對LED光源的高速公路隧道照明節能技術的應用分析

朱定軍

摘 要：照明系統屬于高速公路隧道機電系統的重要組成部分，而且也是能耗最大的系統之一，為了保證高速公路行駛的安全性和舒適度，無論是在白天，還是在夜晚，都要照明。因此，需要高度重視高度公路隧道照明技術的研發。本文就LED光源照明節能技術在高速公路隧道中的應用展開詳細論述。

關鍵詞：LED光源；照明節能技術；高速公路隧道；投資成本

中圖分類號：U543.7 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.145

由于高速公路隧道交通在地理位置和環境條件上的特殊性，高速公路隧道照明燈具的工作量相對較大，燈具的開啟時間相對較長。而且對高速公路隧道照明在穩定性、長壽命、節能性以及便于維護等方面有著非常苛刻的要求。在這種背景下，傳統的照明技術耗電量大、使用壽命相對較短以及維護工作難度大等的缺點逐漸顯現出來，給高速公路隧道的照明工作帶來了較大的挑戰。

1 LED照明燈的特點

LED照明燈在結構、開啟時間、使用壽命和耗電量等方面都有著獨有的特征，具體表現在以下幾個方面：①結構相對簡單、體積小巧，在安裝過程中非常方便，能夠按照高速公路隧道具體組織結構與要求等條件進行個性化的組合，而且LED照明燈還具備背光源的特點，現階段在高速公路隧道照明工作中的應用相對廣泛。②實際開啟時間相對較短，與傳統的高速公路隧道照明燈相比，有著非常明顯的優勢。③由于LED照明燈在使用期間的操作比較方便，因此其使用壽命相對較長，通常情況下能超過10萬個小時，可以有效降低高速公路隧道照明工作的實際運營成本。④聚光性非常強。現階段，我國大部分LED照明燈使用得都是二極管結構，所發出的光線可以匯聚到一塊，有著相對強大的聚光性能。當高度公路隧道中開啟照明系統的時候，所有光源都會直接集中到指定位置，大大提高了我國高速公路隧道行駛的安全性。⑤耗電量非常低。在實際使用過程中，LED燈的電能幾乎全部都轉化成了隧道照明使用的光源，因此它的照明時間通常情況下都比一般的高速公路隧道節能燈要長，而且耗電量相對較低，可以有效提高電能的實際利用率。⑥顯示性相對較強。LED照明燈在高速公路隧道照明工作中的應用使高速公路隧道的實際光線與日常光線非常相近，使進入到高速公路隧道的人不會因眼睛被過強的燈光刺激而引起安全事故。⑦故障問題相對較少。LED照明燈中的二極管元件不存在可以引發故障問題的相對敏感的部件。因此，在實際使用期間，LED的應用性較強，出現故障問題的次數相對較少，能夠大大降低高速公路隧道照明的實際工作量。⑧頻閃問題較少。LED照明燈在開啟的過程中，所需要的電壓相對較低，為直流電源，一般情況下不會出現頻閃的問題，能夠在一定程度上確保行駛安全。

2 在高速公路隧道照明中的應用

2.1 具體應用實例

高速公路隧道照明一般情況下主要是分為入口段、中間段、過渡段和出口段四個部分，每一段的實際長度和照度完全是根據全年行車的安全要求來確定的，而且需嚴格按照高速公路隧道的燈具使用特點來綜合考慮相應成本和投資回報。在隧道照明方案設計過程中，入口段、過渡段和出口段通常情況下都是利用LED照明的加強版燈具，而中間段利用LED照明的一般燈具。具體的高速公路隧道白天照明漸變梯度圖如圖1所示。

以某一個高速公路隧道工程為例進行分析，隧道的設計時速為60 km/h，高速公路隧道的車流量在600～2 400輛/h之間，為單洞隧道，凈寬為10 m，洞高為7 m，實際長度為500 m。根據高速公路隧道設計的國家規范化要求，對比傳統的高壓鈉燈與LED燈的投資成本。相關研究結果顯示，傳統的高壓鈉燈照明實際投資成本大約為160萬元，而LED燈的投資成本大約為250萬元，說明LED燈的實際投資成本相對較高。但是使用5年之后，傳統的高壓鈉燈照明電費為170萬元，維修費為50萬元，而LED燈的實際電費為120萬元，維修費為10萬元。總體來看，LED燈在高速公路隧道照明中應用的實際投資成本相對較高，但是維修費和電費相對較低，說明LED燈能夠有效降低照明的耗電量，延長使用壽命，最大限度地減少照明燈具的維修和更換次數，并在一定程度上降低管理費和維修費。

2.2 相關參數的對比

LED照明技術屬于一項節能技術，因其自身的優點，目前在高速公路隧道照明工作中得到了相對廣泛的應用。與傳統高壓鈉燈相比，LED照明技術在相關參數上有著非常明顯的優勢。具體情況如表1所示。

從以上數據可以看出，LED照明技術在光通量、色溫、顯色性、光效、使用壽命和啟動時間上明顯優于傳統高壓鈉燈，因此值得廣泛推廣應用。

2.3 LED照明技術的未來發展

LED照明技術的發熱問題嚴重制約著其發展，而且LED發出的白光在煙霧情況下的穿透性要差于鈉燈，成本價格也處于劣勢，而且芯片價格較高直接影響到了它的普及程度。因此，在LED照明燈的研發過程中，可以盡量選擇散熱性較好的燈具外殼，提升其散熱水平，改善其光源的穿透性，并有效控制芯片的購置成本，不斷提升LED照明燈的性價比。

3 結束語

總而言之，LED照明技術在高速公路隧道照明中的應用可以在一定程度上達到節能的效果，降低耗電量，減少維護成本，提升使用壽命。目前，在國家節能減排的號召下，LED照明技術已經被廣泛應用到了高速公路隧道照明工作中，但同時LED照明燈也存在一定的不足，需要相關人員不斷加大科研力度，促進LED照明節能技術的快速發展。

參考文獻

[1]朱明午.隧道LED照明節能技術在高速公路中的應用[J].科技與企業，2014（16）：352.

[2]鄭淑清.LED節能技術在高速公路隧道照明上的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2011（07）：307-308.

〔編輯：王霞〕

Abstract： The lighting system belongs to an important part of the highway tunnel electromechanical system， and is also one of the largest energy consumption system， in order to ensure the highway safety and comfort， whether it is in the daytime or at night， lighting. Therefore， we need to attach great importance to the development of high highway tunnel lighting technology. This paper discusses the application of LED light source lighting energy saving technology in the highway tunnel.

Key words： LED light source； lighting energy saving technology； highway tunnel； investment cost