全監控的結構模塊

隧道安全監控系統功能模塊包含系統管理、圖像采集、實況監測、目標識別、實況跟蹤、參數檢測、事件檢測及數據查詢等模塊。在進行關鍵模塊設計時，可包含車流量檢測、車速檢測及交通違法檢測模塊。

對于隧道工程而言，車流量是其中極為重要的交通參數，車流量數據可以為交通管理部門提供數據參考，交管部門可根據車流量數據開展交通監管方案的制定，同時也可以為出行線路的設計與選擇提供參考。以往的車流量數據檢測，主要采用環形感應線圈，但這種線圈的應用成本較高，且不易維護。因此在進行隧道安全視頻收集工作時，可采用虛擬感應線圈。

車速檢測對于隧道安全監控，也會直接影響隧道行車安全。車速檢測時，也可采用虛擬線圈，對虛擬線圈寬度加以標定，以線圈寬度及其真實距離相互對應。對虛擬線圈被觸發至車輛離開線圈的時長進行檢測與記錄，計算標定距離。完成車速檢測之后，應結合超速閾值及低速行駛閾值情況，對車輛是否存在超速或低速行駛的問題進行檢測，自動識別交通堵塞及交通事故問題。隧道工程中，車輛違法變道現象會嚴重威脅交通安全，是重要的交通違規事件，為此在進行隧道安全檢測時，也需要充分注重違法變道檢測工作，即在車輛駛過檢測線時，安全監控系統會作出警示。

3 結 語

在公路隧道設計過程中，應充分考量隧道工程的特殊性及其對于照明系統的特殊要求，考慮到隧道工程的行車安全需求，提出隧道照明系統節能措施及安全監控的優化策略，以期更好地提高隧道工程的經濟效益與社會效益，發揮隧道工程的最大價值。