探讨隧道照明中LED调光控制的应用

[摘 要]随着我国建设工程的发展，隧道建设规模的扩大，由照明而引起的隧道安全事故越来越多，良好的隧道照明条件已经成为了隧道安全的基本保证，所以满足隧道交通的照明度，实现led调光的智能控制，减少隧道灯光电能消耗，保证隧道交通的安全，这已经成为我国交通行业迫切需要解决的问题。本文主要针对LED调光控制的原理、应用关键以及LED调光控制的运营模式进行了分析，提出了相关建议和对策，希望可以为LED照明今后发展方向提供科学的依据。

[关键词]隧道；照明；LED调光控制；节能

中图分类号：U453.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0204-01

LED是发光二极管的缩写，也是在近几年很快发展起来的一种新的半导体光源，它的照明光效高，而且使用寿命长、节能环保，所以被普遍的应用，近几年不光在装饰照明上被使用，在隧道照明中也被广泛的发展。由于我国近些年隧道建成的国模越来越大，而且隧道照明需要二十四小时开灯，随之隧道的电源耗能也就越来越大。现在隧道照明存在照明亮度偏高、亮度范围不均匀等一些问题，但是隧道照明为的就是保证车辆安全传阅隧道，这些问题的产生已经严重影响了隧道安全，所以本文针对隧道LED照明的调光控制做了研究，以便更好的确保隧道通行安全。

一、隧道照明控制与LED调光控制

（一）隧道照明控制

隧道照明控制是手动的方式控制传统的配电箱来控制照明灯具的通断，它的控制模式是固定的，不能根据隧道实时情况作出改变，隧道光源不能改变容易在路面产生斑马效应，影响到司机的视觉，导致发生安全事故。现在的隧道照明管理单位只能是以逻辑分析进行传统开关控制，并且现在隧道内的主要照明灯具都是高压钠灯，高压钠灯的启动反应速度慢，不能很好的进行亮度调节，所以使相邻照明段的亮度差距比较大，不能起到很好的照明和节能效果。现在新型隧道的照明控制模式需要隧道内的照明系统可以根据隧道车流量、天气、行车速度、隧道长度等进行智能的光源调控，并且起到节能的效果。我们可以做一个情景分析，例如设计隧道的行驶车速为80km/h，那传统照明系统就会根据这个车速来设计光源，但是现实中如果车速行使为60km/h，这就造成了照明光源上的浪费【1】。而且在夜间隧道内外亮度差距小，车流量也小，但是隧道内还是固定照明亮度，这也是隧道照明的浪费。照明控制是大范围的进行照明开关。所有灯具是统一的，这就不足以满足隧道内的调光控制。

（二）LED调光控制

传统的光源例如高压钠灯、荧光灯等，这些灯具都是通过各种传感器调节灯具直流电源和工作频率，达到一个调光的目的，但是这种调光在调光范围和节能上都有很大的局限性，而且这种形式的调光也影响光源的效果和使用时间，所以这种光源不适合在隧道照明进行调光控制。但LED调光控制克服了以上的这些不足，LED调光控制具有光效好、寿命长、调节灵活性高、调节稳定、调光的范围不受限制等优点，这些优点使LED调光控制被广泛的应用于隧道照明【2】。

二、LED调光控制技术和控制模式

（一）调光控制技术

我国现有的LED调光控制技术有两种，一种是模拟调光另一种是脉冲调光，模拟调光是通过对LED光源电流的线性调节来控制调光的效果，这种调光模式会加大整个系统的耗能，通过改变电流会影响光源颜色，造成光源质量变化，所以在隧道照明中不推荐模拟调光技术。另一种脉冲调光是运用数字脉冲调整光源的驱动器，简单的说就是利用数字脉冲调节LED光源的开关时间，将整个LED光源的开关时间分成很多不同的等级，从而调整LED光源的亮度，这种模式不用直接改变电流输出，所以不会影响到光源的颜色、质量，所以脉冲调光技术被广泛的应用到隧道照明中，另外也需要注意调节光源开关的次数不能太低，太低就会让人视觉上感受到LED光源的开关过程。脉冲调光控制只需要发出宽窄不同的数字脉冲信号就能达到光源的调节控制【3】。

（二）控制模式

LED的调光控制模式主要有三种：

第一是光源阵列控制：通过对隧道内外环境的亮度和交通环境，来控制点亮或关闭某一阵列中的LED光源，这一点相当于传统的回路控制，光源的阵列数和调节级数密切相关。

第二是光源组群控制：将光源的地址进行数字编码，进行数字化的控制点亮或关闭某一群组的LED光源，这一点是统一的开启或关闭某一整个群组的光源来实现亮度调节，具体的地址编码和调节级数密切相关。

第三是无级调节：无级调节就是控制LED光源的电流输出和电压了，它可以实现几百种级数的亮度调节。

三、LED光源的调光原理

在隧道照明中每个LED光源都会安装控制模块和电源模块，控制模块由单片机及电路组成，它有总线的线路接口，电源模块由电子电路系统组成，每个LED光源都与总控制系统连接，负责接收系统发出参数，回复现行工作状态【4】。每个调光控制器内还有总网交换机，可以设置每个光源的IP地址和通信协议，提供全面的信息数据库，发送调光命令和上传状态见下图：

四、LED调光控制的优点

（一）安全节能，智能监控

LED调光控制可以实现内外部环境的监测，对外部天气、亮度、车流量和车辆行驶速度的变化，以及内部亮度、各段位长度等都进行一个完整的监测，可以让洞内的光线随时适应司机的视觉变化，提高隧道车辆行驶安全性和舒适性。

（二）灵活多变，多模式控制

LED调节控制有多种控制模式，并且能够实现手动与自动的操作，这样可以避免某种控制模式失灵而不能及时控制光源，手动模式可以保证即使在自动调节出现故障时，也能够正常的调节隧道内光源，提高了隧道光源控制的灵活性和可靠性。

（三）降低功率，延长寿命

隧道内光源基本照明的功率都低于光源的额定功率，这使LED光源在工作状态上长期都处于良好的温度，这样不仅可以避免LED的光衰现象，还能够延长LED光源的使用寿命。

（四）系统设计简单，节约建设成本

LED光源的左侧照明和右侧照明都只需要一个简单的供电回路，荧光灯的单侧隔灯控制则需要两个供电回路，所以在LED的调光控制系统中可以节约大量的电缆、配电控制箱等相关的电气经费。

（五）照明标准可调节

当隧道内的行车流量小于设计车流量时，可以根据规范适当的降低隧道照明标准，保证在遵守规范的前提下，能够最大限度的节约电能，避免过度照明的现象产生。

结束语

隧道LED照明的调光控制是一项作为保证隧道行车安全和高效益运行的节能技术，是隧道安全照明和节能的重要保证。总之，LED调光控制作为一种新型的调光控制系统已经被广泛的应用在各个隧道的照明工程中，它的调控原理及调控技术简单、控制模式多样性灵活性、而且还有实时监测和节能特点，这些都提高了隧道行车的安全性和舒适性，也提高了隧道交通的经济运行效益。本文从LED调光控制的模式、原理、运行技术方面阐述了其优点，为后期LED调光控制在隧道照明中的建设作出了贡献。

参考文献

[1] 李美华，葛莉蓉.隧道照明中LED调光控制的应用探究[J].中国新通信. 2015（05）

[2] 沈蓉.LED调光控制在人民路隧道照明中的应用[J].中国市政工程. 2010（S1）

[3] 黄彦.浅谈LED在隧道照明中的应用[J].灯与照明.2011（04）

[4] 赵忠杰.高等级公路隧道照明工程设计与研究[J].数字社区&智能家居. 2012（02）

[5] 陈鸿星.基于优化神经网络的隧道照明控制系统研究[J].计算机测量与控制. 2013（12）

[6] 伊鹏飞，王迪.LED灯在高速公路隧道中的应用与发展趋势[J].科技传播. 2013（07）