高速公路隧道照明与节能方案探析
深度好文高速公路隧道照明及供配电节能的实践与思考

深度好文高速公路隧道照明及供配电节能的实践与思考据说ITS资讯随着现代社会的飞速发展以及市场经济建设步伐的持续深入,我国高速公路项目工程建设施工效率不断提升,而供电照明工程投入经费也逐步变成运营单位之中需要承担的一个较大负担。
怎样有效缩减能源消耗,则变成隧道工程设计以及运营机构应主力应对的重要问题。
并对每类节能方式的应用可行性和发展方向进行了详细分析,可为今后我国调整公路隧道节能方式的发展提供参考。
高速公路隧道节能潜力分析据相关统计,目前高速公路隧道的主要耗电量在于通风设施和照明设施,约占80%左右,因此隧道节能的重点在改进与优化通风与照明设施的运营。
当前我国高速公路隧道通风与照明设施的配备设计主要依2000年颁布的《JTJ026.1-1999 高速公路隧道通风照明设计规范》和2004年颁布的《高速公路隧道交通工程设计规范》,这两个规范在我国高速公路隧道建设初期,对隧道通风与照明设施配备设计起到了十分重要的作用。
随着多年来高速公路隧道建设经验与运营经验的积累,实践表明,隧道照明或通风设施的规范要求往往高于实际的应用需求,增加了建设成本和后期运营成本。
另外,在工程的勘察设计阶段,缺乏对高速公路隧道所处现场运营环境的细致调研分析,设计参数取值通常利用规范中推荐值的最高值,采用最高级配备,这就在一定程度上造成了建设期的成本和后期运营能耗的浪费。
其次是目前我国高速公路隧道运营管理方式比较粗放,缺乏精细化管理,在一定程度上造成了电能的浪费。
技术性节能方式技术性节能主要是在满足使用需求的情况下,通过设计技术、新能源、新设备新材料、新的控制技术来降低高速公路隧道运营的用电量,实现节能减排。
1设计技术改进优化首先需要从设计规范与标准方面进行研究,科学优化设计,确定合理的设计参数和设计值,实现节约型设计。
目前我国高速公路隧道通风与照明的设计主要是依据2000年颁布的《JTJ026.1-1999高速公路隧道通风照明设计规范》。
高速公路隧道照明智能节电技术应用探析

高速公路隧道照明智能节电技术应用探析摘要:高速公路隧道照明是交通节能研究的一项重点,既安全又经济节能的照明技术和节能方案是研究的重点目标和发展方向。
针对隧道内的亮度调节,还应该避免出现过度照明的现象,以此来延长灯具的使用年限。
所以,本文在分析照明智能控制优势的基础上,通过实际案例的分析,希望可以对高速公路隧道照明的智能节电技术有深入的探究,最终实现节能节电的设计目标。
关键词:高速公路隧道照明;智能;节电我国内陆面积广、东西南北纵深较长,公路运输是主要的运输方式。
公路隧道是山区高速公路的重要组成部分,可大大降低公路运输成本。
照明系统是公路隧道的重要组成部分,为隧道通行提供安全保障。
但是,由于隧道照明系统的不合理设计等原因,高速公路隧道存在严重的过度照明现象,大大增加了隧道运营成本。
隧道照明系统是主要的用电系统,因此,减少高速公路隧道照明能耗是降低高速公路运营费用的有效途径。
国内外许多学者对隧道照明节能展开了相关研究,主要研究有节能灯具的研制、智能照明控制技术研究以及隧道布灯参数优化等,但是依然未能实现隧道照明的最佳节能状态。
1 照明智能控制优势分析1.1 照明智能控制的系统优势照明的智能控制系统,其本身拥有较强的适应性,能够感应隧道之外的亮度,对隧道内的照明系统进行合理的控制,从而实现高效节能,减少灯具能源的损耗。
照明智能控制系统本身拥有安全的特点,利用隧道口部位亮度的检测器来感应外部亮度,就可以选择对应的亮度,满足行车的安全要求,避免因为过暗的亮度造成安全事故。
同时,利用照明智能控制系统适当的延长灯具使用年限,通过夏季光照促使灯具达到满功率,提升其实际的工作状态。
在一般情况下,利用照明智能控制系统满足灯具功率低于额定功率,这样也可以延长实际的使用时间。
另外,照明智能控制还可以满足灯具安全性的提高,减少单侧关灯引发的安全问题。
在运行系统的过程中,当照明灯具处于正常的运行状态下,还能降低灯具的实际工作效率,从而提升车辆的安全性。
公路运营隧道节能降耗工作方案

公路隧道节能降耗工作方案
要想在隧道中实现节能降耗,可以采取以下措施:
1. 照明系统优化:隧道照明通常会耗费大量能源,可以采用更节能的LED灯替代传统照明设备,同时根据交通和天气情况自动调整照明亮度。
2. 通风系统改进:隧道内部的通风系统是耗能的一大因素。
可以根据实际需求和天气条件,优化通风设备的工作模式,减少风机的运行时间和功率输出。
3. 能源回收利用:隧道排放的废气和热量可
以通过热回收技术进行利用。
通过安装换热器,将废气和热量转化为可再利用的能源,用于供暖或其他用途。
4. 管理运维优化:定期检查和维护隧道设备,确保其正常运行和高效能耗。
合理规划和管理隧道交通,避免出现拥堵或过大的能源浪费。
5. 节能意识提升:通过宣传教育和培训,提高隧道全体员工和使用者的节能意识,引导他们使用能源更加节约和环保。
隧道内部照明系统如何节能减排

隧道内部照明系统如何节能减排在现代交通体系中,隧道是不可或缺的一部分。
然而,隧道内部照明系统的能耗问题一直备受关注。
为了实现可持续发展,降低能源消耗,减少对环境的影响,提高隧道照明系统的能效成为了重要的任务。
首先,合理的照明设计是节能减排的关键。
在隧道照明设计阶段,应充分考虑隧道的长度、宽度、交通流量、车速等因素。
对于短隧道,可以采用自然光与人工照明相结合的方式,充分利用洞口的自然光,减少人工照明的开启时间。
而对于长隧道,则需要根据不同的路段进行分段照明设计。
例如,在隧道入口段,由于驾驶员从明亮的外部环境进入相对较暗的隧道内部,需要较高的亮度来适应视觉变化,此时可以采用加强照明的方式。
但随着车辆逐渐深入隧道,亮度可以逐渐降低,直至达到隧道中间段的基本照明水平。
在出口段,为了避免驾驶员从较暗的隧道内部突然驶出到明亮的外部环境而产生眩目,也需要适当提高照明亮度。
通过这种分段式的照明设计,可以在满足照明需求的前提下,最大程度地降低能源消耗。
其次,选择高效节能的照明灯具至关重要。
传统的高压钠灯等灯具虽然具有较高的亮度,但能耗较大,寿命相对较短。
而新型的 LED 灯具则具有诸多优势。
LED 灯具具有更高的发光效率,能够将更多的电能转化为光能,从而降低能耗。
同时,LED 灯具的寿命通常比传统灯具长得多,减少了灯具更换的频率和成本。
此外,LED 灯具还具有良好的调光性能,可以根据实际需要灵活调整亮度,进一步实现节能。
在选择 LED 灯具时,应关注其光效、色温、显色指数等参数,确保其能够满足隧道照明的要求。
智能控制系统也是实现隧道照明节能减排的重要手段。
通过安装传感器,实时监测隧道内的交通流量、车速、亮度等参数,智能控制系统可以根据这些数据自动调整照明亮度。
例如,在交通流量较小或车速较慢的时段,可以适当降低照明亮度;而在交通流量较大或车速较快的时段,则提高照明亮度,以保障行车安全。
此外,智能控制系统还可以根据时间、天气等因素进行自动调节。
隧道照明节能分析及系统设计实施方案

隧道照明节能分析及系统设计方案目前有关隧道照明的节能,主要是采用高功率因数的照明灯具(配高效电子镇流器)、隧道内两侧铺反射率高的装修材料、尽量缩短供电电缆长度以减少线路损耗、合理布置配电房的位置、集中调光控制、减少洞外亮度等方法。
为了进一步节能,设计者还把隧道内的灯具分为全日灯、黄昏灯、白日灯和应急灯等几个回路进行人工或自动的控制。
纵观现有的这些方法,虽然有一定的节能效果,但在实际运行中还是存在着电能的浪费现象, 以及营运过程中产生的与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。
问题的提出现有隧道照明控制模式设计,在实际运行中存在相当大的电能浪费。
目前,隧道照明设计者依据规范通常把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段等四个段来设计照明,其中过渡段有两个,分别设计在中间段前后。
各段的长度和照度(lx )是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。
能够实现照明自动控制的非常有限,通常因线路布线回路的限制,只能做到2、3级人工或自动控制,对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑,最终各段照明的长度和照度也始终是处于最大值状态。
对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明进行自适应方式调制。
因此,目前这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能浪费问题。
二、现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾突出。
营运者为了节省电费,往往都不采用自动控制,因为现有的自动控制没有涉及天气和车流量等实时变化因素。
实际上营运者采用手动控制方式工作,在规定的时间人工开关隧道灯,白天全开灯,晚上关掉所有的灯。
部分营运者考虑白天电能浪费严重, 有的只开全日灯。
这种灯控方式表面上有一定的节能效果,但其实当洞外亮度小于1500cd/m2时,只要确保隧道内路面亮度总均匀度U0亮度纵向均匀度U1以及各段亮度达到相应要求,符合行车视觉要求,取其照度最小值即可,并非一定要达到开全日灯时的亮度。
高速公路隧道照明节能措施探讨

高速公路隧道照明节能措施探讨摘要:本文结合多年工作实际经验,对高速公路隧道照明的节能措施提出自己的观点,供同行参考。
关键词:高速公路;公路隧道;照明节能Abstract: combining with the actual work experience for many years, the highway tunnel lighting energy saving measures proposed own view, refers for the colleague.Keywords: highways; and Highway tunnel; Illumination energy conservation 1前言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。
随着我国公路建设的发展,公路隧道尤其是高速公路隧道被广泛采用,根据《公路隧道通风照明设计规范》规定,长度大于100m以上的隧道应设置照明。
从而,隧道照明设施的规模及数量与隧道的运营电费和维护费用必将越来越大、越来越高。
因此,在当前我国能源紧张、用电缺口巨大的形势下,如何做好隧道照明的节能具有重要意义。
2 现有隧道照明系统存在的问题2.1隧道照明系统设计中存在的问题为确保高速公路隧道行车安全,国家已明确规定了高速公路隧道内各段照明的平均照度值,但是高速公路隧道照明由于受灯具设备的选型与安装、道路几何与隧道走向、路面状况、隧道壁反射特性等多方面因素的影响,隧道照明平均照度值计算变得非常复杂,从而影响到隧道内各段照明的平均照度值。
高速公路隧道照明系统设计方案中普遍存在以下问题:①高速公路隧道照明系统建设投资成本费用高。
②高速公路隧道照明系统投入使用后,运营能耗大。
③高速公路隧道照明系统投入运营后,维护、维修工作量大费用高。
2.2隧道照明现有控制方式及存在的问题国内目前对隧道照明设备的控制方式主要有三种:手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和分级控制模式。
公路隧道照明节能方法探析

訾爱新 ( 天津市道桥处第二桥梁管理所 天津 3 0 0 0 1 1 )
例如高压钠灯和荧光灯 。 2 . 2照 明控制方法节能效率低 手动控制模式 、 分时段进行的时序控制模式和分级控制模式 是 国内目前对隧道照 明设备 的控制方式目 。这三种控制方法都无 法使洞 内的照 明亮度与外界 自然光 的亮度 相适应 , 且都不能连续 截至 2 0 1 3年 ,我 国公 路 隧道共 1 1 3 5 9处 ,全长 9 6 0 . 5 6 X 调光 , 无法实现 自适应 控制 , 存在照明的浪费。以分级控制模式为 这种方式 是最常用的方案。在设计阶段各种参数只是 以最大 1 0 4 m。其 中 ,特长隧道 5 6 2处 、 2 5 0 . 6 9×1 0 4 m,长隧道 2 3 0 3处 、 例, 3 9 3 . 6 2×1 0 4 m[ ” 。我国隧道里程不断增加 , 规模不断扩大 。而保障 值考虑 , 照明亮度 的分级只能做到 2~3 级人工或 自动控 制 , 导致 公路隧道 的运行 , 需要安全 可靠 的照 明。 “ 过度照 明” 或“ 无效照明” 。 节约资源和保护环境是我国的基 本国策。我 国经济的可持续 2 . 3运营过程中 。 照明设施未得到妥善 的养护 发展必须建立在低碳 、 节能 、 环保 的基础之上 。隧道 照明系统 , 是 运营过程 中, 公路隧道 照明灯具会出现光 的衰减 , 尤其是在公 公路隧道最大的能耗系统之一 , 是运 营中最主要 的开支 。 路隧道 的出口段 或者是靠近出 口段 的端 口的地方 ,这是 由于附着 保障行车安全 和节约使用电能 , 是 公路 隧道照明 的两个重要 在光 源和灯具 表面的尘埃和油污会降低光 的透射和反射能力 , 光 目标 。但我 国的公路隧道还存在着诸多问题 , 如照 明规范不标准 、 源 自身也会衰减和失效。实际的公路运营过程 中, 也存在着对隧道 照明控制 方法节能效率 低下 、 照 明设施未得 到妥善 养护 、 耗能过 照明灯具养护不 到位 , 不及时的现象。由于对灯具的养护不到位 , 大等 。现结合我 国隧道 照明的实际问题 , 对 我公 路隧道照 明节能 导致照明水平很低 , 路面 的可视度变差 , 从 而导致的交通事故 。 方法进行研 究。 2 . 4现有 节 能 方 法 效 率 低 下 国内公路 隧道照 明节能 方法 已经在实际的设计 、 施 工和运营 1公 路隧 道照 明 的影 响因 素 中应用 。例如通过使用新型的照明灯具来代替原有能耗大 、 有污 公路隧道照 明受 多方面的因素影响 ,主要有所 在地 的环境 、 染 的灯具 , 更换隧道 内的路 面的材料 而提高反射 率的方法来 改变 隧道设计结构 、 隧道其他相关设施 。 洞 内的环境 , 改变照 明基础设施 的布局 ( 如缩短供 电电缆长度 、 合 1 . 1隧 道 所 在 地 的 环 境 理设 置配 电放 的位 置 ) 等 。但是 , 现有 的节能方法 的节能效果 有 公 路隧道 照明受 自然环境 的影 响 ,其 中包括 所在地 的气候 限, 仍存在节能 的空间 。 与此 同时 , 由于有些节能方式影响了正常 带、 海拔高度 、 光照时 间、 光照长度 、 周 围的植被和地势 。其 中 , 1 3 的隧道运营 , 导致照 明给安全行车和有效 的监控带来 问题目 。 照 强度是 隧道照 明的一个重 要参数 , 对隧 道洞外 亮度 L 2 O ( 2 0 ) 起 3公 路隧道 照 明节 能方 法 着决定性作用 。 1 . 2隧 道 的设 计 结构 结合隧道照 明的影 响因素和实 际存在 的问题 , 现从 以下几个 公路 隧道 的断 面尺寸 、 洞 门型式 、 洞 门的方位 朝向 以及洞 内 方 面 采 取措 施 。 装饰 、 路面的材料 都会 影响隧道 的照明。隧道的断面面积越大 , 就 3 . 1准 确 测 量 周 围 环境 参数 越需要更 多的照明设施及相关配套设备 。隧道的洞 门型式 、 洞门 公 路隧道照明设计 中, 周围环境 中最关键的数据包括洞外亮 的方位朝 向以及 洞 口的装饰 , 会影响 自然光 的照射面积 。照明效 度 L 2 0 ( S ) 、 交通量 、 设计速度 。 果也受到洞 内装饰材料和路面材料的反射系数的影响。 照明需求会随着洞外亮 度 L 2 0 ( S ) 的增大而加大[ 6 1 。洞外亮度 1 . 3隧道其他相关设施 L 2 0 ( S ) 受 到当地 的季节 、 天气 、 时段 、 隧道朝 向、 洞门构造 、 植被 、 路 隧道 的视 频监控 、 交 通事故 的处理 、 火灾 的防范及 扑灭工 作 面颜色等有关的影响日 。洞外亮度 L 2 0 ( S ) 不能够盲 目的使用现有 等都需要照明设 施提供 良好的照明条件 。 的标 准 , 要 根据当时 当地的实 际情 况 , 在实际调查 和理论分 析的 基础上确定合理 的数值。通过降低 洞外亮度 L 2 0 ( S ) 的方式可 以减 2当前 照 明存 在 的 问题 少 照明需要的亮度 , 可 以采用 的措施 包括洞 口山坡 绘图或改变洞 国外发 达 国家 的隧道 照明沿着 功能型一节 能型一智 能型一 内结构等 。 人性化 的方向发展 , 基本 上实现 了智能化 的照 明 , 部分 已经处 于 在设计速 度相 同的情 况下 ,供 电量会 随交 通量 的增 大而增 智 能型向人性化 的过渡 阶段 。 目前我 国的隧道 照水平还 比较低 , 大 。高 速公 路的交通量随其运营的时间而变化 , 运 营初期的交通 正处于由功能型向节能型的转换过 程【 2 】 。同国外先进 的照 明技术 量普遍 小于预测的交通量。因此 , 要对公 路不 同时期的交通量进 相比 , 我 国公路隧道照 明存在着如下突出的问题。 行科学 合理的预测 , 并对公 路隧道 照明系统根 据近 、 远期交通 量 2 . 1现有的照明标 准有待完善 , 节能规范不适合实际国情 分期设计和实施 。 我国现行 的《 J T J 0 2 6 . 1 - 1 9 9 9公 路隧道通风 照明设计规范 》 和 公路隧道的照明会随着设计速度 的变化而变化 。 设计安全合 《 城市道路照 明设计标 准》 中的许 多标 准和规定 , 已经不适应当前 理 的速度也可 以实现 照明的节 能。当设 计速度较大时 , 隧道不 同 公路隧道照 明的实 际情况 。 规范 中 , 隧道照明设 计方 法 、 洞外亮度 照 明段 的照明长度和亮度应相应 的增加 。 L 2 0 ( S ) 参考取值 、 各照明段亮度指标等需要 进一 步的修正和完善 。 3 . 2优化照明设计参数 , 应用先进的节能理论 规 范中 的照 明灯 具 因具 有耗 电大 、 寿命 短 、 相应慢 、 有 污染等 缺 现行的规范和相应参数 , 应根据我 国公路隧道发展 的实 际情 点 ,已经不 能适应当前 的隧道照 明节 能减 排和 自动控制 的要求 ,
高速公路隧道照明能效改进方案优化

高速公路隧道照明能效改进方案优化随着社会经济的发展和人们对交通安全的要求不断提高,高速公路隧道的建设与照明设施的需求日益增加。
然而,传统的高压钠灯照明方式存在能耗高、光衰快、光色偏黄等问题,亟待进行能效改进和优化。
本文将探讨高速公路隧道照明能效改进方案的优化方法,以期提高照明效果、降低能耗、增加安全性。
首先,针对传统高压钠灯的问题,我们可以考虑采用LED照明技术。
LED照明具有能效高、寿命长、光衰慢、光色可调等诸多优点,是目前最为先进的照明技术之一。
LED照明能够提供均匀的光照,提高隧道的可见度,同时具有较低的能耗,有效减少能源浪费。
其次,为了实现高速公路隧道照明能效的改进,我们可以考虑不同的照明方案。
根据隧道的特点和使用情况,可以选择不同的灯具配置和照明模式。
例如,在隧道的入口和出口处采用较亮的照明,以提高驾驶员的注意力和反应速度;在隧道的中间部分采用较柔和的照明,给驾驶员提供一个相对宁静的环境,避免视觉疲劳。
此外,为了进一步提高高速公路隧道的照明能效,我们可以考虑利用自然光源进行辅助照明。
隧道入口和出口可以设计为半开放式结构,利用自然光线的进入,减少人工照明的需要。
同时,我们可以利用光线传感器和智能控制系统,根据实际光线情况自动调整照明亮度,达到最佳照明效果,节约能源。
此外,隧道照明的维护保养也是关键。
定期检查和清洁灯具,以确保其正常工作和光效。
灯具的老化和污染可能导致能效下降和照明质量下降。
另外,对于长时间不使用的隧道,可以考虑采用局部照明的方式,只在有车辆通过时才打开部分灯具,有效降低能耗。
最后,高速公路隧道照明能效改进方案的优化还应考虑环境保护因素。
对于LED照明灯具的选择,我们应该注重其材料和生产过程对环境的影响。
选择环保型的照明产品,减少对环境的污染。
此外,应该加强对废旧照明灯具的回收和处理,以减少对资源的浪费和环境的破坏。
综上所述,高速公路隧道照明能效改进方案优化的关键在于采用LED照明技术、灵活设计照明方案、利用自然光源、加强维护保养、注重环境保护等方面。
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高速公路隧道照明与节能方案探析
发表时间:2018-05-30T15:29:10.413Z 来源:《基层建设》2018年第8期作者:张柯勋[导读] 摘要:LED光源是一种长寿且节能的新型半导体材料光源,其有关技术还有待开发,未来LED光源在照明系统中的应用将可能有效缓解我们正遇到的能源紧缺问题。
中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明 650500摘要:LED光源是一种长寿且节能的新型半导体材料光源,其有关技术还有待开发,未来LED光源在照明系统中的应用将可能有效缓解我们正遇到的能源紧缺问题。
LED在隧道照明中的应用具有一定的优势,但由于其技术还不成熟,仍旧存在很多问题,只有根据使用中遇到的问题,并对这些问题进行研究并解决,才能使LED光源在隧道照明中的应用更加成熟。
关键词:高速公路;隧道照明;节能方案引言
随着我国高速公路隧道里程的不断增加,隧道照明耗能已成为目前隧道运营的重要考核指标。
现阶段,我国绝大部分高速公路隧道照明仍然采用高压钠灯作为主照明灯具,由于高压钠灯的显色指数低、寿命较短,且耗电量打,无法根据隧道内的实际亮度需求进行调光照明;在确保隧道内安全照明亮度的情况下,LED灯具可根据隧道内的实际需求亮度进行调节,自动控制隧道内的照明亮度,达到最优照明与节能效果。
1高速公路隧道的交通特点
山区高速公路隧道除了具有一般公路隧道的交通特点外,还有其自身特殊之处:(1)山区自然环境条件较差,如雨雾多、降水多、冬季路面结冰、天气变幻无常等,对公路隧道交通安全极为不利;(2)山区地形地势险要、地质条件复杂,公路隧道内一旦发生交通事故,应急救援行动往往不能得到有效发挥;(3)公路隧道群区段隧道密集、隧道间距短、距离互通式立交远等特殊结构和道路条件,使得公路隧道内各种意外事故的发生频率以及所需的救援力量随之增加;(4)山区高速公路一般线路较长且桥隧比例较高,形成了公路隧道群、“桥-隧-桥”及“隧-桥-隧”、隧道与长大纵坡结合等线路形式,不利于公路隧道的运营管理。
更为显著的是,山区高速公路运营初期交通量相对较小。
这是因为:新建高速公路的交通量一般由趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量等3部分组成,转移和诱增交通量往往在高速公路全线通车后2~3年才逐渐出现,通车初期仅有趋势增长交通量,交通量相对较小,而且由于我国高速公路前期可行性研究阶段交通量预测精度不够准确,通车初期实际运营交通量普遍小于预测交通量,并且误差较大。
由于实际交通量远小于道路通行能力,车流密度较小,车辆间的相互干扰较低,因此,刚刚开通运营的山区高速公路交通流属于高速度低密度交通流,车辆处于自由流行驶状态。
以一日的各时段观察交通量,会发现很多时间段内无车通行隧道。
山区高速公路运营初期交通量相对较小的实际情况为研究山区高速公路隧道的特殊照明需求留下了空间。
2隧道夜间照明基础
2.1照明灯具
早期隧道照明设计中最常用的灯具是高压钠灯,高压钠灯有造价低、透雾能力强的优势。
近年来,LED灯逐渐取代高压钠灯,LED灯具有发光效率高、显色性好、寿命长的优点,另外,LED灯能够通过PWM等方式实现光通量的无级输出。
2.2照明控制方式
目前隧道照明的控制主要有三种方式,即智能控制、手动控制与应急控制。
2.2.1智能控制
当隧道正常运营时,可采用智能控制对隧道内照明亮度进行实时控制。
当采用LED灯具时,由于具有调光功能,智能控制可以根据需求采集洞外亮度数据、车辆在隧道内的车速以及车流量数据车流量,采用相关控制算法计算出隧道内各照明段的亮度值,通过现场控制系统实现对隧道内亮度的智能控制。
2.2.2手动控制
当隧道运营出现某些特殊情况,需要人为决策控制时,可采用手动控制对隧道内照明亮度实施控制。
隧道现场管理人员根据隧道的实际情况,对隧道照明进行控制与调节。
2.2.3应急控制
当隧道突发停电或需要断电对设备进行检修时,可采用应急控制实现对隧道内照明的控制。
隧道管理人员人员根据具体情况设定整条隧道为统一的照明亮度,保证应急情况下隧道中的各照明段亮度达到要求。
2LED光源在隧道照明中的应用及节能优势 2.1配光
隧道照明系统一般对光源照射的均匀度具有较高要求,且对灯具进行安装的高度一般控制在5~6米,如果采用高压钠灯,其功率很大,靠灯具的配光达到要求有一定的难度,所以,如今隧道中大多采用荧光灯光源进行照明,但荧光灯作为一种360度发光的线性光源,其具有合理配光的技术瓶颈,LED光源的功率较小,可以对其从照射方向、颗粒排列以及发射角等方面进行配光调节,从而满足隧道照明系统的需要。
2.2光源光效
光效是评价一种光源是否节能的基本参数,上一点已经说明高压钠灯是高光效光源,所以LED光源光效的主要竞争对手是光效相对较弱的荧光灯,LED光源光效的发展非常快,即使考虑使用中的折减,现如今的LED光源光效也要比荧光灯光效大。
2.3灯具效率
隧道中使用的荧光灯光源灯具效率普遍较低,通常情况下荧光灯的使用效率为55%~65%,其原因是荧光灯360度发光面积,外加光源自身对反射光的遮挡和反射及折射会形成不同程度的折损,除此之外,灯具的维护系数在考虑到光源腔的防护等级以及透明罩老化等原因的情况下,只有0.6左右。
而LED光源是由很多小功率的点光源组成,通常是改变点光源的位置以及方向和发射角来对其进行配光处理的,更换光源不需要打开光源腔,这样就会形成很好的密封性,所以,灯具的使用效率很高能达到75%~85%,维护系数也能达到0.75左右,所以相对与荧光灯,LED光源灯具的效率更高。
2.4调光节能
LED光源是一种直流驱动,并且具有快速响应的光源,其响应时间仅为纳秒,芯片驱动电流在一定的范围内都能够有效发光,通过对正向电压、脉冲电流等的调节能够大范围的实现调光节能。
虽然荧光灯的荧光灯的调光节能技术与前些年相比已经有了很大程度的提高,发展也算得上快速,但是与LED灯相比,荧光灯的调光节能技术仍旧不够理想。
2.5节能
以上分析可以明显看出隧道照明系统中LED灯要比荧光灯节能的结论,虽然这两者之间无法进行确切的比较,但是采用类比的方法使用计算机进行数据分析,对两种光源灯的功率能够进行简单的计算并得出LED灯节电为百分之三十多。
为了得到更详细的数据,有关课题小组根据荧光灯光源和LED光源的设计方案,用相关软件对这两种方案进行了分析并计算,综合考虑多方面因素进行分析并修正,得到LED光源比荧光灯光源节能率在30%左右的结果。
2.6寿命
这几年LED光源技术水平快速发展,大功率的LED光源寿命得到大幅度提高,虽然还远达不到一般厂家宣传的寿命之长,但是根据有关隧道照明数据显示,在使用5000个小时以后,LED灯在隧道中的路面照射度下降16.5%,单看表面显得这个数据很大,但考虑到多种因素影响,比如:灯具的老化、光源光衰或者墙面变脏等,通常情况下LED灯可以使用6000个小时,比起其他光源,这已经算是寿命很长了。
3高速公路隧道照明注意问题
3.1驱动问题
隧道照明中通常要根据洞内交通量以及洞外亮度等各种因素对灯具的亮度进行调控,从而达到节能的作用,因此,隧道内LED灯具的有关驱动电源要能够接收到调光控制信号,并且根据需要调节输出相关电流,但是由于LED灯的正向伏安特性较为陡,所以,按需要对其供电有点困难,白光LED工作电压产生较小的波动就会使工作电流产生巨大的变化,这会严重影响到光源的寿命、光通量以及光线等等,从而影响正常使用。
就是因为这些原因,为了保证LED灯能够正常可靠的工作,只能采用可控的恒流源对LED光源进行驱动。
目前使用的驱动电源功率因数普遍较低,导致电能的有效利用率较低。
3.2配光问题
虽然相对于其他光源LED光源的配光技术具有一定优势,但是在实际使用中,LED的配光技术还不够成熟,有关于LED灯具的国家使用标准也没有制定,中大功率的LED灯具二次光学设计也不够细致,所以,LED技术在照明领域的优势还有很大提升的空间。
3.3散热问题
当前LED灯具使用的一个难以突破的瓶颈就是散热问题,属于半导体的LED灯具在温度升高以后会导致器件各方面性能的变化以及衰减,这种性能变化主要体现在三个方面:LED光的输出减少,LED灯具寿命缩短,LED主波位置发生偏移导致光源颜色发生偏移。
这些都是隧道中使用LED光源的重要指标,所以,LED散热问题的存在导致隧道灯具使用效果不佳,使用寿命不长。
3.4中间视觉
锥状感光细胞以及杆状感光细胞是人眼存在的两种光感受细胞,人眼的视觉可根据亮度的变化分为三种视觉,一种是明视觉,一种是暗视觉,还有一种是中间视觉。
所谓中间视觉,就是在锥状感光细胞以及杆状感光细胞共同作用,这便使得中间视觉特性比在明视觉或者是暗视觉这两种视觉情况特性复杂。
隧道照明的条件就符合中间视觉的研究范围,LED隧道光源在中间视觉状态下显示出来的优势还有待研究。
结束语
文章对现阶段隧道内照明灯具的种类及应用情况优缺点、隧道内各照明段的亮度设计标准以及隧道照明的控制方式进行了详细介绍,介绍了LED灯具在高速公路隧道内的应用。
参考文献:
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