公路隧道无级调光照明节能原理及投资分析_中_
高速公路隧道照明节能减排对策研究
高速公路隧道照明节能减排对策研究周志明;钱卫建【摘要】低碳经济、节能减排是当今时代主题。
作为社会、经济发展重要支撑的高速公路，每年其隧道机电电费支出较高，是高速公路运行费主要支出之一。
在国家相继出台高速公路行业新技术标准及LED等照明技术突飞猛进的背景下，如何做好高速公路隧道照明节能减排、降本增效是摆在全体高速人面前的一个课题。
以高速公路隧道营运高效管理，推进降本增效实践为基础，提出照明节能减排新举措，期望协同推进高速公路隧道节能减排工作。
%Low carbon economy ,energy saving and emission reduction is the theme of the current era. As an im-portant support of the social and economic development of thehighway ,the annual electricity expenditure of the tunnel is higher ,is oneof the main expenditure of highway operating expenses . In the country have been introduced background of highway industry new technology standard and LED lighting technology advances by leaps and bounds under ,how to do a good job of highway tunnel lighting energy saving and emission reduction ,fall this synergism is placed in front of all high-speed a topic. The author engaged in highway tunnel operationmanagement ,promote reduced the efficiency of practice as thebasis ,initiate the new lighting energy -saving emission reduction initiatives and hope to people in the industry to-gether to discuss collaboration to promote energy -saving emission reduction work in the highway tunnel.【期刊名称】《浙江交通职业技术学院学报》【年(卷),期】2016(017)002【总页数】5页(P40-44)【关键词】节能减排;隧道照明;LED改造【作者】周志明;钱卫建【作者单位】浙江台州甬台温高速公路有限公司，浙江台州317000;浙江宁波甬台温高速公路有限公司，宁波315040【正文语种】中文【中图分类】U453.7浙江省“七山二水一分田”，这个地理特征决定了本省高速公路的桥隧比例极高。
隧道照明调光系统的研究
Micr ocomputer Applica tions Vol.27,No.3,2011技术交流微型电脑应用2011年第27卷第3期5文章编号：1007-757X(2011)03-0052-02隧道照明调光系统的研究曹颖荣林小玲摘要：以隧道照明调光系统为研究对象，提出用夜间降低隧道内所有灯具照明量的方法来实现节能。
选用LED 作为隧道灯，并进行调光方案的研究同时予以实现。
关键词：隧道照明；调光；LED （发光二级光）中图分类号：TP274文献标志码：A0引言近年来，随着经济和交通的发展，我国的隧道建设不断扩大，为了防止隧道运营中对能源的浪费，在半夜车流量大量减少的交通状态下，隧道照明通常采用“摘灯”方案，即把连续照明光带中的灯具部分熄灭，来减少照明量，以达到节约能源的目的。
但此方案会在隧道照明区域内形成明显的“斑马线”，影响隧道照明的均匀度，对驾驶员造成视觉和心理上的影响，从而造成交通事故。
针对这一现象，本文对隧道照明调光系统进行分析研究，结合响应国家节能减排及推动绿色照明产品在照明工程上应用的号召，提出采用新科技产物L ED 作为隧道照明灯具的可行性调光方案。
1各种灯具特性研究公路隧道灯一般采用荧光灯和高压钠灯，而LE D 因其良好的节能性，目前在隧道照明应用上也受到业界的广泛关注。
下面就对这三种灯具做下简要介绍。
荧光灯是诞生最早的气体放电型电光源，能够发出近似自然光的白光，光色好，显色指数高达70～8O ，光线柔和。
荧光灯有体积小、重量轻、亮度高、功耗低等特点，应用广泛。
但荧光灯在使用时，必须由镇流器和启辉器配合工作，功耗较大，并且必须使用高压激活荧光粉，具有一定的危险性。
高压钠灯是高强度气体放电灯的一种，使用时发出金白色光，具有发光效率高、耗电少、不生锈等优点。
广泛应用于道路、高速公路、机场、码头等场所。
但高压钠灯所需启动时间较长，（整个启动过程约10分钟左右），并且在使用时，要求电源电压波动不宜过大，一般只能在额定值+6%～-8%范围之内变化。
公路隧道LED灯照明系统无级调光控制方式研究
作者简介：周健（1972-），男，硕士，副研究员，主要从事交通工程技术研究工作。
公路隧道照明的目的在于保证车辆舒适、安全地穿越隧道，因此公路隧道照明的基本要求是根据外部环境，提供与之相适应的照明，以满足人眼的适应曲线。
公路隧道照明控制的一般原理如图1所示。
图1公路隧道照明控制一般原理框图国际照明学会（CIE ）将隧道照明定义为接近段、入口段、中间段、出口段4个照明段，其中隧道入口照明分为阈值段、过渡段，阈值段是为了消除黑洞现象，让驾驶人员能在洞口辨认障碍物（标准高20cm ）。
为了避免阈值段照明与隧道内部照明之间的强烈变化，设置过渡段照明，将隧道内照明水平逐渐下降，以达到隧道内基本照明亮度。
隧道照明的亮度递减曲线如图2所示。
图2公路隧道照明的亮度递减曲线示意图公路隧道照明调光控制是满足不同亮度环境、交通环境下的照明需求，实现隧道内各区段照明亮度平滑过渡，从而达到既满足隧道的照明亮度要求，保证行车安全，又节省能源的目的。
目前公路隧道内使用灯具主要有：荧光灯、高压钠灯、金卤灯、LED 灯等。
荧光灯可实现无级调光，但其光效较低，调光时易产生高次谐波，对电网造成干扰；高压钠灯、金卤灯调光幅度很小，一般不在无级调光系统中应用；随着科学技术的发展，LED 灯开始进入公路隧道照明领域，一种采用LED 灯无级调光控制的隧道照明系统应运而生，它的出现，使得公路隧道照明质量与节能又向前迈进了一大步。
本文针对研究LED 灯无级调光控制系统中应考虑的问题及解决方案作初步研究。
1LED 灯调光控制模式目前，LED 灯调光控制模式方式主要有以下三种调光控制模式。
（1）无级调节方式：通过控制LED 灯电源的输出电流，调节LED 灯的亮度，可实现256级亮度调节。
（2）灯管阵列控制：通过关闭或点亮LED 灯具中某一列或多列灯管调节亮度，调节级数与灯具中控制阵列数相关。
（3）灯群组控制：通过灯具地址编码，可实现关闭或点亮奇数灯具，关闭或点亮偶数灯具，关闭或者点亮所有灯具，实现亮度调节。
LED隧道无极调光控制技术
LED隧道无极调光控制技术作者：陈瑜来源：《消费电子·理论版》2013年第03期摘要：照明科技领域一直在朝着理想的境地—按需照明而努力，由于旧时的技术还没有做到可以随意控制光源的亮度。
而设计时又必须放宽足够的一定量的设计冗余，因此公路隧道的照明经常存在过亮的现象，从而造成了巨大的资源浪费。
浪费的能源量往往达到了50%～90%。
随着科学技术的发展，LED照明技术也越来越成熟。
无法控制照明亮度的现象已成为历史。
本文结合一些隧道LED照明调光控制的实践，就这一问题进行探讨。
关键词：光源；浪费；无极控制；LED中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0015-01一、影响照明能耗的主要因素影响照明能耗的主要因素有洞外自然光照、光源、电源、维护系数等四项。
（一）洞外光照。
虽然在对隧道照明进行规划时，我们规定按照一年当中光照强度最强的时刻的洞外自然光亮度进行加强照明计算，并考虑到足够的冗余，以确保运营期间的每一天且灯具的亮度衰减到额定值的下限时，洞内照明强度仍然足以达到规定标准。
但在实际操作过程中，洞外每时每刻都会受到天气、季节、时辰的变化而发生变化。
此时，为了能够做到按需照明，则需采取职能控制手段，将照明系统调整为自动根据洞外光照情况调整亮度，这样就可以达到按需照明的目的。
如果隧道是东西走向，从太阳东升西落的自然规律判断，东侧入口处上午的亮度较高，下午亮度则会因为背光而急速下降，因此，入口照明处一天当中的照明强度标准不同，若采取智能控制，洞内的照明就可以随着此自然规律的变化而变化，这样，节能效果就非常高了。
（二）光源。
在照明行业当中，隧道照明的标准已经明确规定。
如果用智能无级LED系统控制，则可按需照明。
根据标准的变化而自动提供需求，这样可以节约照明电能，避免浪费。
（三）电源。
对于气体放电灯而言，其需要高度稳定的电压才可正常作业。
通常需要控制在6%以内变化，否则，光源容易损坏而且能耗也将造成过度浪费。
高速公路隧道照明系统的节能设计及优化
（四）主要设备、材料选型
1.LED灯。LED灯具是本次改造项目的重要设施，根据图纸及招标文件规定的技术指标、性能要求，我们选用上海三思研发的一款以高亮度LED为光源的照明灯。该产品具有亮度高、照度分布好、节能环保、防水防尘、外观时尚等特点，可广泛应用于各种隧道、收费站、加油站、厂房、卖场、仓库、停车场、广场的照明。
摘要：高速公路隧道运营是保障高速公路行车安全的重要举措。文章结合某实际工程，对高速公路典型隧道照明系统的设置和节能控制方案进行了优化，选用LED 光源、改进隧道各区段照明设计，采用自动实时控制方式等节能降耗的策略，旨在降低运营成本，减少能耗。
近些年，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路里程也逐年增加，公路隧道照明系统作为保证车辆安全通行的同时也使得隧道照明运营开支居高不下。近年来，LED以其低能耗高效率的特点，在照明行业正得到广泛的应用，从显示器背光照明到景观照明再到日常照明，覆盖范围越来越大。作为光源，LED的优势体现在三个方面：节能、环保和长寿命。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%节能效果。研究如何在基于交通流量、行车速度、可视度、驾驶员视觉特性基础上，实现对LED灯具合理的智能照明无级控制，这对提高隧道照明质量，降低能耗与隧道运营成本，营造安全舒适的隧道行车环境，具有重要的意义。
（二）照明控制
新加装的LED灯组成一个回路，由加装在夜间照明箱内的控制回路进行控制亮灯，并且与箱内的PLC控制器进行连接，达到远程控制的目的。原有中排高压钠灯（仅限基本段）组成一个回路，通过加装开关箱进行手动开关的第二级控制，达到是否接通回路的目的，而是否亮灯，则由原来的白天/夜间隧道照明的节能优化设计
公路隧道照明节能相关问题分析
１隧 道照 明视 觉特 点 公路隧道 是道路 觉信息 不足， 发交通事 故， 诱 隧道 照明显 得非 常重要和 必需 。为了把必 要 的 视觉 信息传 递给 驾驶员， 高行车安 全性和 舒适 性， 提 隧道 照 明设计应 考虑路 面 亮度 、 计时速 、 设 交通 量等影 响 因素 ， 综合考虑 驾驶 员在 隧道出入 口及相 邻路 段视 觉特征 ， 择合 适的照 明方案 。驾驶员 通过隧 道， 选 白天 和黑夜 的视觉环 境 变化 不同 。 黑夜 洞 内只 是洞 内外视觉 环境 的延续， 白天 则经历 突然从 亮度到 黑 和 由黑 到亮 的急剧 变化 过程 ， 发生 种 种特殊 的 视觉 问题 。 １１ 进入 隧道 的暗 适应 ． 白天， 隧道 内外 亮度差别 巨大， 车辆驶近 隧道 ， 如果 隧道照 明不充 分， 会 就 看到 黑洞 （ 长隧道 ） 及黑框 （ 短隧道） 象 。 入隧 道， 现 驶 亮度突 然 降低， 觉产 生 视 暗适 应， 么也看不 见， 过４９ 的时 间， 什 经 －ｓ 才逐 渐适应 ， 但仍 无法看清 前方 隧道 内 部 情况 ，称 为 “ 应 的 滞 后 现 象 ” 适 。 １ 隧道 内部 的视环 境 ２ 隧道 内过往 车辆排放 的大量微细 固体颗粒物 （ 烟尘） 悬浮在洞 内空间， 往 往 不能及 时迅速 消散， 形成烟雾， 吸收和散 射汽车头 灯和照 明灯具发 出的光， 隧 使 道 内部 能 见 度 降低 。 １ ３ 隧 道 出口的亮适 应 较长时 间行驶 在隧道 ， 当接近 隧道出 口时， 由于 内外亮度差别极 大， 看到 的 是一个 刺眼 的眩亮 臼洞 ， 视觉产 生亮适应 ， 降低 出洞 时的视 功能和 视舒适 七夜 间与 白天正 好相 反， 看到 是黑洞 ， 导致 无法 准 确判 断与前 车 的 间距 。 １４ 隧 道 内的 亮度频 闪效应 车辆行驶在 设有人工照 明的隧道， 频率 与车速成 正比 的亮 暗相间 的闪光 脉 冲， 对驾 驶员视 觉造成干 扰， 闪烁频 率为２５ １Ｈ 时， ．－ ５ｚ 出现不 舒适感 觉， 率为 频 ６８ｚ ， －Ｈ 时 出现较严 重 的烦 躁感 。因此 ， 为了给 驾驶员 提供更 为舒适 和安全 的 隧 道交通环 境， 高隧道通 行能力 ， 提 在隧道 内设置完 善的照 明系 统就显 的必 不
高速公路隧道LED无极调光智能控制系统及应用
高速公路隧道LED无极调光智能控制系统及应用摘要：中国高速公路隧道照明系统基本使用高压钠灯，造成大量电能浪费的同时，也无法做到结合使用场景的灯光亮度合理精准调控。
基于此，本文提出全新的高速公路隧道照明控制系统，该系统可以做到对高速公路隧道内灯光亮度的合理调控，在确保行车安全的同时减少电能损耗，有效符合国家层面提出的节能减排目标。
关键词：隧道照明；无极调光；智能控制系统；节能引言经济的飞速增长，我国高速公路的建设数量与建设规模也不断增加。
据统计，截至2020年底，我国高速公路总里程达16.10万公里，其中公路隧道已达21316处。
而陕西省作为全国的隧道大省，隧道数量众多，隧道照明用电消耗也成为隧道运营管理单位的一项巨大开支，同时为响应国家“双碳”政策号召，急需加大高速公路隧道LED照明节能技术研究力度。
20世纪中叶，以欧洲为首的西方国家选择智能调光照明控制技术，制定了相应标准，且获得了全面的发展，促进了隧道照明的发展。
对比国外，我国的隧道照明技术发展晚于国外，无完善的设计规范，一般设计按照《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)开展。
在90年代后期，为满足行车安全基本需求，贯彻安全、节能理念，开始确定灯具安装的相关方案，加大了“黑洞效应”、“白洞效应”、“灯具开启数量”几大主题的研究。
本文根据多年机电工程积累经验，研发了一套高速公路隧道LED照明智能控制系统，并应用于十天高速红石河隧道和银昆高速天台山隧道机电项目。
1常见的城市隧道照明控制技术1.1PLC控制技术PLC控制技术也被称为电力载波控制技术，需要在系统中安装PLC控制器、传输模块与终端感知设施。
在系统运行期间，由传感器持续采集现场监测信号，由PLC控制器对现场信号进行扫描识别，然后根据用户程序扫描结果选择是否执行预先设定的特殊功能指令，经由锁存电路向外接设备输出控制指令，执行照明灯具开启、关闭等控制动作。
PLC控制技术有控制方式多元化的优点，可以根据照明控制需求采取顺序控制、定时控制、环境自适应控制、闭环控制、计数控制等多种控制方式。
公路隧道照明节能技术
浅谈公路隧道照明节能技术摘要：随着我国城市建设的飞速发展，我国各地的公路建设广泛应用隧道，公路的隧道照明与节能是值得关注的问题。
本文主要阐述了公路隧道照明技术及照明灯具的特点，简单提出了一些公路隧道照明节能技术的方法。
关键词：公路；隧道照明；隧道节能中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：公路隧道具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有效保护生态环境等优点。
随着我国道路交通事业的迅猛发展，公路隧道日趋增多。
公路隧道的行车安全是交通安全的重要环节。
为了保障行车安全，根据国家标准，长度超过100m的公路隧道都必须安装照明系统。
因此，公路隧道照明成了非常重要的问题。
由于需要设置照明的公路隧道居90%以上，用电量巨大。
为了降低照明能耗，一些车流量较少的隧道不得不采用关闭部分照明光源的方法来降低能耗，这也严重影响到公路隧道的行车安全。
公路隧道照明用电是隧道运营的主要支出成本，在当前国家提倡节能减排、绿色交通的情况下，公路隧道照明的节能设计具有重要意义。
以下便是对公路隧道照明节能技术的简要分析：1. 公路隧道照明技术公路隧道照明目的是使车辆驾驶员安全行驶，避免车辆阻塞，提高公路的使用效率和通车速度、流量。
公路隧道照明在正常情况下主要分为：入口段、中间段、过渡段、基本段和出口段照明5个区域。
各段的长度和照度从全年行车安全要求出发，对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。
公路隧道的构造特殊，车辆快速穿越隧道时驾驶员无法适应光照环境的迅速变化，极易产生视觉上的“黑洞效应”或是“炫光效应”。
所以，在设计高速公路隧道的照明工程时，一定要解决好高速公路隧道内外照明的过渡和衔接，营造出较好的视觉环境，以帮助车辆穿越高速公路隧道时驾驶员更好地适应隧道内外的照明环境，达到降低安全隐患的目的。
2. 公路隧道照明灯具的特点隧道照明灯具常规性能与路灯基本相同，但作为隧道照明灯具，主要还有以下特殊要求：2.1光源应有良好的显色性。