高速公路隧道LED照明智能控制系統(tǒng)淺析

劉宇斌

摘要：隧道LED照明系統(tǒng)是現(xiàn)代高速公路隧道工程中不可或缺的組成要素，其滿足了光線不充足或黑暗的隧道照明需求，保證了隧道內(nèi)部行車安全。隧道長(zhǎng)度較大，環(huán)境比較特殊，對(duì)照明要求也較高，其安裝位置及光線照射角度、光線強(qiáng)度還要滿足駕駛員舒適度要求，避免視線眩暈看不清路面現(xiàn)象，如此交通才會(huì)更加安全。該照明系統(tǒng)主要利用智能控制系統(tǒng)來滿足此要求，相關(guān)人員還要基于該系統(tǒng)基本構(gòu)成，探討其控制模式。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道;LED照明燈;智能控制系統(tǒng);應(yīng)用

LED照明智能控制系統(tǒng)要對(duì)隧道內(nèi)部的照明系統(tǒng)起到自動(dòng)控制作用，使其能根據(jù)隧道環(huán)境自然光線變化情況，自動(dòng)調(diào)整光線強(qiáng)度和光照度，使光照度保持均勻。該智能控制系統(tǒng)不僅可以保證隧道交通安全，還可以降低該照明系統(tǒng)的能量損耗，實(shí)現(xiàn)安全可靠、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。在將其與高速公路隧道結(jié)合起來時(shí)，根據(jù)路段照明要求，選擇合適的應(yīng)用模式。本文主要結(jié)合浙江金麗溫高速公路隧道LED照明智能控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，進(jìn)行探討分析。

一、高速公路隧道LED照明控制系統(tǒng)的構(gòu)成

LED照明智能調(diào)光系統(tǒng)，主要由車輛檢測(cè)儀、亮度檢測(cè)儀、控制系統(tǒng)、照明燈具四大部分組成，其中LED照明智能控制系統(tǒng)智能化和自動(dòng)化程度較高，其系統(tǒng)構(gòu)成中必定涉及到照明控制計(jì)算機(jī)即智能控制器，該器件主要接收來車速、車流量及亮度信息，所以其會(huì)與相關(guān)信息采集器之間建立關(guān)聯(lián)，兩者并不能直接串聯(lián)在一起，中間需要設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，來進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，以完成采集器與控制器信息交互工作。LED照明燈具主要和驅(qū)動(dòng)電源連接起來，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和智能控制器建立連接關(guān)系。不同的LED隧道照明燈之間處于并聯(lián)關(guān)系。在結(jié)合智能控制系統(tǒng)后，通過設(shè)置遠(yuǎn)程控制中心，專門采集現(xiàn)場(chǎng)的傳感信號(hào)和控制信號(hào)，兩種信號(hào)在接受數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，通過光纖傳達(dá)至控制中心，控制中心的反饋指令也會(huì)傳達(dá)至整個(gè)隧道，使所有的LED燈照明滿足要求。

二、高速公路隧道LED照明智能控制系統(tǒng)控制模式

LED照明智能控制系統(tǒng)控制模式不止一種，其適應(yīng)的隧道工程也不同，施工人員在安裝應(yīng)用該種系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)提前做好隧道照明工程調(diào)查研究工作，了解隧道環(huán)境和隧道長(zhǎng)度，確定照明要求和目標(biāo)，然后選擇合適的照明燈具和照明智能控制模式。其控制模式主要包括以下幾種，其一，自動(dòng)模式。該種模式應(yīng)用比較廣泛，其可以自動(dòng)調(diào)整智能控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)操作行為更具智能化特點(diǎn)，在應(yīng)用該模式時(shí)，需要參考洞內(nèi)外亮度、車流量、車速因素，使洞內(nèi)光照環(huán)境更滿足交通安全要求。當(dāng)洞外亮度發(fā)生變化時(shí)，其可以通過調(diào)整洞內(nèi)照明燈具光線和亮度，為駕駛員提供安全環(huán)境，使駕駛員由洞外駛進(jìn)洞內(nèi)時(shí)，不會(huì)感到眩暈或看不清楚。該自動(dòng)模式應(yīng)使洞內(nèi)外光線環(huán)境保持一致。如果車流量變小或隧道內(nèi)部沒有車輛，該種模式會(huì)自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，使洞內(nèi)亮度最低，以達(dá)到節(jié)能目的。當(dāng)感應(yīng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到車輛信息時(shí)，其會(huì)快速調(diào)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)中的亮度在有效調(diào)節(jié)下逐漸增大，直到與洞外光線強(qiáng)度相適應(yīng)，如此行車安全才能得到保證。在車速變快的過程中，亮度也會(huì)隨之加大，以滿足行車要求。

其二，時(shí)序模式。外界光線與季節(jié)天氣和時(shí)間段有關(guān)，當(dāng)外界光線發(fā)生變化后，洞內(nèi)光線也要隨之調(diào)整，時(shí)序模式在實(shí)際應(yīng)用中，便以時(shí)間和天氣變化為參考因素，實(shí)時(shí)調(diào)整智能控制系統(tǒng)，使洞內(nèi)亮度滿足要求。在洞內(nèi)亮度調(diào)控中，如果外界信號(hào)對(duì)智能控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，使系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入時(shí)序模式。在時(shí)序模式應(yīng)用中，相關(guān)人員可以通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取時(shí)間等信號(hào)，當(dāng)外界光線發(fā)生強(qiáng)烈變化時(shí)，如拂曉和傍晚階段，該階段隔一段時(shí)間后光線亮度就會(huì)發(fā)生一次變化，針對(duì)這些變化，洞內(nèi)智能控制系統(tǒng)也應(yīng)作出調(diào)控，使亮度自行調(diào)整改變。在白天或黑夜，該模式中的智能控制系統(tǒng)雖然也會(huì)調(diào)控洞內(nèi)亮度，但間隔時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)。

其三，手動(dòng)模式。在智能控制系統(tǒng)應(yīng)用調(diào)控中，相關(guān)人員可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)隧道燈具進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，也可以通過手動(dòng)模式，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)燈具開關(guān)進(jìn)行操作，使其滿足照明要求，可以使照明燈具開關(guān)設(shè)置成可調(diào)節(jié)式，即手動(dòng)將其調(diào)控成不同的亮度模式。手動(dòng)模式應(yīng)與其它兩種模式相結(jié)合，使隧道內(nèi)部照明系統(tǒng)作用發(fā)揮萬(wàn)無一失，避免智能控制系統(tǒng)失效后隧道內(nèi)部漆黑一片問題。

三、高速公路隧道LED照明智能控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

在布設(shè)LED照明智能控制系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)與實(shí)際的高速公路隧道工程、路況特點(diǎn)結(jié)合起來，使得控制效果、光源利用率及節(jié)能效果更好。浙江金麗溫高速公路是一條橋隧之路，橋梁的里程有70多公里，隧道的里程超過40公里。近幾年金麗溫公司對(duì)中長(zhǎng)隧道中使用的傳統(tǒng)高壓鈉進(jìn)行了LED照明系統(tǒng)的改造，在自動(dòng)控制的模式下進(jìn)行優(yōu)化，使控制系統(tǒng)更趨向合理、智能。其改造情況及控制如下：

對(duì)隧道實(shí)際光照情況進(jìn)行測(cè)量，按一洞一模型方式設(shè)計(jì)照明控制模型，照明控制結(jié)合隧道外亮度、車流量的二元參數(shù)控制調(diào)光模型，進(jìn)行智能調(diào)光。LED燈具采用可調(diào)驅(qū)動(dòng)電源，可在0～100%范圍內(nèi)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)隧道燈具的無級(jí)調(diào)光。節(jié)能控制柜對(duì)隧道燈進(jìn)行智能調(diào)光，以保障在安全行駛的前提下進(jìn)行二次節(jié)能，根據(jù)洞外亮度對(duì)隧道亮度進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。照明控制系統(tǒng)結(jié)合兩種控制方式：以回路時(shí)序控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)在不同工況下LED燈無級(jí)調(diào)光控制方式。隧道LED照明智能控制系統(tǒng)首先根據(jù)布設(shè)在隧道外的亮度儀采集到亮度數(shù)據(jù)，并把反饋給控制系統(tǒng)，由其進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)隧道內(nèi)LED燈具的亮度。主控系統(tǒng)根據(jù)24節(jié)氣與當(dāng)前時(shí)鐘，分別進(jìn)行白天和夜間兩種模式的智能控制。白天模式下，需利用亮度儀的反饋數(shù)據(jù)，由主控系統(tǒng)利用調(diào)光模式，實(shí)時(shí)計(jì)算最新的調(diào)光值，并控制到LED燈具，如白天早上、正午、及傍晚的數(shù)據(jù)、控制各不相同。在夜間模式下，則在符合相關(guān)照明標(biāo)準(zhǔn)的前題下，控制最小量的照明輸出。

結(jié)語(yǔ)

在將LED照明智能控制系統(tǒng)應(yīng)用在高速公路隧道中后，隧道內(nèi)部光線照度值會(huì)保持穩(wěn)定，相鄰照明點(diǎn)之間保持和諧關(guān)系，其出現(xiàn)的變化也較小。在實(shí)際應(yīng)用中LED燈具的選型、安裝布局等也是關(guān)鍵因素，在綜合多方面條件下深化智能控制系統(tǒng)，使其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)更加顯著，為行車安全性創(chuàng)造了良好條件。