高速路隧道照明系統節能控制探究

李　銘

湖南新航程智能測控技術有限公司

高速路隧道照明系統節能控制探究

李銘

湖南新航程智能測控技術有限公司

隨著我國交通事業的不斷發展，近年來，高速路建設頻率及建設規模呈現明顯的上升趨勢。在高速路建設過程中，高速路隧道是其重要的組成部分。而照明系統在高速路隧道當中發揮了重要的引導作用，是安全行車的重要保證?；诖?，本文對高速路隧道照明系統進行了綜合性闡述，并對高速路隧道照明系統節能控制設計進行了分析，以供參考。

隧道；照明系統；節能設計

1.高速路隧道照明系統發展概述

高速路隧道照明技術始于上世紀50年代，最早由英國相關學者提出技術理論設想。到上世紀60年代，意、法兩國之間的Mont-Blanc隧道已開始結合隧道內外交通量變化實施照明調光［1］。此后，高速路隧道照明技術經歷了迭代、完善的階段，逐步成熟。直至今日，部分歐美國家的高速路隧道照明系統已逐漸由智能化轉變成了可持續人性化，通過逆光照明及二次配光技術，讓光源得到充分利用的同時，還實現了能源節約，并采用光纖維隧道燈、電磁感應無極燈等替代了傳統高壓鈉燈。相對于歐美等發達國家而言，我國高速路隧道照明系統起步較晚，整體技術水平與國外還存在一定差距，但近年來得到了極大的發展。2000年開始，我國便頒布了《公路隧道通風照明設計規范》［2］，規范中對隧道照明系統進行了詳細規范說明，為我國隧道照明系統發展提供了方向。加之，半導體電子技術及市場的不斷完善、，為可調光、智能化的照明控制系統設計提供了有力的技術支持，也促使我國高速路隧道照明系統技術體系變得愈來愈完善，如風光互補技術太陽能供電系統、光纖導入太陽光強化照明系統等無論是在性能還是在運營經濟性上均達到了較高水準，獲得了市場的肯定［3］。

2.高速路隧道照明節能系統設計分析

在國家“十二五”高速公路規劃大力推行“兩型高速”的背景下，“綠色高速”受到了普遍關注?！熬G色高速”的核心在于環保、低碳及節約三個方面。在高速路運營過程中，其主要成本來源于通風、照明所耗費的電力成本。特別是在高速路隧道運營中，照明所耗費的電力成本所占比例較大，這就使得構建出有效的高速路隧道照明節能控制系統成為了降低運營成本的關鍵。本研究中，所提出的高速公路隧道通風照明節能控制系統，通過對鎮流器環節進行優化，有效解決了節能設備篩選及控制策略優化細化兩個關鍵問題，進一步提升了系統的節能性能，如下圖1所示：

2.1硬件結構設計

本系統主要包括HID電子鎮流器、通訊擴展模塊、供電電源、輸入輸出裝置等。該系統的核心在于HID電子鎮流器。相較于傳統鎮流器而言，本系統中的HID電子鎮流器的節能率要高出10%。同時，該鎮流器具備了多檔功率調節功能，在調節過程中有效解決了燈閃爍的問題。其運行在50%功率的情況下，其節能效率高達40%。再者，該鎮流器具備了智能化功能，可通過通信接口實現高速公路隧道燈光系統聯網控制，進一步提升節能效果。

在通信擴展模塊面板上具有6個狀態指示燈和2個手動操作按鈕，分別顯示50%、66%、75%、100%功率和系統運行狀態，手動按鈕則用于功能設置和手動亮度調節。鎮流器則通過擴展模塊與RS485通信總線相連，實現遠程控制。RS485通信總線，不僅通信距離長、成本低廉、建構簡單，且具有較為理想的抗干擾能力。另外，用戶可結合自身需求對通信協議進行編寫，保證了節能系統功能的全面性。

2.2系統節能分析

上述系統當中，除了HID鎮流器作用外，還充分應用了有源功率因數校正原理，即為APFC技術。利用該技術可對已整流后的電流進行有效控制，使其在對濾波大電容充電之前能與整流后的電壓波形相同，以避免形成電流脈沖，從而減小輸入電流諧波，達到改善功率因素之效。在系統當中，以UC3854控制集成模塊來實現有源功率因數校正。

2.3系統測試結果

3.結語

高速路隧道照明節能系統對于高速路運營成本控制具有重要的意義。未來，高速路隧道照明節能系統還將朝著綠色化、智能化、人性化方向發展，在新型節能光源的支持下，節能系統將會具備更好的節能性能。

［1］胡松潔.高速公路中短隧道照明節能控制系統研究［J］.交通世界，2016（14）∶74-75.

［2］李霞.高速公路隧道照明節能控制系統研究［J］.中國高新技術企業，2016（02）∶87-88.

［3］范曉明.高速公路隧道照明系統節能控制研究［J］.工程建設與設計，2016（02）∶85-86.