摘要：随着我国经济飞速发展，公路交通规模不断扩大，隧道数量也随之增多。高速公路隧道照明系统除了要为驾驶员提供舒适的灯光环境，还要节省运营开支。当前高速公路普遍缺乏节能控制系统，因此提供照明功能的同时降低隧道运营开支是隧道照明系统研究建设中的重要课题，实现高速公路隧道照明节能控制对节能减排具有重要的现实意义。基于此，本文主要阐述了高速公路隧道照明系统概述、加强隧道照明节能控制的策略，以供参考。
关键词：高速公路；隧道；照明系统；节能控制策略
一、高速公路隧道照明系统概述
1.1高速公路隧道照明要求与标准
根据我国有关公路隧道照明的要求，凡是隧道长度达到100m以上就需加入电能光照系统，这是对隧道照明的最基本要求，隧道达到了这一长度就必须按规定安装照明设施。有关隧道照明的规定安装标准主要是针对隧道中不同路段进行照明设施的设计和安装。由于隧道进出过程中驾驶人会有两个视觉过渡的阶段，因此，在高速公路隧道照明系统设计时需要将隧道划分出几个不同照明设计方案阶段，分别为入口段、出口段、中间段、两头两个过渡段共5个阶段。另外，还需要考虑到有特殊情况时对光线有特殊要求的应急照明系统，以及隧道外两端的洞外引导照明路段。
1.2光源与灯具选择
隧道照明的光源和灯具一般包括两个方面的要求。一方面是光源的光效、光衰减率、光通量等，另一方面是灯具的寿命、光色、成本等。这些选择隧道光源、灯具的标准都有着比较严格的要求，这是由隧道对光源与灯具功能稳定性要求较高决定的。一般来说，由于公路隧道基本上在自完工并投入使用之时起，就处于长期的服务状态。因此照明系统也是处于持续工作状态，这就要求整个照明系统应当具有足够的稳定性，以保持整个隧道功能的稳定性和安全性。目前，我国高速公路隧道的照明系统采用的灯具主要有白炽灯、低（高）压钠灯、荧光灯等，这几种灯具是传统照明系统中最为常见的灯具类型。随着科技研发力度不断加大，新型光源灯具被不断开发出来，以更优越的物理特性及能效成为当前我国高速公路隧道照明系统开发的主要方向，如电磁感应灯、LED光源。
1.3高速公路隧道照明系统建设现状
当前我国在高速公路隧道照明系统的建设中基本上是以高压气体灯为主，同时还在隧道内侧墙面选用高反光率的特殊材料，以最大化地将光线反射效果发挥到最大，实现在保证光照效果的同时最大化减少灯具数量，进而取得节约能源的效果。此外，当前用于隧道照明系统中的节能手段还有控制线路长度、合理布置配电房位置。整个照明系统的控制方法目前采用集中控制的方法，一般通过人工调节或自动调节两种方式进行光线调节和控制。现阶段我国所采用的隧道照明系统建设方案已经考虑到了最基本的硬件条件节能措施，然而在调控控制、照明效率、灯具选择及系统实际运行等方面仍然存在节能效果不足或浪费能源的问题。
二、加强隧道照明节能控制策略
隧道照明节能控制系统根据洞口内外安装的光强度检测器检测到的洞内外的光强数据、交通量的变化以及白天、黑夜等情况，控制隧道的照明系统，调节隧道洞内各段的照明亮度，保证行车安全，并且在满足照明要求的情况下尽可能地达到节能运行，同时对洞内照明以及照明控制设备的状况进行监视。
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2.1节能控制装置在隧道照明系统中的应用
在现有照明系统上加装节能控制设备，这种方案较为经济和实用。目前国内销售的照明节能设备很多，其中照明控制调控装置所占比例最大。
2.1.1可控硅斩波型照明节能装置
采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管可控硅的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，从而降低输出电压的平均值，达到控压节电的目的。其优点是：对照明系统的电压调节速度快、精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，因为主要是电子原件，相对来说体积小、设备轻、成本低。
2.1.2自藕降压式调控节能装置
通过一个自藕变压器机芯，根据输入电压高低情况，接连不同的固定变压器抽头，将电网电压降低至5、10、15、20V等几个档，从而达到降压节电的目的。其优点是：克服了可控硅斩波型产品产生谐波的缺陷，实现电压的正弦波输出，结构和功能都很简单，可靠性也比较高。
2.2实现隧道照明节能的智能控制
隧道照明系统是隧道监控系统中能耗最大的子系统。利用最优控制方法对灯具的照度进行控制，使控制器在使用过程中能够根据现场情况实时地判断出所需要的照度大小，并做出相应的调整，是实现隧道照明智能化控制的关键。然而国内大部分公路隧道照明管理系统直至现在仍在沿用简单的光控、时控等传统控制方式，普遍存在着难以反馈灯具运行状态信息、难以进行远程控制等局限性，基本没有节电效果。目前，新隧道大多采取逻辑开关法作为隧道照明的控制方法，此外还有模糊神经控制方法和无极控制方法等现代控制方法。
2.2.1逻辑开关控制方法
逻辑开关控制方法是利用灯具的不同排列组合和现场控制器提供的数字信号对附加照明灯进行逻辑控制，使其产生所需光强分布的附加亮度。逻辑开关控制方法的控制程序和线路设计简单、灯具选择灵活、维修保养容易，但附加亮度连续性不好，而且都是以最大亮度做照明，造成大量电能的浪费。
2.2.2模糊神经控制方法
这是基于模糊神经网络的回路调光控制方法，该方法结合了模糊控制的模糊综合判断推理能力以及神经网络的自适应和自学习能力，可解决隧道照明中很难在隧道照明以及洞外亮度、车速、车流量之间建立精确数学模型的问题。模糊调光控制方法在逻辑开关控制方法的基础上，对照明回路进行调光，比逻辑开关控制方法的仅仅开启或关闭照明回路节约大量电能，还可提高照明舒适度。
三、结束语
综上所述，随着我国经济的快速发展，高速公路隧道数量日益增多，现代隧道照明系统大多存在许多缺点，所以引发的隧道运营开支浪费情况有增无减。本文针对高速隧道照明系统资源浪费情况做出了针对性的分析并制定了相应策略，为降低隧道运营成本、提高照明系统工作效率提供了有力保障。在满足高速公路隧道基本照明需求的同时，保证了隧道依据车辆行驶实际情况提供必要照明，从而达到了节能减耗、提高效益的目的。
参考文献：
[1]张伟刚. 高速公路隧道照明节能模糊控制系统[J]. 电子测量与仪器学报，2017（12）
论文作者:冯寒松
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/9/18
标签：隧道论文; 系统论文; 节能论文; 高速公路论文; 灯具论文; 方法论文; 光源论文; 《电力设备》2018年第7期论文;