[案例应用]隧道照明节能分析与系统设计方案

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高速公路隧道照明与节能方案探析

高速公路隧道照明与节能方案探析

高速公路隧道照明与节能方案探析摘要: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。

隧道照明工程方案设计

隧道照明工程方案设计

隧道照明工程方案设计一、选址概括隧道灯光设计方案为某地的隧道提供了一个安全、明亮、高效的照明环境。

该隧道全长约3000米,采用了双向四车道的设计。

由于地形复杂,该隧道穿越了山脉,其内部的灯光设计方案需要充分考虑光照均匀性、能耗和环境影响等问题。

设计方案将引入LED照明技术并结合智能控制系统,以实现照明效果的最大化,同时有效减少能耗和维护成本,并保护周边环境。

二、设计原则1. 光照均匀:考虑到隧道内部的地形特点和车辆行驶的安全需求,灯光设计方案需要保证在不同位置和距离上的光照均匀度。

2. 能耗最小化:引入LED照明技术,减少能耗,提高照明效果。

3. 维护成本低:采用寿命长、维护成本低的照明设备。

4. 环境友好:避免光污染,减少光辐射对周边环境的影响。

三、设计参数1. 光照均匀性:隧道内部需要保证在任何位置上的光照均匀度在0.7以上,以满足最小安全要求。

2. 亮度:车行道和人行道需要分别保证最低亮度为200lx和100lx。

3. 色温:为了提高驾驶者对隧道环境的舒适度,设计方案定为色温为4000K的白光,以保证视觉舒适度。

4. 能耗要求:隧道照明系统的功耗需低于每平方米5W。

五、设计方案及技术选型1. 照明灯具:考虑到隧道的特殊使用环境,选择防爆、防腐蚀、耐高低温等性能优异的LED照明灯具。

采用面板灯和筒灯的组合安装方式,以保证光照均匀度。

2. 灯具控制系统:选用智能控制系统,包括单灯控制和整体控制两种模式。

单灯控制能够通过设置不同的亮度和照度来保证光照均匀,整体控制则能够实现对整个隧道的照明效果进行集中调控。

同时,智能控制系统还可以实现人脸识别技术和车辆检测技术,以达到智能化的节能管理。

3. 照明电源:为了保证隧道照明系统的稳定性和可靠性,采用双供电方式,即市电和发电机组双备用,以应对各种突发情况。

4. 照明布局:隧道内部采用不同的灯具布局,例如车行道采用间隔布局,而人行道则采用紧凑布局,以满足不同位置的光照均匀度。

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

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。

新型隧道道路照明系统节能方案

新型隧道道路照明系统节能方案

新型隧道道路照明系统节能方案袁晓安;曹俊侠【摘要】Tunnel lighting is becoming more common in transportation field. In order to give better play to the effect of lighting device in the tunnel,to make people feel comfortable to adapt luminance change when passing through the tunnel and to achieve energy conservation and environmental protection,“double power energy⁃saving magnetic ballast system”which emerges in recent years is presented in terms of theory,possibility of practical application,cost and energy saving effect. Large amounts of data analysis are performed. The new⁃type energy saving scheme of tunnel lighting system was obtained according to actual experimental results.%隧道照明目前在交通领域越来越普遍,为了能在隧道中更好地发挥照明器件的效果,使人适应隧道内外环境的变化,达到节能环保的目的,从近年来新兴的节能成果“双功率节能电感镇流器系统”入手,从原理、实际应用的可能性、成本及节能效果等方面进行了阐述,并有大量的数据分析,根据实际实验结果得出了新型隧道照明系统的节能方案。

隧道照明节能分析与系统设计方案

隧道照明节能分析与系统设计方案

隧道照明节能分析与系统设计方案目前有关隧道照明的节能,重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削减线路损耗、合理布置配电房的位置、集中调光控制、削减洞外亮度等方法。

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主动的控制。

纵观现有的这些方法,虽然有肯定的节能结果,但在现实运行中照旧存在着电能的虚耗征象,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题目。

题目的提出一、现有隧道照明控制模式设计,在现实运行中存在相称大的电能虚耗。

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、中心段和出口段等四个段来设计照明,其中过渡段有两个,分别设计在中心段前后。

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。

能够实现照明主动控制的特别很是有限,通常因线路布线回路的限定,只能做到2、3级人工或主动控制,对于如气候、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况。

对于气候、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体例调制。

因此,目前这种传统设计与使用的隧道照明体系存在着大量电能虚耗题目。

二、现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾凸起。

营运者为了节省电费,每每都不采用主动控制,由于现有的主动控制没有涉及气候和车流量等实时转变因素。

现实上营运者采用手动控制体例工作,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虚耗紧张,有的只开全日灯。

这种灯控体例外观上有肯定的节能结果,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以及各段亮度达到响应要求,吻合行车视觉要求,取其照度最小值即可,并非肯定要达到开全日灯时的亮度。

龙王潭隧道照明系统节能优化设计

龙王潭隧道照明系统节能优化设计

隧 道 入 口段 、过渡 段 、基本 段 、出 口段 各 选择 一 个 测试
区对 不 同照 明 回路 中各测 点 的照 度值 进 行采集 ,测得 目
前隧 道各 照 明段在 灯 具全 开 时的亮 度 、路面 亮 度 均 匀度 与亮 度纵 向均 匀 度 ,见 表1 :
表 1 龙 王 潭 隧 道 各 照 明 段 实 测 亮 度 指 标
降 低隧 道照 明 系统 的 能耗 ;如 何解 决公 路隧 道 运营 过程
明 系统 的优 化方 案 。研 究结 论 为公路 隧 道节 能 照明 系统 设 计提 供参 考 ,进 而达 到节 约公 路隧 道 照 明运 营费 用 的
目的 ,有助 于节 能 型公 路隧 道照 明 系统 的推 广 应用 。
午 、傍 晚 、深 夜 ,在晴 天 、阴 天 、雨 天 、雪 天是 不相 同
的 。隧 道 照 明控 制就 是要 依 据这 些 不 同情况 ,开启 和 关
表 2 龙 王 潭 隧 道 各 照 明 段 所 需 亮度 指 标
福 交 科 21 第 期回 建 通 技 0年 6 1
5 结 语 武 夷 山市 区的 停车 问题 应该 先 从路 边 停车 的规 范管
2 项 目 概 况
龙 王 潭 隧 道 全 长 为 14 m,为 典 型 的公 路 长 隧 道 。 13 根据 《 公路 隧道 通 风照 明设 计 规范 》 的相 关规 定 ,龙 王 潭 隧道 照 明 系统 应包括 基 本段 照明 、入 口段 照 明 、过 渡 段 照 明 、出 口段照 明 、应急 照 明和 洞外 引道 照 明等 。
()龙王 潭隧 道原 有 的照 明控 制方 案 ,见 表3 1 :
( )优化 后 的照 明控 制方 案 ,见 表4 2 :

对高速公路中隧道照明系统的节能设计与优化分析

对高速公路中隧道照明系统的节能设计与优化分析

对高速公路中隧道照明系统的节能设计与优化分析摘要随着我国高速公路建设项目不断增多,建设的规模越来越大,高速公路隧道耗电已经成为一个越来越明显的问题,主要表现为运营过程中电能的消耗浪费现象非常严重。

在隧道照明营运中为了节约电能,以至于行車安全隧道监控同隧道照明之间发生冲突。

因此,采用新技术实施隧道照明技术节能改造,一来可以有效降低能耗,二来可以降低电能成本、保证行车安全,从而提高高速公路的经济效益。

关键词高速公路隧道;照明系统;节能作为高速公路隧道机电系统中消耗能源最多、最为重要的一个部分,照明系统在高速公路隧道运营中的作用不可小视。

它能保障往来车辆的行车安全、行车环境,从而保证广大司机的生命安全。

在这里,笔者就如何做好高速公路隧道照明系统的设计、如何做好运营节能管理工作,以期在隧道照明系统运营节能方面更上层楼进行探讨。

1 高速公路隧道照明的作用在高速公路中,隧道是一个特殊路段,在隧道内可见度低,环境封闭,污染严重,通行指数、行车速度、行车安全都比其他的公路路段要差许多。

尤其是在隧道的入口,由于易产生危害行车安全的“黑洞现象”,使司机视觉停滞时间缩减,因此极易产生交通事故。

而在隧道的中段,汽车废气聚集产生的烟雾,使得汽车前灯被烟雾散射吸收,产生的光幕对司机的能见范围有很大影响,给司机的行车带来诸多不便。

此外,在隧道的出口处,由于驾驶员刚从黑暗的隧道中驶出,对出口处强烈的眩光无法适应,导致驾驶员视觉功能受影响,看不清前方路况,发生交通事故的概率也随之上升。

高速公路隧道中,在恰当的位置放置照明设施,消除隧道中存在的“黑洞”、“白洞”以及其他安全隐患,对维护高速公路隧道路段的行车安全,保证行车人员生命安全作用显著[1]。

2 高速公路隧道照明系统节能设计工作的发展现状为了节约能源,降低能耗,高速公路隧道照明在灯具上采用的是高功率高压气灯、在装修材料采取的事反射率高的材料,在线路上尽量缩短供电电缆长度。

除此之外对配电房、洞外亮度灯进行合理的布置和调节也不失为一种合理的系统解决方案。

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•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 ...关键字:隧道照明 [42篇] 节能 [1003篇]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。

提出问题1.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。

2.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。

其次,存在一个洞口亮度不够的安全隐患问题。

由于一天中洞外亮度变化很大,按照司机行车从进入到离开隧道全过程的视觉适应要求,当洞外亮度较大时,入洞口亮度应和洞外亮度及洞内亮度有较好的交替,要考虑入口端洞口排出的大量废气可能降低亮度对比度和照明效果,所以期间要保持洞口足够的亮度,否则在车子进入洞口的瞬间,司机眼前感觉一片黑暗,产生“黑洞效应”,如果前方有障碍车或行驶较慢的车辆,可能诱发连环撞车事故。

同样,当隧道出口洞外亮度很高时,隧道内离隧道出口一段距离的亮度不能过低,以防止大型车辆后紧跟有小车,小车难以被发现、视认的情况发生。

因此,隧道内照明的节能不是简单地开关某些灯具,而是要求建立在行车安全基础上的最大节能。

3.有隧道照明控制营运中节能与隧道监控的矛盾。

隧道监控是隧道管理的重要组成部分,目前隧道照明与监控之间产生的矛盾主要在夜间。

营运者为了省电,夜幕降临时关闭隧道内所有的灯,由于目前国内隧道普遍采用非红外线摄像头,隧道内部一片漆黑,使得无法发挥有效监控,夜间直接造成从摄像头到监视器之间大量设备电能的浪费。

这种间断的监控也不符合重要隧道内所需的监控要求:夜间,在有人进入隧道或发生偷盗、破坏等现象,很难被及时发现;在车辆发生故障或发生交通事故时,不但监控不到,而且在处理时不能提供必要照明。

在设计中应考虑在隧道发生紧急情况时,隧道内灯具能够根据需要自动控制照明亮度。

比如隧道内发生火灾或拥挤堵塞时,为帮助隧道及时排除危险,系统自动将全部灯点亮,系统的手动控制应能够可以在多处实现,如监控中心,隧道管理房或隧道内的其他位置等。

从安全、监控、节能及所能提供便利等方面综合考虑,夜间隧道内提供适当的照明是必要的。

节能方法在隧道照明系统的设计中,通常入口段和出口段灯具的密度和照度最大,中间段最小。

而中间段灯具的布设长度一般最长,其他各段灯具的布设长度根据隧道实际长度和实际要求的不同而有所不同。

根据国家《公路隧道通风照明设计规范》的设计要求,隧道照明的设计应考虑车流量和车速的因素,所以影响隧道内灯具照度的设计主要有车速、车流量和洞外亮度三个因素。

当平均车速较大时,应按要求适当增加入口段和过渡段照明的长度和照度,中间段、出口段的照度也应相应增加,反之相应减小。

有关研究机构曾做过现场实测,在车辆通过隧道洞口前后,会很自然地降速,通过隧道时,车速普遍下降30%左右,因此在考虑车速对隧道内各段照明的长度和亮度的影响时,应注意考虑这一点。

当交通量大增时,入口段、过渡段、中间段、出口段的照度应相应增加,此时路面均匀度U0和纵向均匀度U1也应相应增加,反之相应减小。

影响洞内亮度设计的另一主要因素是洞外亮度,洞外亮度除了和洞口所处的位置有关外,白天主要由天气状况决定。

晴天、多云、阴天、重阴的天气对洞内入口段、过渡段、出口段亮度的调节均产生较大影响,洞外亮度增加,隧道内各段灯具的照度也相应增大,反之相应减小。

雨天或是大风的天气,不但影响洞外亮度,还影响车速,而车速又直接影响隧道内各段照明的长度和照度。

在整个隧道照明的设计规划中,就应该考虑节能问题。

比如入口段照明通常由基本照明和加强照明两部分组成,前者的灯具布置同中间段照明相类似,后者的加强照明采用功率较大的灯具。

由于洞外日光的投射进入,可利用作为入口段加强照明的部分,参照设计规范,可将离洞口10m以内的加强照明灯具予以省略。

在单向交通隧道中,出口段照明的设计,其长度可与入口段有所不同,据相关资料证实,出口段长度取60米是合适的,可省去几十米入口段高密度布置的灯具,由中间段布置较为稀疏的灯具取代。

出口段亮度也可有别于入口段,其亮度取中间段亮度的5倍即可。

在长隧道中,由于有充分的适应(过渡)时间,所以中间段亮度可适当降低。

为了提高司机行车安全系数,在设计较长隧道的照明时,过渡段应设计为TR1、TR2、TR3三个照明段,其亮度与长度的划分可采用CIE适应曲线作为依据。

由于隧道长度超过100米就要设置照明,当隧道里安装照明灯具时,它的长度通常是几百米、几千米,如果隧道交通是单向,灯具安装总长度可能达到几公里甚至更长,如按照全年最大照度设计,单从洞外亮度这一指标分析,只要天气不是晴天,洞内亮度就是多余的,长时间势必造成电能的极大浪费。

所以,要把隧道内各段照明的长度和照度设计成能够根据实际要求(如洞外亮度等)不断调整变化,动态地实现对隧道内各段灯具照明的自动控制。

在长度小于1000米的隧道,设计时应实现对各段灯具照度的自动控制,在隧道长度超过1000米,设计时应实现对各段的照明长度和照度的全面动态控制,才能从根本上杜绝隧道照明能源的浪费,并提高行车安全系数。

举例分析大坪山隧道地处泉厦高速公路泉州段,全长1070米,设计为单向双车道交通,隧道照明分为3级,分别为0、1、2级。

0级照明在夜间使用,1级照明在早晨和傍晚使用,2级照明在白天使用。

其中全日灯250w,24小时工作;白日灯、黄昏灯分别为400w,白日灯只在白天工作,黄昏灯工作区间为从早上到黄昏。

隧道内灯具设计分为入口段、过渡段、中间段、出口段四个分段区间。

其中入口段102米,两个过渡段分别为42米,中间段786米,出口段102米。

大坪山隧道照明系统在设计中,中间段照明及夜间照明电能浪费严重:中间段设计亮度为8 cd/m2,根据车辆通过大坪山隧道时80km/h的平均车速及500辆/h左右的交通量,其亮度只要达到2cd/m2即可;夜间,设计照度为83Lx,但根据大坪山隧道的交通量,其照度设计达到22lx即可。

除了晴天时,入口段亮度设计(90cd/m2)符合要求外,洞内各段在其他时候均造成电能浪费,如在阴天时,入口段亮度只需23cd/m2即可。

在运营管理中,大坪山隧道白天只开全日灯,其照度只相当于夜间的照度(83lx),而晴天时洞外亮度超过3000cd/m2,所以白天入口段照明存在“黑洞效应”的严重安全隐患。

大坪山隧道夜间全关灯,根据国家有关隧道内夜间调光的规定,在交通量较大时,夜间洞内亮度与白天中间段亮度(lin)相等,在交通量较小时,其亮度为0.5lin,但不小于1cd/m2。

根据车辆通过大坪山隧道的平均车速,隧道的过渡段长度可适当延长二、三十米,以更好地适应司机行车视觉要求。

综合节能考虑,其出口段长度取60米,亮度取中间段亮度的5倍(10cd/m2)即可。

系统实施方案目前的隧道照明系统可通过自适应模糊控制技术,实时优化各段照明,以达到进一步节电节能的目的。

要实现如大坪山隧道照明系统的节能,主要是如何对每盏高压钠灯完成开关网络的改造,并通过洞口的亮度检测器获得的参数,进行自动化控制。

为了减少灯具的改造费用,可以在不更换灯具的情况下,只在每盏灯上增加能实现连网的遥控开关控制器即可。

或者将旧的电感式镇流器更换成具有联网控制功能的高压钠灯电子镇流器,其性能更佳。

为此,方案可采用目前在自动化控制方面先进的新型CAN (Controller Area Network控制器局域网)网络来完成。

CAN网络系统是德国BOSCH公司专为汽车自动控制开发的,并已取得国际标准化组织论证(ISO11898),总线结构参照了ISO/OSI参考模型。

其成本较低、实时处理能力强,在恶劣的强电磁干扰环境下能可靠工作,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。

介于CAN网络的节点数量受物理线路特性的限制,CAN网络的节点数量分配通常是一根电缆挂接100多个以内的终端,其传输距离超过5公里,是普通的485总线传输距离的5倍以上。

结合隧道照明特点,我们设计的隧道照明节能控制系统实施方案如下图所示:在上述方案图示中,我们采用了二级网络结构,第一级CAN总路线上挂接着本地和远程智能控制器、洞口和洞内的亮度检测器、以及m个二级CAN总线路由器等组成。

每个二级CAN总线上挂接着n个灯具开关或调光CAN控制器与数个照明紧急手动开关组成。

其中m个CAN路由节点主要是完成一级总线与二级总线之间的双向数据传输;本地照明智能控制器完成隧道照明自动控制与远程监控功能;挂在第二级CAN节点上的照明紧急手动开关提供司机紧急照明局部开灯要求,及报警信号反馈等作用;CAN开关或调光控制器实现接收本地控制器的命令,进行译码控制每盏灯具的开启、关闭及调光。

图中上位机指设在隧道管理房的控制计算机。

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