高速路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能控制探究

李　銘

湖南新航程智能測(cè)控技術(shù)有限公司

高速路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能控制探究

李銘

湖南新航程智能測(cè)控技術(shù)有限公司

隨著我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展，近年來，高速路建設(shè)頻率及建設(shè)規(guī)模呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。在高速路建設(shè)過程中，高速路隧道是其重要的組成部分。而照明系統(tǒng)在高速路隧道當(dāng)中發(fā)揮了重要的引導(dǎo)作用，是安全行車的重要保證?；诖耍疚膶?duì)高速路隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性闡述，并對(duì)高速路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能控制設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，以供參考。

隧道；照明系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

1.高速路隧道照明系統(tǒng)發(fā)展概述

高速路隧道照明技術(shù)始于上世紀(jì)50年代，最早由英國(guó)相關(guān)學(xué)者提出技術(shù)理論設(shè)想。到上世紀(jì)60年代，意、法兩國(guó)之間的Mont-Blanc隧道已開始結(jié)合隧道內(nèi)外交通量變化實(shí)施照明調(diào)光［1］。此后，高速路隧道照明技術(shù)經(jīng)歷了迭代、完善的階段，逐步成熟。直至今日，部分歐美國(guó)家的高速路隧道照明系統(tǒng)已逐漸由智能化轉(zhuǎn)變成了可持續(xù)人性化，通過逆光照明及二次配光技術(shù)，讓光源得到充分利用的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約，并采用光纖維隧道燈、電磁感應(yīng)無極燈等替代了傳統(tǒng)高壓鈉燈。相對(duì)于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)高速路隧道照明系統(tǒng)起步較晚，整體技術(shù)水平與國(guó)外還存在一定差距，但近年來得到了極大的發(fā)展。2000年開始，我國(guó)便頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》［2］，規(guī)范中對(duì)隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)范說明，為我國(guó)隧道照明系統(tǒng)發(fā)展提供了方向。加之，半導(dǎo)體電子技術(shù)及市場(chǎng)的不斷完善、，為可調(diào)光、智能化的照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了有力的技術(shù)支持，也促使我國(guó)高速路隧道照明系統(tǒng)技術(shù)體系變得愈來愈完善，如風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、光纖導(dǎo)入太陽(yáng)光強(qiáng)化照明系統(tǒng)等無論是在性能還是在運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性上均達(dá)到了較高水準(zhǔn)，獲得了市場(chǎng)的肯定［3］。

2.高速路隧道照明節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

在國(guó)家“十二五”高速公路規(guī)劃大力推行“兩型高速”的背景下，“綠色高速”受到了普遍關(guān)注。“綠色高速”的核心在于環(huán)保、低碳及節(jié)約三個(gè)方面。在高速路運(yùn)營(yíng)過程中，其主要成本來源于通風(fēng)、照明所耗費(fèi)的電力成本。特別是在高速路隧道運(yùn)營(yíng)中，照明所耗費(fèi)的電力成本所占比例較大，這就使得構(gòu)建出有效的高速路隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)成為了降低運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵。本研究中，所提出的高速公路隧道通風(fēng)照明節(jié)能控制系統(tǒng)，通過對(duì)鎮(zhèn)流器環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，有效解決了節(jié)能設(shè)備篩選及控制策略優(yōu)化細(xì)化兩個(gè)關(guān)鍵問題，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的節(jié)能性能，如下圖1所示：

2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要包括HID電子鎮(zhèn)流器、通訊擴(kuò)展模塊、供電電源、輸入輸出裝置等。該系統(tǒng)的核心在于HID電子鎮(zhèn)流器。相較于傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器而言，本系統(tǒng)中的HID電子鎮(zhèn)流器的節(jié)能率要高出10%。同時(shí)，該鎮(zhèn)流器具備了多檔功率調(diào)節(jié)功能，在調(diào)節(jié)過程中有效解決了燈閃爍的問題。其運(yùn)行在50%功率的情況下，其節(jié)能效率高達(dá)40%。再者，該鎮(zhèn)流器具備了智能化功能，可通過通信接口實(shí)現(xiàn)高速公路隧道燈光系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)控制，進(jìn)一步提升節(jié)能效果。

在通信擴(kuò)展模塊面板上具有6個(gè)狀態(tài)指示燈和2個(gè)手動(dòng)操作按鈕，分別顯示50%、66%、75%、100%功率和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，手動(dòng)按鈕則用于功能設(shè)置和手動(dòng)亮度調(diào)節(jié)。鎮(zhèn)流器則通過擴(kuò)展模塊與RS485通信總線相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。RS485通信總線，不僅通信距離長(zhǎng)、成本低廉、建構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有較為理想的抗干擾能力。另外，用戶可結(jié)合自身需求對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行編寫，保證了節(jié)能系統(tǒng)功能的全面性。

2.2系統(tǒng)節(jié)能分析

上述系統(tǒng)當(dāng)中，除了HID鎮(zhèn)流器作用外，還充分應(yīng)用了有源功率因數(shù)校正原理，即為APFC技術(shù)。利用該技術(shù)可對(duì)已整流后的電流進(jìn)行有效控制，使其在對(duì)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(dá)到改善功率因素之效。在系統(tǒng)當(dāng)中，以UC3854控制集成模塊來實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正。

2.3系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

3.結(jié)語(yǔ)

高速路隧道照明節(jié)能系統(tǒng)對(duì)于高速路運(yùn)營(yíng)成本控制具有重要的意義。未來，高速路隧道照明節(jié)能系統(tǒng)還將朝著綠色化、智能化、人性化方向發(fā)展，在新型節(jié)能光源的支持下，節(jié)能系統(tǒng)將會(huì)具備更好的節(jié)能性能。

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

［2］李霞.高速公路隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（02）∶87-88.

［3］范曉明.高速公路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能控制研究［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（02）∶85-86.