公路照明设计规范

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公路照明设计规范范文第1篇

关键词：高压钠灯；LED灯；隧道照明；节能环保；高速公路 文献标识码：A

中图分类号：U457 文章编号：1009-2374（2017）10-0129-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.064

1 概述

兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段（简称“临合高速”）是地方高速省会放射线兰州至郎木寺（甘川界）高速公路的组成路段，全长98.975公里。全线共设置19座隧道，隧道总长度超过11公里。隧道照明设计内容包括隧道主线照明、隧道引道照明、人行横洞照明、车行横洞照明、紧急停车带照明等。本项目2013年10月份设计图纸评审完成，2014年12月底竣工通车。

2 隧道照明方案

2.1 高压钠灯与LED灯混合方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求设计，隧道照明分入口段、过渡1段、过渡2段，中间段和出口段。

隧道入口段和过渡段加强照明采用400W、250W和150W高压钠灯，两侧对称布设；出口段加强照明采用100W高压钠灯，两侧对称布设；基本照明采用50WLED等，两侧交错布设，增加隧道的照明均匀度。

2.2 LED灯方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求，考虑当时《公路隧道照明设计细则》很快就要颁布，因此，本项目参考《公路隧道照明设计细则》（总校稿）进行隧道照明设计，隧道照明分入口1段、入口2段、过渡1段、过渡2段、中间段、出口1段和出口2段。有效降低入口段和加强照明段亮度，更加节能。

入口段和过渡段加强照明灯具采用150W、130W、110W及100W的LED灯，并采用黄色光源，出口段加强照明采用50W的LED灯，均两侧对称布设，并采用黄色光源，黄色光源LED灯，可保证隧道洞口的指示性，同时较白色光源穿透性强，在雾天及雨雪天气能同高压钠灯有同样效果；基本照明采用50WLED灯，两侧交错布设，可有效增加隧道的照明均匀度。

从图1可以看出，采用LED灯照明比高压钠灯+LED灯混合照明安装功率减少42.3%。

3 隧道照明方案比较

3.1 技术比选

高压钠灯主要由灯丝、热继电器、放电管、玻璃外壳等组成。

高压钠灯优点：（1）发光效率高（100～130lm/w）；（2）穿透性强、不诱虫；（3）单灯功率大，可达到kW等级；（4）光源及灯具技术成熟，生产成本低。

高压钠灯不足之处：（1）色温低，发光颜色为金黄色，显像指数低（20～25）；（2）寿命较低，光源寿命为20000h，在电压不稳波动较大时光源寿命将会极大缩短，灯具折旧费用和维护费用较高；（3）功耗大、电源效率低，采用传统高压钠灯作为隧道照明时，照明系统的运营费用往往不堪重负，同时高功耗导致线路敷设成本高；（4）灯具利用系数低（0.35～0.5）；（5）不能频繁启动，启动时需要一定启动时间；（6）配光性差；（7）灯具含汞等有毒元素。

LED灯主要由灯具外壳、控制电路、源适配器及光源组成。

LED灯属于半导体器件，是一种固态光源，通过半导体材料中不同载流子之间的交换发光。

LED灯具有如下优点：（1）显像指数高（75～90）；（2）可频繁启动，瞬时启动，无延时；（3）LED光源理论寿命50000h，寿命是高压钠灯2.5倍；（4）比高压钠灯节电40%以上，线路敷设成本低；（5）无频闪、宽启动（在85～260V范围内均可启动）；（6）不含汞、铅等有毒物质，比较环保；（7）采用模块化设计或者整体设计，维护比较方便；（8）防止灯具的椭圆叠加，无光斑产生；（9）灯具利用系数高（0.7～0.85）；（10）调光范围宽（1%～100%无极调节）；（11）配光性高，光源指向性好；（12）作为一种新型的绿色照明光源，切合节能环保要求，受到国家大力推荐提倡，前景不可估量。

LED灯目前具有如下不足之处：（1）光电效率（90～120lm/w）较高压钠灯低；（2）灯具成本较高压钠灯高；（3）LED光源属于半导体器件，温度的升高对LED光源寿命产生很大影响，散热问题制约着LED灯功率不能制作很大，故不建议采用大功率LED灯作为隧道照明；（4）穿透性较差，高速公路入口段和出口段需要考虑隧道照明的穿透性能，良好的照明穿透性能将能在一定程度上保证行车安全及防灾疏散效率（本项目加强段采用黄光源LED灯，可有效避免入口段穿透性差的问题）；（5）使用在高速公路隧道中仍然需要国家标准规范等层面上的支持。

3.2 经济性比选

3.2.1 灯具投资估算对比。

由图2可知，“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面投资增加投资1506万元。

3.2.2 预算对比。预算对比内容包括隧道供电系统、隧道照明系统和隧道电力监控系统等。

由图3可知“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案增加投资1095万元。

3.2.3 运营费用对比。

由图4可知，“全LED灯”方案比“高压钠灯+LED灯”方案年节省电费为233.3万元。

3.2.4 周期成本对比。

由上表可知，LED灯寿命为6年，而高压钠灯寿命为2年，在6年时间高压钠灯需更换2批，高压钠灯总造价为1112万（不含人工及安装费用）。

3.3 结论

“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面增加投资1506万元，总预算增加投资1095万元，年减少运营费支出233.3万元，6年运营费用减少共计1400万元，周期成本可减少灯具总造价为1112万，总计6年总共可节约费用1417万元。

从以上可看出，虽然从工程造价方面LED灯较高压钠灯一期投资较大，但从长远考虑，LED灯较高压钠灯无论在运营费用及周期维护成本，还是在长远总的费用方面都能节约投资。综合考虑以上因素，临合高速最终采用全LED灯的方案。

4 结语

高压钠灯在隧道照明中有着成熟的应用，LED灯出现后，高速公路领域出现了“高压钠灯+LED灯”的过渡方案，这种方案结合了高压钠灯和LED的优点。随着LED灯技术的成熟和建设成本的降低，尤其是低色温LED灯的成熟，LED灯作为一种新兴的绿色节能光源全面取代传统高压钠灯只是时间问题。

参考文献

[1] 公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.1-1999）[S].2000.

[2] 公路隧道照明设计规范（JTGD70-2004）[S].

[3] 公路隧道设计规范（DB35/T 1307-2012）[S].

公路照明设计规范范文第2篇

关键词：隧道照明；仿真模拟；照度计算；DIAlux

中图分类号：U453.7 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）10-0026-03

0 引 言

随着我国交通事业的发展，高速公路的里程不断增加，公路隧道开始不断建立。由于公路隧道是一个半封闭空间，其照明与一般的道路照明存在很大的区别，因此，为了在隧道中营造一个良好的驾驶员视觉环境，隧道的照明设计就显得尤为重要[1]。

解决隧道中的照明计算问题，可以使用当今比较流行的照明模拟仿真软件来模拟隧道的照明空间。在众多的照明仿真软件中，DIAlux软件是一款可以模拟出空间照明模型的仿真软件。它可以在模拟的立体空间中计算出具体的照度情况，生成照度报表，并且在生成照度报表的同时，可以模拟出空间照明的3D效果图，以及可以模拟出不同材质隧道洞壁下的光照水平等。

1 隧道照明的视觉特点

隧道照明系统作为维持隧道正常运行的重要机电系统之一，有着非常重要的作用。隧道作为道路照明上特殊的路段，特别在隧道使用过程中，其特殊性使汽车司机在白天从明亮的环境（或者在夜间从黑暗的环境）接近、进入和通过隧道过程中，将产生种种视觉问题：进入隧道前的视觉问题、进入隧道立即出现的视觉问题、隧道内部的视觉问题以及隧道出口处的视觉问题[2]。

隧道照明目的是创造洞内良好的工作视觉环境质量，确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道。隧道的安全运行离不开隧道照明系统的支撑保障[3]。

2 隧道内的照明强度分配

按照公路隧道照明规范，公路隧道的照明系统应该分为入口段照明段、过渡段照明段、基本段照明段和出口段照明段等四个照明段。照明系统应该可以随时提供接近段减光措施、应急照明和洞外隧道照明。在单向隧道中，应设置出口段照明段；在双向交通隧道中，可以不设置出口段照明段[4]。

2.1 入口段亮度需求

式中， k为折减系数； L20为洞外亮度（cd/m2）。式中的k可根据 《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1—1999） 确定，中间值可用插值法计算。表1所列是不同交通量和行车速度时的折减系数。

表1 不同交通量和行车速度时的折减系数平局车速v km/h Q>2400辆/h 双车道单向交通量2400辆/h>Q>700辆/h Q

60

-0.34）/20 k=（14.9v-0.04Q

+0.003Qv-482）/34000 k=（0.01v-0.3）

/20

40

-0.16）/20 k=（5v-0.16Q+

0.005Qv+112）/3400 k=0.00025v

2.2 中间段亮度需求

中间段亮度Lin（cd/m2）见表2所列， 用插值法可以计算不同交通量和计算行车速度时的中间段亮度Lin。

2.3 过渡段亮度需求

当0≤X≤Dtr时， 有：

当Dtr≤X≤D时， 有：

Lth=Lin

其中，X为过渡段上点到过渡段起点的距离（m） ；Dtr为过渡段长度（m） ；v是平均车速（m/s） ；D为过渡段计算终点长度（m）。

隧道中各照明段的照明亮度标准及计算方法可以参见《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1—1999）。

3 使用DIAlux软件进行隧道照明的仿真设计

这里以十天线高速公路朱家沟公路隧道为例，实现基于DIAlux软件的隧道照明模拟仿真设计，以此来实现对隧道照明仿真模拟后的照度水平评估并且得到具体的照度数据报表。

朱家沟隧道位于国家高速公路网十堰至天水联络线（G7011）陕西境内安康至汉中高速公路上。朱家沟隧道左洞长度为452 m，右洞长度为466 m，设计车速均为80 km/h，洞内无监控设施，只设照明系统。原设计入口段为两侧对称布设，亮度取值2 500 cd/m2，光源为高压钠灯，照明计算维护系数为0.70。

3.1 隧道空间环境的建立

首先在AutoCAD软件中打开建立好的隧道灯具布设平面图，将平面图中除去隧道本体的其他部分全部删除。这里我们以隧道右洞近入口段一侧为例，删除多余部分后的图形的左下角的点移动至坐标原点，方便导入DIAlux软件，然后将这个图形在CAD环境下另存为2000DXF文件。

其次打开DIAlux软件，新建立体空间新环境，在新窗口中导入DXF文件。建立一个空间环境6 m的立体空间。

最后给建立好的空间环境的各个表面赋予材质，实现实际隧道中的表面材质模拟。材质的不同会影响墙壁、路面和顶棚的反光系数，这将会影响后面的照明亮度计算。将隧道内的墙壁和顶棚赋予材质为石膏水泥，并将道路路面的材质赋予成深色柏油路面，营造出实际隧道中的空间环境。

3.2 隧道空间内的灯具布设

在DIAlux软件中打开灯具库，使用雷士照明灯具库中的75 W LED灯具进行仿真。在选取灯具之后，即可开始进行灯具的布设。由于在隧道内的灯具都是沿着直线均匀布设的，所以在DIAlux软件环境中，采取安装灯具直线排列的布灯方式。在灯具的布设时，要注意灯具的安装高度。DIAlux软件环境下默认为吸顶式布设，在这里我们选取自定义设置，由于隧道定为6 m高，所以将灯具布设高度定位5.8 m。DIAlux软件环境下会自动更改灯具距离工作面的距离，这将为照度计算做准备。这样，隧道入口段的立体空间模型如图1所示。

4 输出报表

在上述步骤完成之后，就可以在DIAlux软件环境下进行照度计算得出照度报表。在计算前，应选择我们所需要测试的平面，隧道中主要的测试平面就是道路表面，所以选取路面为计算对象。在确定计算对象之后，就可以对所需要的信息进行选择，如效果图和等照度图等。图2所示是计算得出的结果显示的一组图片。

（a） 隧道照明3D空间效果图

（b） 隧道路面等照度图

通过上面的仿真模拟以及报表输出，可以看到仿真的结果基本上得出了隧道照明所需要的一些重要信息，如灯具布设图、3D仿真效果图、隧道内路面的点照度值等。有了这些信息，就可以和之前我们已经计算好了的隧道内各个照明段的照明亮度需求进行对比。经对比可以看出隧道内的照明亮度满足实际中的照明需求，符合驾驶员人体的生理特点，为驾驶员提供更加良好舒适的驾驶环境。

综上所述，本设计完全可以为隧道的安全运行提供一个充足的光照条件的保证，DIAlux软件也确实可以胜任隧道的照明仿真模拟以及对隧道设计光照强度的预先模拟计算。

5 结 语

通过以上的隧道照明模拟设计实验，我们可以看到，使用DIAlux软件可以在短时间内完成照明方案的模拟仿真以及照度报表生成工作，提高了工作效率。总体来看，DIAlux照明软件应用到隧道照明设计中来，有其自身的多个优点。

通过模拟实验可以看到，使用DIAlux软件可以模拟出隧道中的材质情况以及隧道的照明灯具选取和布设，并且该软件可以同时生成隧道的平面图、侧视图以及空间立体的3D视图，经过报表计算还可以输出隧道照明灯具布设后的点照度（光强）报表。这些特点都使DIAlux软件在隧道照明的设计过程中发挥很重要的作用。由于本次选取的隧道具有一般性，所以该软件可以广泛地应用到其他隧道的照明仿真模拟过程中去，它的易操作性及测试的准确性能够为隧道照明的前期设计工作提供很大的帮助。将DIALux照明软件应用到隧道照明的设计过程是可行的，也是高效的。

在实际的隧道照明中，模拟布灯以及得出隧道照明报表只是其工作中的一部分。洞外因素的考虑，如季节变化、天气变化等都会影响到隧道内的照明光照强度的调节，以现在的DIAlux软件还无法模拟出洞外光照强度变化所引起的洞内隧道照明强度的变化。另外，DIAlux软件只是一般的照明软件，它不具备添加智能控制模块的功能，所以在智能照明系统的设计中该软件具有它的局限性。

总体上，DIAlux软件在隧道照明的实际使用中可以发挥巨大的作用，它可以大大提高工作效率，因而可以广泛应用于隧道照明的设计中。

参 考 文 献

[1]张立波，郝海杰.浅析影响公路隧道照明设计的因素[J].北方交通，2007（3）：94-96.

[2]赵忠杰.高等级公路隧道照明工程设计与研究[J].西安公路交通大学学报，1999（2）：57-59.

[3]刘德强.浅析隧道照明时设计及LED 隧道灯配光设计[J].照明工程学报，2009（S1）：53-59.

公路照明设计规范范文第3篇

关键字：市政 道路照明电气节能设计

中图分类号： TU99文献标识码： A

一、市政道路照明电气节能设计的重要措施

（一）合理选择照明标准

在进行市政道路照明设计时，应根据道路所处环境、类别及该道路在城市网中重要性及作用等，合理选择道路照明亮度值。按照相关城市道路照明设计标准进行道路照明标准、照明方式等选择与确定。如在进行公园照明设计工作时，应综合考虑各种设计规范及标准，从而合理控制照明系统各个设计值。

（二）选择光源

在市政道路照明系统光源选择时，其灯具应用不能仅仅追求外观新颖及华丽，更应重视灯具的功能性与其品质。在选择灯具时，首先应在光通量与照度标准的要求下，保证其光源选择满足道路最低亮度要求；为实现节能，应尽量应用高科技灯具，如应用太阳能路灯；在灯具选择时，应综合考虑灯具照度、亮度、环境比及眩光等，合理控制灯具参数，提高节能效果。除了这些因素以外，还应考虑灯具利用系数，推动照明节能。

（三）合理布置照明方式

道路照明是市政景观的重要组成部分，其照明方式的布置，应综合考虑照明需要/场所特点等，合理布置照明方式。一般市政道路照明布置形式多采取双侧交错、单侧、双侧对称、中心对称、高杆照明等。所选择道路照明方式应满足规范要求与节能设计要求，应考虑照明密度，通过总的功率与道路面积相除获得其密度。

（四）组织照明设计

市政道路电气照明设计，首先应满足照度及节能等要求，在综合分析所在道路特殊性的基础上设计照明体系。如在公路、商场、学校等重要场所，其道路照明设计应从多种设计方案中选择出一种经济性、合理性高的设计方案。在计算市政道路照度及能耗的基础上，考虑配线等因素，合理设计照明设计图。科学研究与计算，是保证市政道路照明电气节能实现的关键。

（五）合理控制照明灯具间距及高度

在市政道路照明电气节能设计时，应综合考虑城市人文特征、照度要求、是否需要设置备用照明、检修照明及应急照明等。灯具安装高度与间距的设计应根据道路宽度、照度值等来确定。一般在市政道路中多采取灯杆形式，将灯具合理设置在一定高度，其路面照度均匀度较好，且可以合理扩大灯具安装间距。然而灯具安装高度并不是越高越好，灯具安装高度示意图如下：

图1：市政道路路灯安装高度示意图

通过以下公式可以进行道路路灯安装高度计算：

在上图及公式中，H代表的是灯具安装高度，M代表的是灯具维修系数，Iγc 代表的是灯具指向γ角及c角P点光强，γ为高度角，c代表方位角，E代表灯具在P点照度。在确定灯具照射高度的基础上，合理布置其间距，满足城市照明显色指数及光色指数要求。

（六）合理选择电气附件

在市政道路照明中应所存在的无功功率会引起电压降低及焦耳损失等，为此，应对无功功率进行补偿。合理选择电气附件，进行无功补偿配置，是市政道路照明电气节能设计的重要内容。一般在公路因数补偿路灯中应用分散式电容补偿，安装电容器于照明灯具中可以通过就地补偿方式提高功率因数，补偿后发现灯具功率因数提高到0.9以上；将路灯接地线进行串接，保证供电系统的安全性。

二、市政道路照明电气节能设计中应注意事项

在进行市政道路照明电气节能设计中，应按照城市照明设计要求及标准，明确照明设计具体的条件，结合供电方式、照明灯具选择等方面，充分保证市政道路照明照度符合实际需求。在市政道路照明系统中应采取不同回路，实现分别配电与分别控制；在市政道路照明设计中，可以应用先进反光设计技术，提高灯具光反射实率，提高灯具应用效率。对景观灯及路灯使用时间进行区分，如开关不一致则应分别采取回路设置，实现电气节能。

三、结语

随着社会经济的不断发展，能源问题成为了可持续发展的重要问题。为节约能源，在市政道路照明设计中，应科学安排照明节能设计，为保证道路照明电气节能设计质量，应充分考虑道路所处环境、类别及该道路在城市网中重要性及作用等，通过合理确定照明标准、选择光源、选择布置照明方式、组织照明设计、控制安装间就及高度、选择电气附件等措施，实现市政道路照明电气节能设计。实践证明，提高市政道路照明电气节能设计，在节约能源，实现道路照明系统综合效益等方面发挥着重要现实作用。

参考文献：

[1]李伯伟,刘发明,施皓等.关于市政道路照明电气节能设计探析[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(11).

公路照明设计规范范文第4篇

据资料统计，在有空调设备的民用建筑内，照明能耗达到30%，如果民用建筑内没有空调设备，则照明能耗高达70%。照明系统的能耗主要来源于电光源及控制，同时受到环境反射系数以及灯具光效比的影响，照明系统的能耗更大。

供配电、变配电、照明各系统分别运用从以下几种节能方法，实施节能控制措施：合理设计供配电系统、正确选择变压器、改善功率因数。

供配电系统节能方法及控制措施

选择合理的线路。截面较大的导电线缆可以节能，但同时也增大了投资，然而，截面较小的导线电缆使用寿命较短、可靠性低、存在安全隐患，并也潜在巨大的经济损失。所以在设计线路时要以降低线缆损耗为基本原则。电流在线路输送过程中不可避免的要产生功率损耗，当线路本身电阻R在输电电流不变时，输送线路越长则线路本身阻值会越大，从而产生的能耗也就越大。为了降低线路带来的电能损耗，要选用电阻率小的导线，这样可以最大程度上降低线路本身电阻值带来的影响。同时也要尽量减少传输线路的导线长度，线路要尽可能地走直线而非弯路，尽量不走或者少走回头路。

选择合理的供电电压等级。一般来说，输电线路的输电容量及距离和输电线路所能承载的电压强度成正比，电压越高，输送电量越大，输送距离也越远。在一定的电压强度下，如果远距离输送的话，只能输送较少的容量，同理，要输送大容量的电能只能近距离输送。根据供电距离、负荷容量和用电设备等来选择合适的供电电压等级，并合理地设计供配电系统。供电电压强度越大，线路电流则越小，这样一来，输送线路上的电能损耗就越低。变配电所要尽可能地接近负荷中心，通过这样方法来降低线路损失和缩短供电的半径。在一定的供电电压范围内，一般来说提高供电电压等级便可以实现节能，但与此同时要承担更大的投资风险，因此基于多方面的考虑，要选择合理的供电电压等级[1]。

以高速公路隧道供配电系统为例，高速公路隧道不同的设计者对隧道供配电系统的设计方案存在不同，但较多的设计方案在供配电系统方面做得不到位。比如，一些设计人员为避免高速公路隧道内环境污染严重，常将隧道变电所设置在隧道洞口外面，这不可避免地会造成隧道内配电电缆长距离供电而产生功率损耗。而且隧道内使用的变压器存在“大马拉小车”的现象，致使变压器负载在10%至30%左右，加之，高速公路隧道内专门的供配电技术研究较少，这都造成了高速公路存在大量的能耗。

变配电系统的节能方法及控制措施

合理地选择变压器。变压器参数能直接反应其运行状态和空载中的损耗大小，因此在选择变压器的时候要合理选择变压器各项参数，以保证使用低损耗的变压器实现节能。一般来说，低损耗的变压器首选高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片制造，这类变压器质量轻、抗冲击、低能耗且效率高，在降低运行费用和节电方面具有显著的效果。民用常用的变压器是D，yn11接线变压器，但这类变压器在使用过程要注意：提高单相短路电流，确保低压单相接地保护装置动作灵敏度高；限制三次谐波的含量等。

合理地选择电动机。降低电动机能耗的主要方法是提高电动机功率因数和工作效率。一般工业电动机中常见异步电动机，异步电动机的功率因数和工作效率是其最重要的两个经济指标，两者有着密切的关系，因此在改善功率因数的同时也改善了电动机的工作效率。异步电动机的无功功率一般占工厂去也总无功率70%以上，在其空载或者轻载的时候，其功率因数极低，仅有0.2~0.3，而满载的情况下功率因数则很高，高达0.85~0.89。因此，要选用合适的异步电动机，确保其容量不过大，尽量使其满负荷运行。

加大供配电系统功率因数

综合供配电和变配电系统的能耗情况，可以得出改善系统功率因数可以有效实现系统节能。文章前面提到输电线路损耗包括线路无功功率引起的损耗及有功功率引起的损耗两部分。线路传输有功功率是必须的，在供配电的系统中一些设备，比如变压器、电动机以及灯具的镇流器等因其具有的电感性从而会产生一些滞后无功电流，无功电流在高低压线路传输中，无形之中会加大线路功率损耗[2]，因此而产生的损耗可以通过以下两种方法避免：

降低用电设备的无功损耗，提高设备的功率因数。精良选用功率因数较高的用电设备，比如同步电动机，电感性的用电设备则可以选择使用带有补偿电容器的用电设备等。

采用静电电容器进行无功补偿。电容器产生的超前无功电流可以抵消用电设备产生的之后无功电流，从而可以有效地提高功率因数，与此同时，在设计过程中选用低压分散补偿、高压集中补偿或者低压成组补偿等方法降低线路整体的无功电流，具体补偿方法要根据具体情况进行选用。

照明系统的节能方法及控制措施

公路照明设计规范范文第5篇

关键词：隧道照明；节能控制技术；按需照明

随着《浙江省创建绿色交通省实施方案》（简称《方案》）的出台，我省全面开启“绿色交通省”建设，要求我省交通能源单耗和碳排放强度明显下降。隧道照明能源占运营能耗的50%以上，据统计和推算，隧道照明能耗有70%左右浪费在“过度照明”上。采用节能技术减少无效耗能，实现“按需照明”已成为迫切需求。本项目通过研究隧道照明智能调光系统，在提升隧道行车安全的同时实现“按需照明”，具有广泛的推广价值，同时项目试点实施成功，将具有极强的示范性和可操作性，为隧道照明安全节能改造及新建隧道机电设计提供参考案例，从而有效推动隧道营运安全与智慧节能发展。

1 隧道照明节能管理的现状与对策

目前，节能管理的现状是普遍由专人负责照明管理，根据不同时段和环境，主观决定灯具开关数量和方式。这种控制系统通过亮度检测器检测洞外实际亮度，操纵灯具开关，能对灯具工作状态进行有效管理，使隧道照明满足《公路隧道照明设计规范》要求，为驾驶员提供良好的视觉环境，在合理范围内关闭不必要照明灯具，节约运营成本，通过增加或减少照明回路达到节能的目的。然后，这种控制方式极易产生过度照明或照明亮度不足等不合理现象，操作人员在监控中心无法实时掌握各个管辖隧道的交通量、天气环境、隧道内外亮度、平均车速等信息，凭经验按回路开关灯具，为了隧道内亮度达标，往往多开灯具，造成了能源浪费。另一方面，由于传统隧道照明大多采用高压钠灯，为了增加隧道内亮度分级，往往采用8回路以上设计，电缆重复敷设，成本高。

为解决上述管理中出现的问题，通过调研相关行业的智能隧道照明节能控制经验，顾及隧道照明的既有设计规范和原则、施工养护特点、现有控制手段，在研究对象隧道常年平均交通量、不同时段平均交通量和车辆通过的平均速度、不同季节不同时间段隧道口外亮度、常年通过的主要车型、隧道内异常状况，利用LED隧道灯可调光的特有性能，设计智能化的隧道照明节能控制系统，达到隧道“按需照明”的目的，有效降低交通能源消耗，保护环境。

2 项目试点实施

本项目实施试点隧道为温州绕城高速公路北线--江北岭隧道右线，试点改造内容主要是隧道照明智能调光节能改造，隧道基本情况详见表1。

根据新行业标准《公路隧道照明设计细则》（JTG/T D70/2-01-2014），隧道照明节能控制器结合洞外亮度、交通量、设计速度、供电电源、天气条件、光源特性、隧道线型等因素，同时具备正常和异常交通工况的控制功能，采用智能控制为主、手动控制为辅的控制方式。智能控制方式是在自动控制方式的基础上，采用短时交通流预测理论，实现隧道内照明设施动态调光控制，达到安全、舒适、高效、节能的照明效果，体现绿色照明、“按需照明”的理想设计目标。隧道加强、基本（含应急）照明灯具全部采用节能、环保、显色性好的LED灯具，并配备与LED 寿命相适应的高质量、长寿命恒流驱动电源，同时配备有模拟无级调光功能，调光输入信号为0～5V，亮度调整范围为0%～100%。隧道内照明灯具采用两侧对称布置方式，灯具安装高度离地面为6.1m。

2.1 外场设备基础制作

包括照度仪基础、微波车检基础，通过前期的基坑开挖、置模、地笼预埋、混凝土浇筑、养护等工序，设备基础。

2.2 照明控制系统施工

照明控制系统主要由照明PLC和电力载波设备组成。照明PLC是系统核心部件，采集实时洞外照度信息、车流量信息，经内部运算及模型匹配后，向电力载波主机输出调光指令。电力载波主机载波分控间通信采用光纤传输，减少线路干扰；载波分控与载波模块间，加入过滤器，用于消除供电电路中的谐波干扰。

隧道照明智能调光系统包括现场采集设备、照明控制主机和LED调光控制设备，照明控制主机通过控制总线连接地磁车检器、微波车检器、双照度仪等现场采集设备，采集隧道内交通量、平均车速、平均车距以及洞外亮度，通过电力载波主机连接各个单灯控制器，采集各LED灯具实时状态，控制亮度输出，并设置紧急手动控制模式，避免因系统故障导致隧道照明失控。通过在控制柜内安装光纤485传输模块，载波主机与载波分控建立数据连接，实时采集分控下端各载波模块工作状态，PLC通过从载波主控读取数据对隧道内各灯具状态进行监控。最后，通过PLC以太网通信模块进行通讯，以太网网口接入隧道工业以太自愈环网交换机系统，将采集到的数据通过传送到终端服务器。以直观方式查看隧道内声光设备等运行状态，并可以发送指令控制远端设备状态。以此实现实时远程智能化监控隧道照明系统。系统的核心部分是隧道节能控制器中央处理器，设计了电源管理模块、视频监控模块、红外传感模块、雷达传感模块、回路控制输出模块、232接口模块、通讯模块、485接口模块、微波传感模块光照传感模块，共同组成隧道照明安全高效节能控制系统架构。针对系统架构，项目组做了详细设计，在设计方面，采用强电、弱电分离方式，避免了强电对弱点的干扰。具体隧道照明高效节能控制器结构图如图1所示。

3 项目总结

试点实施完成后分别采集了江北岭隧道双洞的照明数据，其中左洞没有进行LED灯改造，采用高压钠灯为光源；左洞则是实施了智能照明改造，采用LED灯具为光源。对连续几周的数据进行分析比较，改造后综合节能率达到65%左右。本次试点改造是在原有系统的基础上新增设备及管理软件，试点改造基本满足实际应用，但仍无法避免一些问题，如系统平台有部分功能重叠，衔接不够紧密，增大了监控人员的操作难度；现场施工有一定难度与风险，改造实施成本较高，作为典型模式推广有一定难度。建议在后期推广中着重针对新建隧道，在设计阶段作为整体方案统筹考虑。

参考文献

[1]宋白桦，李鸿，贺科学.公路隧道照明的研究现状和发展趋势[J].湖南交通科技，2005（1）.