摘要：隧道運營中耗能較大、費用較高的照明系統如何實現節能，在國家提出的“節能降耗”基本國策的背景下日益受到關注。文章結合目前公路隧道照明系統的運營現狀，分析了隧道照明系統存在的節能空間及相應對策，包括對設計參數的選用、新節能光源的應用等關鍵技術進行探討。以期從根本上保證高速公路隧道運營安全和滿足節能的要求。

關鍵詞：高速公路；隧道照明；照明參數；無極燈；節能方案

近年來，隨著高速公路網規劃的實施，在高速公路建設快速推進的過程中，隧道特別是隧道群的建設成為各個隧道大省市一道別具一格的風景。據重慶交通科學研究院對隧道較多的廣東、福建、浙江、重慶等地隧道管理部門進行的一項調查表明，照明費用已成為公路隧道運營一筆主要的開支，甚至是一筆沉重的負擔。

一、         國內隧道照明現有控制方式及存在的問題

國內現有照明控制方式在實際運營中存在著相當大的電能浪費。為了保證車輛的安全通行，隧道照明系統的設計采用的是保守預估方法，即對洞外最大亮度和最高時速來確定隧道內各段的燈具功率和分布密度的。但在實際運營過程中，照明強度的需求一般遠遠小于設計值，因此照明系統的節能設計還是有很大的改進空間。

此外，在照明控制過程中，因線路布線回路的限制，能夠實現照明自動控制的辦法非常有限，一般只能做到2、3級人工或自動控制，對于天氣、車速、車流量等實時變化的參數無法從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應方式調制。因此，目前這種傳統設計與使用的隧道照明系統存在著大量電能浪費問題。

二、         研究開發內容和技術關鍵

在隧道照明系統的密度及照度并不相同：在隧道中間段，照明的燈具密度和照度較��；而在出口和入口的位置，密度最大，照度也最高。隧道的實際要求和長度決定了中間段照明燈的長度，這點我國有明確設計規范�！豆�路隧道通風照明設計規范》中要求設計中要考慮兩個因素：車流量和車速。綜合上述因素，筆者認為車速、車流量和洞外亮度三個因素是隧道照明等設計的首要考慮因素。

一般來說，如果行車速度較快的隧道，在設計時要增加隧道入口和過度段的長度和照度，中間段和出口段也要隨之增加。此外還要充分考慮車輛在通過隧道口時，車速會普遍下降30%多左右，這一點也會影響隧道照明的長度和亮度。

另外，車流量增加時，在隧道的各個路段，包括入口段、過度段、中間段、出口段等，照度都要增加。路面均勻度和縱向均勻度也會隨之增加。如果車流量減小，照度要減小，路面均勻度和縱向均勻度也會隨之也會降低。

洞外亮度也使影響洞內亮度設計的主要因素之一，洞外亮度與洞口的地理位置有關，同時還受天氣狀況影響。不同的天氣狀況會調解洞內入口段、過渡段、出口段的亮度。比如，如果遇到惡劣天氣（雨天或大風的天氣），還會影響洞外亮度，也會同時顯著降低車速，前面的分析表明車速會直接影響隧道內各段照明的長度和照度。

通過對影響隧道照明設計的因素分析，節能方案可從設計參數、光源、燈具、控制等方面著手，在滿足規范要求的前提下，采用先進的技術，從軟件硬件方面著手實現隧道照明的節能。

（一）       設計參數

 洞外亮度是照明系統的設計基準之一，洞外亮度的正確設定，對工程投資和營運電費都有極大的影響。在其他條件（包括車速）相同的情況下，如洞外亮度設計參數為4000cd/m2與6000cd/m2，則設備費相差34%，年耗電量相差達30%。隧道洞外亮度在設計階段一般按查表法獲取，與實際值存在一定的誤差。為了使設計參數更準確、更符合隧道的實際情況。需設計單位重新對各個隧道進行洞外亮度測試，以實測亮度為準，調整各個隧道相應的燈具數量和排列方式。

（二）       光源的選擇

目前，國內隧道燈具多采用白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈等，大多存在光帶窄、配光質量不夠、能耗高、質量穩定性差、壽命短等問題�？梢钥紤]選用其他新光源，該光源不僅需要滿足隧道對燈具光效、壽命及工作特性、光色、顯色性和配光控制難以程度等主要要求外，還能解決運營和維護成本，實現穩定經濟運行。

（三）       道路照明的控制與管理

  采用智能化道路照明控制系統，能夠根據不同區域的不同功能要求，在每天的不同時段、不同自然光照度或者不同交通流量情況下，按照特定的設置，實現對道路照明的動態智能化管理。

三、         實施方案、技術路線、組織方案

  在詳細了解了現有高速公路的運行狀況和節能產品及技術后，我們從三個方面來對隧道照明進行節能：

    首先，對各個隧道進行洞外亮度檢測，以夏天陽光最烈為宜。根據每個隧道洞外亮度來決定洞內亮度。根據洞內亮度來決定入口加強段、基礎段和出口加強段照明燈具的數量。

   其次，采用新型綠色照明——無極燈。目前無極燈在150W以下的產品已相當成熟，可以運用到工業上了。無極燈具有高光效、高顯色性、長壽命、無顏閃、良好調光性能、可立即啟動和再啟動的特點，其電氣性能優良，功率因素高達98%，在電源電壓大范圍變動（160~265V）下，輸出穩定的光通量。

   在隧道照明基本段使用無極燈，替代過去隧道通常用的高壓鈉燈，不僅用作基本照明，還兼顧應急照明，而在隧道進出口，由于要求高，依舊選用高光效的高壓鈉燈。

第三，采用動態智能控制化系統，通過隧道監控單元獲取隧道的實際信息，隧道監控單元將獲得的隧道信息存儲信息，然后連接各個設備獲取洞外亮度、車速、車流量等實時信息，并將數據也存儲在數據存儲單元中；策略計算單元從數據存儲單元中讀取實時信息和隧道回路配置信息，計算出隧道照明控制方案并將其存儲在數據存儲單元中；數據采集處理單元讀取計算出的控制方案并下發給節能器，節能器根據控制方案調節回路電壓。

四、         結語

  高速公路節能照明設計還有很多研究可做，除本文討論的合理的洞外亮度取值、高效節能燈具的選擇和照明節能控制方法的運用外，還有其他多種節能設備方法可以應用。因此，高速公路業主應通過充分運用現代科技技術的進步來提高隧道照明質量，降低能耗，而不是通過降低設計標準來達到節能目的。

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