山區(qū)高速公路隧道照明控制策略研究

劉勇健　王秀英

（2）基本照明控制策略。基本照明白天和夜間開啟，深夜關(guān)閉。根據(jù)季節(jié)而定，一般日落后至日出前均算夜間；深夜，根據(jù)交通量情況觀測確定，一般1：00—6：00。

2.2.2 加強照明? 亮度+交通量控制方式

（1）計算LTH₁′（入口一段亮度計算值）。監(jiān)控軟件按文獻(xiàn)[4]表4.1.1，結(jié)合N及L₂₀（S）的測量值計算入口TH₁段亮度實時數(shù)值LTH₁′。

以80 km/h單向行車隧道為例，計算式見表2。

N′——實測交通量數(shù)據(jù)（自然車），采用斷面交通量/斷面車道數(shù)，也可采用 左線（或右線）交通量/單洞車道數(shù)，也可采用各車道交通量中的最大值，根據(jù)車檢器功能確定。可采集5～30 min交通量折算為小時交通量。L₂₀（S）′——實測洞外亮度值。

（2）根據(jù)LTH₁′進(jìn)行回路控制。依據(jù)實時計算的LTH₁′，對照明回路進(jìn)行控制，控制策略見表3。

表3中LTH₁為設(shè)計的入口段TH₁的亮度值。

為避免頻繁開閉照明回路影響行車舒適性，應(yīng)合理選擇兩次回路開閉動作之間的時間間隔，建議間隔不低于5 min。

2.2.3 基本照明交通量控制方式

白天基本照明全部開啟，只有加強照明全部關(guān)閉后，基本照明才可以采用交通量進(jìn)行控制。

夜間根據(jù)N′值[測量和計算方法同2.2.2（1）]進(jìn)行照明控制。當(dāng)夜間單向交通隧道交通量小于350 veh/（h·ln）或雙向交通隧道小于180 veh/（h·ln）時，可只開啟應(yīng)急照明。

2.3 無極調(diào)光控制策略

無極調(diào)光控制一般情況下不能關(guān)閉回路，因此需由監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)場控制系統(tǒng)的回路控制相配合。建議如下：

2.3.1 控制數(shù)據(jù)輸入方式

目前無極調(diào)光控制的外部數(shù)據(jù)有兩種輸入方式。

（1）直接將交通量檢測信號、洞內(nèi)外亮度檢測信號輸入調(diào)光控制柜，由調(diào)光控制系統(tǒng)計算確定照明控制策略。此方案情況下，監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)光控制系統(tǒng)相對獨立，有可能造成控制沖突，如監(jiān)控系統(tǒng)因洞內(nèi)異常，要求將所有燈具全開，但調(diào)光控制系統(tǒng)根據(jù)洞外亮度情況將照明亮度調(diào)低；另外，交通量信號和亮度檢測信號的接入也比較困難。

（2）由監(jiān)控系統(tǒng)提供照明控制需求，無極調(diào)光控制系統(tǒng)按監(jiān)控系統(tǒng)要求進(jìn)行控制。此方案需要監(jiān)控系統(tǒng)和無極調(diào)光系統(tǒng)進(jìn)行軟件融合，存在軟件接口問題。

無論采用哪種控制數(shù)據(jù)輸入方式，控制策略相同的。不同之處在于策略由無極調(diào)光控制系統(tǒng)計算判斷或監(jiān)控系統(tǒng)計算判斷，兩種方案均可。

2.3.2 加強照明控制策略

（1）計算LTH₁′（入口一段亮度計算值）。監(jiān)控軟件按文獻(xiàn)[4]表4.1.1，結(jié)合N′及L₂₀（S）′的測量值計算入口TH₁段亮度實時數(shù)值LTH₁′，計算方法同2.2.2（1）。

（2）實時調(diào)光。根據(jù)上述方法計算出的LTH₁′數(shù)值，按比例對加強照明進(jìn)行調(diào)光控制：

調(diào)光比例=LTH₁′/LTH₁*100%。

其中，LTH₁為設(shè)計的入口段LTH₁亮度值。當(dāng)L₂₀（S）′≤27 cd/m²時，關(guān)閉所有加強照明（由監(jiān)控系統(tǒng)分回路關(guān)閉）；LTH₁′≥LTH₁（入口段TH₁亮度設(shè)計值）時（即調(diào)光比例大于100%時），全部加強照明按100%開啟。

2.3.3 基本照明控制策略

白天基本照明全部開啟，只有加強照明全部關(guān)閉后，基本照明才可以采用交通量進(jìn)行控制。

當(dāng)夜間，隧道單向交通隧道小于350 veh/（h·ln）或雙向交通隧道交通量小于180 veh/（h·ln）時，可只開啟應(yīng)急照明。

當(dāng)單向交通隧道夜間交通量數(shù)據(jù)350 veh/（h·ln）＜N′＜N，雙向交通隧道夜間交通量不大于180 veh/（h·ln）＜N′＜N時，可根據(jù)文獻(xiàn)[4]表6.1.1插值法確定基本照明亮度值Lin′，按比例對加強照明進(jìn)行調(diào)光控制：

調(diào)光比例=L_in′/L_in×100%。

式中L_in——設(shè)計基本照明亮度值；N——設(shè)計小時交通量值。

2.3.4 其他照明

路燈夜間開啟，或按洞外亮度≤2.5 cd/m²時開啟。應(yīng)急照明、電光標(biāo)志等回路常開。

2.4需要注意的問題

當(dāng)洞外因暴雨、烏云等引起洞口亮度突變時，洞內(nèi)照明控制不應(yīng)突然變化。

3應(yīng)用案例

四川省某高速公路全線設(shè)置31座隧道，隧道長度（以右線計）96 km，隧道基本照明燈具功率共計約2 300 kW，加強照明功率共計1 600 kW。按時段控制法每年基本照明耗電量約20 150 000 kW·h、加強照明年耗電量約4 670 000 kW·h；采用文中控制策略，基本照明每年可節(jié)約耗電量約5 600 000 kW·h，加強照明可節(jié)約耗電量約1 500 000 kW·h。

4 結(jié)語

隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，通過安裝傳感器、集成智能照明控制系統(tǒng)、融合隧道實測的參數(shù)，在既保證隧道行車安全的前提下，還能實現(xiàn)對隧道內(nèi)照明的更精細(xì)、更智能、更可靠的控制，通過優(yōu)化隧道照明設(shè)施的使用，降低能源消耗和二氧化碳排放，為實現(xiàn)雙碳目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)。

高速公路營運管理人員應(yīng)根據(jù)隧道照明設(shè)施的現(xiàn)狀，選擇合適的照明控制策略，實現(xiàn)既滿足規(guī)范要求的照明標(biāo)準(zhǔn)，保證行車安全，又節(jié)省能耗，降低營運費用。

參考文獻(xiàn)

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