基于照明節(jié)能的高速公路照明系統(tǒng)

龍飛

四川省川北高速公路股份有限公司 四川成都 610029

隨著現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投入的經(jīng)費(fèi)逐漸加大。高速公路照明工程建設(shè)的高投入、高消耗，慢慢轉(zhuǎn)變成為運(yùn)營(yíng)單位的重?fù)?dān)。高速公路照明是一項(xiàng)必不可少的安全保障設(shè)施，必須在保證行車安全的前提下，對(duì)照明系統(tǒng)采取有效的、科學(xué)的節(jié)能措施。實(shí)現(xiàn)照明的節(jié)能管控，能夠提高資源利用率，緩解運(yùn)營(yíng)單位的壓力，為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)貢獻(xiàn)一份力量[1]。

1 照明節(jié)能的思考

1.1 提高半導(dǎo)體燈具使用標(biāo)準(zhǔn)

照明燈具作為照明的直接耗能設(shè)備，它的使用標(biāo)準(zhǔn)必須要符合節(jié)能的技術(shù)要求。近年來(lái)，LED燈具由于耗能低、照明效果好等特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。LED技術(shù)快速發(fā)展，但國(guó)內(nèi)目前缺少相關(guān)的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)影響對(duì)LED產(chǎn)品的選擇和評(píng)價(jià)。同時(shí)，缺少產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)讓后期維護(hù)壓力增大。因此，制定半導(dǎo)體燈產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)使非常必要的。通過(guò)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品做出科學(xué)引導(dǎo)，使其在后續(xù)發(fā)展上有跡可循，為節(jié)能環(huán)保提供更多助力。

1.2 智能化照明控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，照明控制也在朝著智能化控制發(fā)展。傳統(tǒng)的時(shí)序控制和分級(jí)控制，都存在與照明曲線不相符的缺點(diǎn)，造成高速公路有時(shí)過(guò)度照明，有時(shí)無(wú)效照明。智能控制系統(tǒng)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)等先進(jìn)科技構(gòu)建而成的控制體系。它能夠根據(jù)亮度差、交通運(yùn)輸量等因素進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，既能保證照明又能節(jié)約能源[2]。

1.3 設(shè)置隧道口減光構(gòu)筑物

為解決隧道口“黑洞”“白洞”等情況，應(yīng)優(yōu)化入口段的亮度設(shè)計(jì)。目前，大多數(shù)隧道采用的入口段亮度為L(zhǎng)20，通過(guò)加強(qiáng)洞口光照反射效果，實(shí)現(xiàn)隧道光線的過(guò)渡。但是，這種辦法的效率和經(jīng)濟(jì)性較差，后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)也很重。減光構(gòu)筑物能減弱入口段亮度，有效減輕眼部不適，同時(shí)還節(jié)能環(huán)保，省去維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用。

2 高速公路照明節(jié)能分析

2.1 太陽(yáng)光照明

基于太陽(yáng)光照明的高速公路按需照明節(jié)能控制技術(shù)以安全和節(jié)能為前提，照明系統(tǒng)按《高速公路及隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》設(shè)計(jì)。（1）基于太陽(yáng)光照明按需照明節(jié)能控制技術(shù)以太陽(yáng)光利用為前提，不僅降低隧道洞內(nèi)照明運(yùn)營(yíng)能耗，更可實(shí)現(xiàn)一種與洞外太陽(yáng)光強(qiáng)變化實(shí)時(shí)一致的自適應(yīng)照明特點(diǎn)，可避免傳統(tǒng)調(diào)光系統(tǒng)響應(yīng)滯后引起的盲視等不安全因素；（2）按需照明技術(shù)具備洞外亮度采集和洞內(nèi)亮度反饋的閉環(huán)控制特點(diǎn)，洞內(nèi)亮度不足部分由電光照明補(bǔ)充，根據(jù)亮度差確定調(diào)光功率，避免現(xiàn)有純電光照明系統(tǒng)在高光能需求下的高能耗現(xiàn)象，根據(jù)研究表明，采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能達(dá)50%以上；（3）該技術(shù)可使加強(qiáng)照明電光照明系統(tǒng)的使用時(shí)間和功率明顯下降，進(jìn)而減少燈具損耗，間接增長(zhǎng)燈具壽命，降低后續(xù)運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。研究表明，與純電光照明系統(tǒng)相比，采用太陽(yáng)光照明技術(shù)結(jié)合后，可使燈具使用壽命延長(zhǎng)2倍以上；（4）該技術(shù)為降低電光照明對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗而盡可能利用綠色太陽(yáng)光能，具有綠色、環(huán)保、健康、安全等天然優(yōu)勢(shì)。

2.2 照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

目前，國(guó)內(nèi)大部分高速公路隧道燈具采用的是高壓鈉燈，燈具布設(shè)時(shí)只考慮路面平均亮度，控制方式主要采用人工控制、時(shí)序控制方法。人工控制和時(shí)序控制易于實(shí)施，但是這兩種控制方式未充分考慮實(shí)際照度情況，極易造成能耗增加或引起安全隱患。經(jīng)研究，可通過(guò)以下方式相結(jié)合的措施達(dá)到既滿足安全、舒適的要求又實(shí)現(xiàn)節(jié)能的照明效果：采用智能控制方式，即在自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用短時(shí)交通流預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)施動(dòng)態(tài)調(diào)光控制；基本照明段選用功耗低、色溫好、無(wú)眩光的LED燈具；優(yōu)化燈具布置參數(shù)，即燈具安裝高度、間距、角度等參數(shù)；日常營(yíng)運(yùn)中加強(qiáng)燈具的維修管理，經(jīng)常性地擦除燈具外罩粉塵、煙霧等污染物，提高光線透過(guò)率[3]。

2.3 使用淸潔能源和直流電源

如今，國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)保工作，擴(kuò)大了清潔能源的使用量和使用范圍。隨著我國(guó)在太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源領(lǐng)域的技術(shù)不斷取得突破，很多行業(yè)都在積極轉(zhuǎn)型，探尋自己在新能源領(lǐng)域的角色和作用。在此背景下，高速公路沿線的供電方式也在向太陽(yáng)能方向轉(zhuǎn)化，但由于高速公路耗電量較大，清潔能源不能完全供應(yīng)高速公路用電需求，只能輔助傳統(tǒng)用電模式。但是，高速公路短隧道耗能相對(duì)較小，更加適合運(yùn)用太陽(yáng)能和風(fēng)能等方式，既能減少能源消耗，保護(hù)自然環(huán)境，又能節(jié)約資金成本。有些短程隧道采用了半導(dǎo)體照明設(shè)施，可以使用直流供電方式，這樣一來(lái)就降低了交直流轉(zhuǎn)化裝置的能源消耗。例如，裝設(shè)蓄電池搭配風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電，可以去除柴油發(fā)電，減少能源成本。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保意識(shí)逐漸在人們心中被喚起，國(guó)家在節(jié)約能源方面也逐漸重視起來(lái)。在建設(shè)高速公路照明工程時(shí)，要在保障行車安全的前提下，不斷提高它的經(jīng)濟(jì)性，有效利用能源，做到既安全又環(huán)保。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平在各個(gè)領(lǐng)域的攻關(guān)和突破，我們有理由相信，我國(guó)高速公路照明建設(shè)，一定會(huì)在可持續(xù)發(fā)展道路上走在世界前列[4]。