高速公路隧道照明節能減排對策研究

侯 建 軍

(山西交通控股集團有限公司呂梁北高速公路分公司,山西 呂梁　033100)

高速公路隧道施工中，其照明方案是否科學，對項目安全運營與節能降耗有很大的影響，在高速公路運營管理經費中，隧道照明電費是重要構成部分，有很大的絕對值，所以根據不同工況，深入研究并制定科學合理的隧道照明方案，具有非常重要的意義。

1　高速公路隧道照明設計影響因素

1.1　項目情況

我國國土面積廣闊，以山丘為主，為了改善交通局面，修建隧道擴大交通運輸網是十分必要的。但因隧道系統自身設施配備難、能源耗費多、監控成本高且管控難等問題，項目施工環節亟待改進。實際施工中，必須要注意以下問題：項目自身線形、長度、交通運輸及隧道內亮度與周邊地理環境。

1.2　照明影響與特點

基于標準設計車速，車輛通過隧道時，用時較短，但因亮度變化大，引起很多視覺問題。隧道內因環境封閉，導致車輛廢氣排放聚集，而形成煙霧，能夠吸收與散射車輛發出的燈光，降低能見度，影響司機正常駕駛。進入隧道中，司機視覺由明亮到暗再到明亮，隧道內外光亮差異太大時，司機就無法適應這種視覺變化。

1.3　照明亮度

一般，隧道照明可劃分為入口段、過渡段、中間段及出口段等部分照明。相較之其他分段，入口段照明要求更加嚴格，亮度要從明亮自然光環境逐漸降低到較低水平。具體而言，白天要結合隧道外亮度、車速、入口處視場及隧道長度確定隧道入口段照明。

2　具體分析隧道節能減排策略

2.1　照明形式要具備高效性

公路隧道建設中，逆光、順光及對稱是其照明主要形式。道路幾何與氣候處于同一條件時，比較上述照明形式，根據能見度確定其優勢與不足。實踐證明，與其他照明方式相比，順光方式優勢微乎其微，其正常使用與光照、隧道墻壁反射及路面狀況等因素密切相關。公路隧道中，連續線形安裝并使用照明燈具時，對稱照明具有良好效果；只要符合條件，逆光照明才能保持良好視覺對比，并有效控制眩光處于可接受范圍內。在公路隧道照明中，最佳的配光形式是逆光與寬光帶對稱相結合的照明形式，公路隧道入口與中間段，分別選用逆光與寬光帶對稱照明系統，是最為有效的一種照明組合系統。

2.2　合理應用照明智能化控制系統

公路隧道建設中，必須要結合時間、天氣、L20(S)洞外亮度、過往車輛、平均時速、異?；馂募梆B護等各方面因素，對照明做好控制。我國招商局重慶交科研設計院，率先提出根據三元參數即L20(S)洞外亮度、過往車輛與平均時速，對隧道照明合理設計控制模型。研究顯示，相較之傳統照明控制模式，該模型電能節省達到36.6%。公路隧道使用LED燈照明，使用無極調光控制方法，隨著照明控制參數的改變，持續調節燈具使用功率，得到的亮度有所差異，以此對公路隧道實際照明情況進行平穩調控。傳統分級調控方法，照明亮度分級較少，造成電能嚴重浪費；無極調光控制方法則能夠根據照明需求曲線，優化控制效果實現“按需照明”的節能目的。另外，在一些高速公路中短期隧道照明系統遠程監控難度大，結合GPRS技術中短隧道照明遠程監控方案，總體照明節能率達到30%。

2.3　嚴格依照要求布置照明燈具

公路隧道施工中，照明燈具布置形式主要有中間單排、兩邊對稱及交錯等三種方式。不同的布置方法，燈具使用數量及養護工作就不同。招商局重慶交科研設計院，通過研究試驗發現，燈具中間單排布置效率明顯高于兩邊布置，而兩邊交錯又比對稱布置效率高。此外，很多照明試驗時，研究人員將燈具布置在公路隧道一側，高度為6.3 m，現階段公路隧道管理中，這種布設方式為公路隧道養護維修提供了很大的便利，有很高的實用性。

2.4　科學預測交通量

公路隧道照明設計中，交通量設計是重要基準參數，速度設計相同條件下，交通量設計不同，公路隧道照明需求就不同。比如設計速度是80 km/h，相較之小交通量，理論上大交通量電能使用率多40%；速度設計為60 km/h，從理論角度來看，相較之小交通量，交通量大的話，電能消耗多47%。山區高速公路建設運營管理中，交通量并不大，原因在于新建道路交通量是由趨勢增長、轉移及誘增三部分交通量構成的，實踐證明，一般項目全線通車2年～3年后，轉移與誘增交通量才會出現，通車初期只存在趨勢增長交通量，且比較小。同時，我國高速公路工程建設相關可行性研究報告中，交通量預測準確性有待提高，與預測交通量相比，實際交通量并不大，因此科學預測交通量，為公路隧道優化設計并實施照明系統是十分必要的。

2.5　照明節電設施選用必須要科學

隧道照明燈具中，智能化照明設備，屬于一種特殊設計自耦降壓裝置，針對電網欠壓問題，利用補償電壓器、控制電路、靜態開關、中央處理器及多軸頭變壓器等實現快速自動補償，負載正弦波電壓穩定，以此將內外部用電條件綜合分析，對電網浪涌或噪聲、干擾、功率及諧波等進行抑制或優化處理，根據電壓確定曲線，穩定設施電壓，促使系統保持最佳電能效率。假設電網電壓為390 V/400 V與410 V，照明節電設備應用后，隧道照明系統節能率分別為20.2%,25.3%與30.9%。例如，重慶界水高速南湖段隧道施工中，其照明系統節能減排項目改造施工中，采用照明節電設備節能效果顯著，電能節能率高達近30%。

2.6　對照明設置加強養護

一旦公路隧道照明燈具投入使用后，同時就會引起光衰減，原因在于光源或燈具表面，被油污或塵埃附著住，降低了光的投射與反射能力，同時受光源自身光減少與失效等影響，隧道照明燈具養護措施不到位或沒有，照明水平就大打折扣，降低路面可視度，不利于安全運營。所以，定期養護公路隧道照明系統是十分必要的，定期徹底清潔照明燈具，保持所需照明水平、節省投資與運營成本，為車輛安全通行提供保障。

3　結語

隨著社會化經濟的快速發展，現代科技水平不斷提高，一定程度上，為公路隧道照明帶來了很大的發展機遇，照明系統發展前景廣闊，有較好的社會與經濟效益，因此在實際施工中，相關管理部門必須要重視這一技術的應用，以此為我國交通行業節能減排工作的順利實施樹立典范。