山區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，深夜關閉。根據季節而定，一般日落后至日出前均算夜間；深夜，根據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）。監控軟件按文獻[4]表4.1.1，結合N及L₂₀（S）的測量值計算入口TH₁段亮度實時數值LTH₁′。

以80 km/h單向行車隧道為例，計算式見表2。

N′——實測交通量數據（自然車），采用斷面交通量/斷面車道數，也可采用 左線（或右線）交通量/單洞車道數，也可采用各車道交通量中的最大值，根據車檢器功能確定。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LTH₁′進行回路控制。依據實時計算的LTH₁′，對照明回路進行控制，控制策略見表3。

表3中LTH₁為設計的入口段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閉后，基本照明才可以采用交通量進行控制。

夜間根據N′值[測量和計算方法同2.2.2（1）]進行照明控制。當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，可只開啟應急照明。

2.3 無極調光控制策略

無極調光控制一般情況下不能關閉回路，因此需由監控系統通過現場控制系統的回路控制相配合。建議如下：

2.3.1 控制數據輸入方式

目前無極調光控制的外部數據有兩種輸入方式。

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

（2）由監控系統提供照明控制需求，無極調光控制系統按監控系統要求進行控制。此方案需要監控系統和無極調光系統進行軟件融合，存在軟件接口問題。

無論采用哪種控制數據輸入方式，控制策略相同的。不同之處在于策略由無極調光控制系統計算判斷或監控系統計算判斷，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）。監控軟件按文獻[4]表4.1.1，結合N′及L₂₀（S）′的測量值計算入口TH₁段亮度實時數值LTH₁′，計算方法同2.2.2（1）。

（2）實時調光。根據上述方法計算出的LTH₁′數值，按比例對加強照明進行調光控制：

調光比例=LTH₁′/LTH₁*100%。

其中，LTH₁為設計的入口段LTH₁亮度值。當L₂₀（S）′≤27 cd/m²時，關閉所有加強照明（由監控系統分回路關閉）；LTH₁′≥LTH₁（入口段TH₁亮度設計值）時（即調光比例大于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閉后，基本照明才可以采用交通量進行控制。

當夜間，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，可只開啟應急照明。

當單向交通隧道夜間交通量數據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，可根據文獻[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行調光控制：

調光比例=L_in′/L_in×100%。

式中L_in——設計基本照明亮度值；N——設計小時交通量值。

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。應急照明、電光標志等回路常開。

2.4需要注意的問題

當洞外因暴雨、烏云等引起洞口亮度突變時，洞內照明控制不應突然變化。

3應用案例

四川省某高速公路全線設置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，基本照明每年可節約耗電量約5 600 000 kW·h，加強照明可節約耗電量約1 500 000 kW·h。

4 結語

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

高速公路營運管理人員應根據隧道照明設施的現狀，選擇合適的照明控制策略，實現既滿足規范要求的照明標準，保證行車安全，又節省能耗，降低營運費用。

參考文獻

[1]崔優凱， 孫 垚， 顧永鑫， 等. 基于 DIALux 軟件的公路隧道照明定量化分析技術研究[J]. 中國照明電器， 2019（7）：10-13.

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[3]張曉堅， 梁波， 鐘升明. 環境因素對公路隧道洞外亮度L20（S）值的影響研究[J]. 現代隧道技術， 2021（3）： 70-78.

[4]公路隧道照明設計細則： JTJ/T D70/2-01—2014[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.