公路隧道LED照明節(jié)能控制分析

羅振坤

摘要：在我國高速公路規(guī)模不斷擴大的背景下，各種公路隧道也不斷增多。為了保證行車安全，在高速公路隧道內(nèi)照明系統(tǒng)十分重要，當(dāng)前在高速公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計中，為了營造舒適的燈光環(huán)境，往往會密集設(shè)置照明系統(tǒng)，缺乏節(jié)能設(shè)計意識，導(dǎo)致高速公路整體運營成本顯著提高。為此要重點對高速公路隧道照明系統(tǒng)進行節(jié)能控制，制定科學(xué)高效的節(jié)能設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：公路隧道;LED照明;節(jié)能控制

在我國高速公路系統(tǒng)快速發(fā)展的背景下。各種交通隧道的設(shè)計能夠極大縮短施工里程，減少公路里程數(shù)，提高車輛行駛的效率。大量隧道建設(shè)也會導(dǎo)致行車安全受到威脅因此需要重點對公路隧道LED照明節(jié)能控制系統(tǒng)進行全面分析探究。運用新型節(jié)能燈具以及先進的照明控制算法，可以加強對隧道的控制質(zhì)量減少能源資源浪費，為高速公路穩(wěn)定運行提供重要保障。

一、公路隧道照明節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計的主要思路

在隧道照明系統(tǒng)設(shè)計中，需要充分考慮不同的視覺現(xiàn)象，尤其是在白天隧道外的亮度顯著高于隧道內(nèi)。如果隧道足夠長，駕駛員會產(chǎn)生明顯黑洞現(xiàn)象，如果隧道較短也會產(chǎn)生黑框現(xiàn)象。在進入隧道內(nèi)部，由于明亮的外部突然轉(zhuǎn)變?yōu)檩^暗的隧道，會導(dǎo)致人的視覺系統(tǒng)有一定緩沖期，被稱之為適應(yīng)滯后現(xiàn)象。在隧道中間段由于車輛行駛會產(chǎn)生大量的廢氣產(chǎn)生煙霧，汽車前照燈也會被這些煙霧所吸收散射影響了能見度。在隧道照明系統(tǒng)設(shè)計中需要加大對入孔照明，內(nèi)部照明出口照明的科學(xué)設(shè)計，嚴(yán)格控制入口照明，盡量保證與外界亮度相仿，亮度逐漸降低[1]。在白天隧道入口照明亮度處需要結(jié)合車速入口處視場和隧道長度進行確定。受駕駛?cè)藛T視覺特征的影響，隧道照明質(zhì)量的影響因素，包括洞內(nèi)亮度變化，洞口亮度和均勻度變化。我國公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計中，對洞內(nèi)亮度變化和均勻度變化還不夠完善，尤其是很多設(shè)計單位為了減少施工周期，往往會照搬其他隧道照明系統(tǒng)，使得整個設(shè)計嚴(yán)重超出需求，還有部分運營商為了降低運營成本，少開或不開隧道，使得路面光照均勻度嚴(yán)重下降，容易引發(fā)重大交通事故。

二、隧道照明主要方式

（一）采用高效節(jié)能燈具

高效率的光源能夠保持原有的照明亮度基礎(chǔ)之上，降低電能消耗，尤其是現(xiàn)代化功率LED制造工藝的快速發(fā)展，在隧道照明系統(tǒng)中的應(yīng)用效果十分顯著，盡管單個LED光源，照明燈具的價格比普通照明燈具更高，但從綜合投資角度來看，選用普通高壓鈉燈的成本會顯著增加，而且LED照明燈具具有使用壽命長耗電率低，維護成本低等顯著優(yōu)勢，最終使用效果會遠低于高壓鈉燈，非常適用于在隧道照明系統(tǒng)中應(yīng)用[2]。

（二）合理設(shè)計照明智能控制系統(tǒng)

在公路隧道LED照明控制系統(tǒng)設(shè)計中，需要結(jié)合不同的車流量，客觀環(huán)境進行分析和判斷，如果照明設(shè)計參數(shù)值不夠準(zhǔn)確，也很難達到預(yù)期的照明效果，還會增加耗電量。對于短隧道或地級公路照明系統(tǒng)設(shè)計，可以通過手動控制的方法由人工根據(jù)不同時段和環(huán)境特點進行開關(guān)。在時序控制中根據(jù)洞外亮度進行統(tǒng)計，并且利用遠程管理計算機，對照明控制系統(tǒng)進行自動化控制。但是這種控制方式并沒有考慮洞外亮度。也沒有對車流量和平均車速等相關(guān)參數(shù)進行嚴(yán)格控制，導(dǎo)致電能的極大浪費，因此在節(jié)能設(shè)計中，需要盡可能地加強對隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能控制，盡量利用洞外亮度傳感器對洞外亮度信息全面采集，結(jié)合車流量和平均車速，對燈光實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)，既可以延長燈具的整體使用壽命，又能夠節(jié)省電能。

三、公路隧道LED節(jié)能控制系統(tǒng)的主要架構(gòu)

（一）主程序設(shè)計

在公路隧道LED節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計中，需要根據(jù)不同的車輛照明需求進行全面分析，保證照明系統(tǒng)節(jié)能效果顯著提高。在主程序設(shè)計中，如果主程序開始會自動進入開機自檢，對故障進行排查，保證系統(tǒng)初始化運行。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在異常，則需要對系統(tǒng)的故障進行全面修理，并依次退出主程序，節(jié)能控制系統(tǒng)在實現(xiàn)初始化和自檢過程后，能夠?qū)崿F(xiàn)正常運轉(zhuǎn)主程序。通過脈沖信號對車輛的行駛速度進行準(zhǔn)確預(yù)估，并根據(jù)車輛位置進行自動化控制，確保系統(tǒng)誤差控制在1%以內(nèi)，在誤差修正后需要對車輛的具體位置進行控制，保證照明系統(tǒng)得到有效調(diào)節(jié)[3]。

（二）車輛位置模擬系統(tǒng)

計算車流量會直接影響照明控制系統(tǒng)的運行效率，要加大對車輛位置云模擬系統(tǒng)計算云模擬控制系統(tǒng)，也是公路隧道節(jié)能系統(tǒng)的重要組成部分。在程序系統(tǒng)設(shè)計中，需要根據(jù)采集到的車輛信息上傳至DSP，根據(jù)車輛位置對數(shù)據(jù)進行預(yù)估處理，發(fā)送至變電器傳輸端完成照明控制。在公路隧道照明控制系統(tǒng)中，需要利用云模型對車速進行計算，得到車輛的具體位置預(yù)估。

（三）高速公路隧道照明控制程序設(shè)計

在繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計中，對前端所采集到的車輛數(shù)據(jù)信息進行及時處理，并發(fā)出對應(yīng)動作，控制照明燈具，所有的控制信號輸出為低電平繼電器斷開，反之則繼電器快速吸合[4]。云模擬系統(tǒng)是控制高速公路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能程序的核心部分，程序系統(tǒng)將采集到的車輛位置信息傳至DSP，在車輛位置預(yù)估程序完成數(shù)據(jù)處理后，交由TMS320F/28035發(fā)送至繼電器輸入端，從而完成照明控制。

結(jié)束語：

在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，公路隧道工程數(shù)量不斷增多，為了有效保障行車安全，需要高度重視隧道照明系統(tǒng)的建設(shè)，但過去忽略了對照明系統(tǒng)節(jié)能控制設(shè)計，造成隧道運營出現(xiàn)嚴(yán)重的開支浪費。通過高速隧道照明系統(tǒng)資源浪費情況進行全面分析和調(diào)查，制定一系列的節(jié)能控制措施，包括更換節(jié)能照明燈具，加強智能控制，有效提高公路隧道LED照明系統(tǒng)的運行質(zhì)量，既能夠滿足公路隧道基本照明需求，同時也可以保證隧道根據(jù)車輛行駛的具體情況提供相應(yīng)的證明，有效節(jié)能降耗為公路系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展作出重要保障。

參考文獻：

[1]高偉，徐圓圓，阮軍.LED照明團體標(biāo)準(zhǔn)化工作實踐分析——以規(guī)格接口標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 016為例[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)，2020（08）：52-60.

[2]曹小兵，梁秀英，丁晴，孫長富，萬燕平，林金填.LED照明產(chǎn)品能效標(biāo)識制度實施研究[J].中國照明電器，2020（06）：1-5.

[3]交通運輸部發(fā)布公路隧道LED照明燈具產(chǎn)品質(zhì)量行業(yè)監(jiān)督抽查實施規(guī)范[J].照明工程學(xué)報，2020，31（06）：80.

[4]謝曉琳，陳仁，何敏，陳國杰，陳澤畑，周蘭君，陳秋娥.隧道LED照明設(shè)計與節(jié)能研究[J].照明工程學(xué)報，2020，31（06）：137-143+150.

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