隧道照明节能减排对策研究

摘要:随着时代的进步，低碳经济与节能减排成为时展主旋律，基于高速公路隧道运营管理，在降本增效实践基础上，提出了照明节能减排的新策略，希望能够提高高速公路隧道照明节能减排效率。

关键词:高速公路，节能减排，隧道照明

高速公路隧道施工中，其照明方案是否科学，对项目安全运营与节能降耗有很大的影响，在高速公路运营管理经费中，隧道照明电费是重要构成部分，有很大的绝对值，所以根据不同工况，深入研究并制定科学合理的隧道照明方案，具有非常重要的意义。

1高速公路隧道照明设计影响因素

1．1项目情况。我国国土面积广阔，以山丘为主，为了改善交通局面，修建隧道扩大交通运输网是十分必要的。但因隧道系统自身设施配备难、能源耗费多、监控成本高且管控难等问题，项目施工环节亟待改进。实际施工中，必须要注意以下问题:项目自身线形、长度、交通运输及隧道内亮度与周边地理环境。1．2照明影响与特点。基于标准设计车速，车辆通过隧道时，用时较短，但因亮度变化大，引起很多视觉问题。隧道内因环境封闭，导致车辆废气排放聚集，而形成烟雾，能够吸收与散射车辆发出的灯光，降低能见度，影响司机正常驾驶。进入隧道中，司机视觉由明亮到暗再到明亮，隧道内外光亮差异太大时，司机就无法适应这种视觉变化。1．3照明亮度。一般，隧道照明可划分为入口段、过渡段、中间段及出口段等部分照明。相较之其他分段，入口段照明要求更加严格，亮度要从明亮自然光环境逐渐降低到较低水平。具体而言，白天要结合隧道外亮度、车速、入口处视场及隧道长度确定隧道入口段照明。

2具体分析隧道节能减排策略

2．1照明形式要具备高效性。公路隧道建设中，逆光、顺光及对称是其照明主要形式。道路几何与气候处于同一条件时，比较上述照明形式，根据能见度确定其优势与不足。实践证明，与其他照明方式相比，顺光方式优势微乎其微，其正常使用与光照、隧道墙壁反射及路面状况等因素密切相关。公路隧道中，连续线形安装并使用照明灯具时，对称照明具有良好效果;只要符合条件，逆光照明才能保持良好视觉对比，并有效控制眩光处于可接受范围内。在公路隧道照明中，最佳的配光形式是逆光与宽光带对称相结合的照明形式，公路隧道入口与中间段，分别选用逆光与宽光带对称照明系统，是最为有效的一种照明组合系统。2．2合理应用照明智能化控制系统。公路隧道建设中，必须要结合时间、天气、L20(S)洞外亮度、过往车辆、平均时速、异常火灾及养护等各方面因素，对照明做好控制。我国招商局重庆交科研设计院，率先提出根据三元参数即L20(S)洞外亮度、过往车辆与平均时速，对隧道照明合理设计控制模型。研究显示，相较之传统照明控制模式，该模型电能节省达到36．6%。公路隧道使用LED灯照明，使用无极调光控制方法，随着照明控制参数的改变，持续调节灯具使用功率，得到的亮度有所差异，以此对公路隧道实际照明情况进行平稳调控。传统分级调控方法，照明亮度分级较少，造成电能严重浪费;无极调光控制方法则能够根据照明需求曲线，优化控制效果实现“按需照明”的节能目的。另外，在一些高速公路中短期隧道照明系统远程监控难度大，结合GPRS技术中短隧道照明远程监控方案，总体照明节能率达到30%。2．3严格依照要求布置照明灯具。公路隧道施工中，照明灯具布置形式主要有中间单排、两边对称及交错等三种方式。不同的布置方法，灯具使用数量及养护工作就不同。招商局重庆交科研设计院，通过研究试验发现，灯具中间单排布置效率明显高于两边布置，而两边交错又比对称布置效率高。此外，很多照明试验时，研究人员将灯具布置在公路隧道一侧，高度为6．3m，现阶段公路隧道管理中，这种布设方式为公路隧道养护维修提供了很大的便利，有很高的实用性。2．4科学预测交通量。公路隧道照明设计中，交通量设计是重要基准参数，速度设计相同条件下，交通量设计不同，公路隧道照明需求就不同。比如设计速度是80km/h，相较之小交通量，理论上大交通量电能使用率多40%;速度设计为60km/h，从理论角度来看，相较之小交通量，交通量大的话，电能消耗多47%。山区高速公路建设运营管理中，交通量并不大，原因在于新建道路交通量是由趋势增长、转移及诱增三部分交通量构成的，实践证明，一般项目全线通车2年～3年后，转移与诱增交通量才会出现，通车初期只存在趋势增长交通量，且比较小。同时，我国高速公路工程建设相关可行性研究报告中，交通量预测准确性有待提高，与预测交通量相比，实际交通量并不大，因此科学预测交通量，为公路隧道优化设计并实施照明系统是十分必要的。2．5照明节电设施选用必须要科学。隧道照明灯具中，智能化照明设备，属于一种特殊设计自耦降压装置，针对电网欠压问题，利用补偿电压器、控制电路、静态开关、中央处理器及多轴头变压器等实现快速自动补偿，负载正弦波电压稳定，以此将内外部用电条件综合分析，对电网浪涌或噪声、干扰、功率及谐波等进行抑制或优化处理，根据电压确定曲线，稳定设施电压，促使系统保持最佳电能效率。假设电网电压为390V/400V与410V，照明节电设备应用后，隧道照明系统节能率分别为20．2%，25．3%与30．9%。例如，重庆界水高速南湖段隧道施工中，其照明系统节能减排项目改造施工中，采用照明节电设备节能效果显著，电能节能率高达近30%。2．6对照明设置加强养护。一旦公路隧道照明灯具投入使用后，同时就会引起光衰减，原因在于光源或灯具表面，被油污或尘埃附着住，降低了光的投射与反射能力，同时受光源自身光减少与失效等影响，隧道照明灯具养护措施不到位或没有，照明水平就大打折扣，降低路面可视度，不利于安全运营。所以，定期养护公路隧道照明系统是十分必要的，定期彻底清洁照明灯具，保持所需照明水平、节省投资与运营成本，为车辆安全通行提供保障。

3结语

随着社会化经济的快速发展，现代科技水平不断提高，一定程度上，为公路隧道照明带来了很大的发展机遇，照明系统发展前景广阔，有较好的社会与经济效益，因此在实际施工中，相关管理部门必须要重视这一技术的应用，以此为我国交通行业节能减排工作的顺利实施树立典范。

参考文献:

［1］郭日新．基于环境设计的公路隧道LED灯照明节能研究［D］．西安:长安大学，2017．

［2］钱卫建．高速公路隧道照明节能减排对策研究［J］．中国交通信息化，2016(8):127-129，132．

［3］周志明，钱卫建．高速公路隧道照明节能减排对策研究［J］．浙江交通职业技术学院学报，2016，17(2):40-44．

作者:侯建军 单位:山西交通控股集团有限公司吕梁北高速公路分公司