高速公路隧道照明PCL控制改造與應用

陳然

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

高速公路隧道照明PCL控制改造與應用

陳然

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

針對高速公路隧道照明PCL控制改造問題進行分析，結合實際案例，提出了相應的隧道照明改造方案，其中有隧道照明方案和調光控制方案。并以某高速公路速隧道照明系統為例，分析PCL控制策略，通過對隧道每照明系統進行自動控制，可以在很大程度節省電能，進而降低隧道運行成本。

高速公路；隧道照明系統；PCL控制改造

進入隧道入口，會出現“黑洞效應”，因此對隧道內的照明設備進行控制十分重要，科學控制隧道內照明設備，可以為司乘人員提供一個良好的行車環境，進而保障車內人員的行車安全。隨著新技術的不斷引入，對隧道內照明系統進行自動控制，進而節省高速公路隧道運行成本，實現節能減排的目標。

1 高速公路隧道照明系統改造方案

1.1 隧道照明方案

隧道照明方案的設計取決于照明燈具的選擇以及燈具布置情況。隧道內的照明不僅要滿足隧道特定環境下對光效、光通量、燈具壽命、工作特性、燈具的顯色性以及光色等要求，同時還要對隧道節能、環保和在汽車所排出煙霧情況下保持良好的照明等要求。伴隨著LED照明技術的不斷發展，當下LED光源已經具備節能、長壽命、環保等優點，因此其被廣泛的應用在功能性照明中。從當下我國高速公路隧道照明中看，對隧道照明改造大致可以分為兩種：①全部采用LED燈照明的方案；②采用高壓鈉等和LED燈相結合的方案，基本上采用LED等[1]。

以某高速公路為例，其處于東部沿海經濟發達地區。因為這一高速公路所經過的車輛大多是柴油車，所以洞口廢氣排放比較嚴重。夏季，白天日照時間比較長，亮度較高，因此對隧道內照明系統進行改造的過程中，主要采用的是高壓鈉燈和LED燈相結合的方案。這一方案中的高壓鈉燈具有一定的透霧能力，但由于隧道是一個十分封閉的空間，不能和外部光環境進行對比，當車輛進入隧道后，LED燈便可以滿足車輛安全行駛的要求，并且可以為駕駛員提供相對較好的顯色性，駕駛員可以清晰的了解前方的路況，與此同時，可以使照明得到充分改造，進而使成本有所降低。

1.2 調光控制方案

將LED燈和其他光源進行對比，其具有方便、靈活的實現無極調光的優點。同時，其能夠在保障規范要求的前提下，還能按照需求進行照明的重要手段。某高速公路采用了以電力線載波通訊方式的調光系統。使用這一系統的優勢在于只需要利用電線就可以實現數據傳輸，而不需要增加額外的通訊線纜。但因為隧道內的供電線路較多，并且大多數供電線路為三項供電線纜。所以，如果疊加的有載波信號的電線和通訊距離較近，不同的相間均可以接收到信號，并且三項電力線之間的限號損失較大。尤其是電力線上所存在的負荷較重時，可能會導致載波信號被大大消減。經過分析，決定增加一根轉為LED燈所用電源供電的2芯單項電線，這樣就能有效解決上訴問題，采用這樣的方式花費了較多的人力、物力和財力，并且還沒能將電力載波通訊優勢體現出來[2]。對此，相關技術人員決定在7座隧道內采用RS485總線形式調控控制系統，這一系統在使用過程中不僅拓撲較為簡潔，并且具備較強的抗干擾能力。表1為照明控制系統工況分類表。

2 案例分析

以某高速公路隧道照明PCL控制改造和應用情況為例。

表1 照明控制系統工況分類表

2.1 工程現狀

這一隧道總寬度為10.16m，屬于雙車道單向形式，其中的行車道寬度為7.5m，規定的行車速度為60m/h，平均每天的車流量為17000～18000輛。這一隧道到目前為止已經營運了12年，隧道內已有的一些照明燈具效率低下，質量也不是很高，導致照明效果不夠理想，在日常維護過程中，所需工作量較大，增加了運營成本。

2.2 工程設計

2.2.1 照明系統設計

通過檢測顯示，隧道為的亮度在L20（S），結合實際檢測，隧道外的亮度取值為3000cd/m2。

根據《公路隧道通風照明設計規范》，當照明設備可以滿足安全運營需求，并且符合亮度標準的情況下，分別設置150W、100W、60W的LED燈來代替250W、150W和100W的高壓鈉燈，在使用過程中，需要保持原有的配電系統。

2.2.2 隧道照明PCL改造

定時控制工作原理，定時器為減1計數，如果程序進入運行狀態，定時控制邏輯接通后開始工作。在工作過程中，需要將設定值寄存器放入SV5中的內容裝入經過值寄存器EV5中。定時時鐘經過0.1s，寄存器中內容便可以減1計數，直到EV5中的數字為0，這一定時器中所對應的常開觸點T將會閉合，這時常閉觸點將便會斷開[3]。在這之后，如果定時器控制邏輯一直是接通狀態，則需要保持其觸點，待到所控制的邏輯行斷開為止，這時的定時器觸點不動，EV5便復位，直到邏輯行又一次被接通，并且開始重新計時。

自動電源通斷工作原理：在實施過程中，可以利用主接點進行電路的開閉，并且利用輔助接點將控制回路導通。其中的主接點一般是常開接點，而輔助接點在一般情況下可能會有兩對常開接點和常閉接點。引起交流接觸器進行動作的動力源主要是通過帶鐵芯產生的磁場。為了增加磁力的穩定性，需要在鐵芯吸合面上增設短路環。當交流接觸器產生失電現象后，可以靠彈簧進行復位。另外一半屬于活動鐵芯，其構造和固定鐵芯相似，其作用是將主接點以及輔助接點的閉合切斷。

2.3 隧道照明PCL實驗與應用

當照明設備滿足基本安全通行的基礎上，需要利用PCL自動控制技術，通過這樣的方式控制隧道照明。在白天，將基本以及應急設備開啟，并且增加部分強燈，根據案例隧道情況，一共開啟590盞。在夜間，將基本照明自動關閉，僅將基本照明和應急照明開啟，一共是250盞燈。目前為止，這一高速公路某隧道洞口的亮度為L20（s），其取值為3500cd/m2。對其進行測驗，隧道內的亮度在3500cd/m2以上。這一條件可以滿足隧道車輛安全行駛，說明方案可行。結合隧道所在地的四季晝夜長短和運行情況，需要對程序進行自行編排，進而對照明線路的開啟進行有效控制。講過計算，改造后的近一個月，可以節省1.09萬元/月，那么一年就可以節省將近12萬元的成本，照明電費費用下降了27%左右。與此同時，還使工程師的勞動強度被降低，使隧道的0往返得以實現，隧道運營一年，可以節省燃油費1.4萬元。

3 結束語

對某高速公路隧道照明PCL改造做出詳細分析，認為實施科學改造可以在很大程度上實現節能減排，并解決勞動成本。在此基礎上，使隧道的通行能力得到有效提高，在高速公路隧道照明中樹立了良好的榜樣。此外，充分利用信息技術；通訊技術以及計算機技術可以有效解企業在告訴過公路隧道管理以道路運行過程中存在的問題，進而提升高速公路管理水平。

[1]鮑學俊，呂曉峰，夏倩，史玲娜.基于交通量和洞內外亮度的調光控制系統應用——以楚大高速公路九頂山特長隧道為例[J].隧道建設，2016，02：143～149.

[2]涂耘，王少飛，鄧欣.基于低碳理念的公路隧道綠色照明技術研究[J].公路隧道，2013，03：10～15.

[3]公海.對高速公路中隧道照明系統的節能設計與優化的分析[J].交通節能與環保，2012，03：82～84.

U453.7

A

1004-7344（2016）13-0152-02

2016-4-8