新型公路隧道照明系统

摘要： 公路隧道照明的重要性，国际国内灯具的现状，智能照明的应用，新型照明系统的节能性以及照明系统的发展和前景，LED光源在隧道照明中的机遇与挑战

关键词：隧道照明，照明灯具，智能节能照明系统，led光源

1.前言

公路隧道相比于其他交通形式，具有减少公路里程、节省土地资源、保持生态环境平衡等优越性，故公路隧道得到了越来越多的应用。虽然高速公路隧道具有诸多优点而被广泛的采用，但是在近年的运营管理中也出现了诸多的问题，最突出的是电力浪费问题。公路隧道照明相比于公路照明，在照明要求与照明形式上有诸多的区别。

2.我国当前隧道照明存在的问题

通常人们认为高压钠灯具有透光性好，恶劣环境下寿命长的有点，我国目前已经建成隧道照明几乎都是采用高压钠灯作为灯源。然而经多年使用后，人们也发现高压钠灯在辐射形式，显色性，视觉敏感特性，功率规格，亮度控制等方面存在许多不足。

由于高速路隧道所在地段电网经常不稳定，造成线路的电压波动大大超过国际标准，许多地区的波动甚至超过额定电压，特别是在后半夜，由于电负荷减少使得电网电压波动更大，这样，不仅浪费电能，还使高压钠灯灯泡的实际使用寿命大幅下降，公路运营单位的灯具与附属器材的费用，灯具维修与保养费用居高不下。

3.国外公路隧道灯具的现状

欧美等工业发达国家灯具厂都非常重视隧道灯具的系统研究，大都拥有研究中心和试验中心。广泛采用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造技术（CAM）。同时，为了适应人们价值观念的变化，适应人们对道灯具的个性和高质量要求的增强，特别注重市场信息和国际情报的收集。既对隧道灯具的结构、外观质量、功能和轻量化作了大量工作，也对灯具的外壳材料、反射器材料、密封材料，对灯具的光学特性对灯具和隧道的匹配进行了深入的研究，还对隧道灯具备零部件的模具、工装、设备投入了大量的人力和资金。从而使这些国家生产出来的隧道灯具不仅能极大地提高隧道照明质量，保证行车安全性和舒适性； 而且灯具造型美观，重量轻，光效高，互换性好。目前。国外工业发达国家隧道通风、照明系统费用常为整个隧道土建费用的10% 左右，最高可达20% 。国外隧道灯具和光源已形成了美国通用、美国库柏、德国欧司朗、荷兰飞利浦、英国索恩等知名品牌。

4.新型的高速公路智能照明调控系统

节能原理：根据照明调控系统的反馈电压和电流动态调整输出来达到软启动、软过渡、稳压、节能的目的。采用RISC指令集的高速微处理器对各种信号进行模糊映射和白适应运算，通过多抽头变压器、补偿变压器和双向可控硅组合体系，动态调整电压、电流，进而形成对电能质量的有效控制和补偿。

设备通电后，通过微控制器使隧道照明每日正常地循环工作。系统的软启动从200V开始并在这个水平上保持2分30秒，在这之后5分钟，进入“ 陧斜坡”整流工作模式直至电压缓慢上升～U220V的额定电压为止。在启动过程当中，输出电压稳定在与之相应的数值上，一旦启动过程完成，设备将会给所连接的装置提供稳定的额定电压，直至设备收到节能供电电压的指令。该指令由外部设备发出（如智能控制器、遥控装置等），这个外部设备可作为遥控装置与调控设备的接线端子相连接。之后，电压处于“慢斜坡”整流模式并持续10分钟，直至节电电流水平。这个过程可设定为多次重复，既使在出现电源故障的情况下，也可以做到。

5.公路隧道照明智能控制技术研究

自动照明控制模式隧道内照明的自动控制方式是根据隧道照明设计中所确定的照明区段、洞内外的实际亮度值，由计算机自动控制各个照明回路开、关，从而达到既满足隧道亮度要求，又能节省能源的目的。按照文献[4]中照明系统设计的规定，隧道照明按区段可分为引入段、过渡段、基本段、出口段。在隧道照明中，引入段是进入洞口的第一段，司机在接近、进入隧道的过程中，由于亮度的差别和人眼的视觉变化，此区段的事故发生概率是最大的，其次则是隧道的出口处，因此引入段和出口段的照明控制对整个隧道的运营起到了举足轻重的作用，隧道引入段的照明控制又是整个隧道照明控制的重中之重。

6.工程实例

目前，浙江省台州市首个公路隧道节能智能照明在该市仙居233省道清线仙永隧道建成投入使用。

仙永隧道节能照明属台州市2010年隧道照明增设计划项目。该项目在浙江省公路局的支持下，对仙永隧道1048米全长范围内设置LED照明灯具，并在隧道两端设置智能照明系统，即在不同外界亮度和来车感应下，自行调节灯光亮度。当外界亮度高时，隧道照明自动提升亮度，当外界亮度低时，隧道自动调低亮度，当隧道无行车时，隧道也会自行降低亮度。该项工程既节约能耗有保证通行安全。整个工程共计投入248万元，目前隧道照明节能有关指示正在进一步调试和测算，力图做到用最少的能耗保障最安全的公路。

7.LED光源在隧道照明中的机遇与挑战

LED光源作为新一代的照明光源，以其高效、节能、环保等优点得到国家和地方政府的大力支持和推广。其应用领域也逐渐由信号指示、应急照明等小功率照明拓展到道路照明及公路隧道照明等大功率照明。在隧道照明中，LED光源除了具有良好的光学性能外，还具有提高隧道照明质量、采用智能无级控制和方便后期维护等优势，这为LED光源在隧道照明中的应用带来了很好的机遇。但与此同时，LED光源在当前的隧道照明中仍面临价格高和散热难两个方面的重大挑战，以及LED照明技术尚未成熟的挑战。因此，在当前隧道照明中，应当避免过分夸大LED光源的效果、急功近利、盲目使用，LED光源在隧道照明中的应用仍待进一步深人研究和检验，并建立标准规范的LED隧道照明设计、管理及运营体系，实现LED照明产品的标准化，真正发挥LED光源在隧道照明中的优势。同时，我们也应看到LED照明技术的发展势头和广阔前景，在解决了当前所面临的问题后，LED光源无疑是隧道照明甚至其他照明领域发展的方向。

8.总结

随着我国隧道施工技术的发展，照明系统同样需要跟上时代的脚步，新型高科技节能智能照明系统的出现给隧道的发展带来了新的曙光，新型照明系统投入运营将给隧道运营方带来很大的经济效益，同时 ，隧道节能技术将有巨大的应用前景和社会经济价值。

参考文献：

[1] 陈彦华.公路隧道照明灯具的现状与发展趋势[J].照明工程学报， 2002，3

[2] 中华人名共和国行业推荐性标准. JTG/TD70/2-01-2014.公路隧道照明设计细则[s]. 北京，人民交通出版社

[3] 肖志国，唐明道.蓄光型自发光材料及制品发展概况[J].中国工程科学，2003，5（3）：82-86.

[4] 叶飞，苏臣宏.公路隧道营运安全分析及对策[J].现代隧道技术，2003，40（1）：31-33.

[5] 刘璞.城市公路隧道灾害紧急救援对策[J].公路与汽运，2011.3（2）：70-73.