高速路隧道照明系统节能控制探究

李　铭

湖南新航程智能测控技术有限公司

高速路隧道照明系统节能控制探究

李铭

湖南新航程智能测控技术有限公司

随着我国交通事业的不断发展，近年来，高速路建设频率及建设规模呈现明显的上升趋势。在高速路建设过程中，高速路隧道是其重要的组成部分。而照明系统在高速路隧道当中发挥了重要的引导作用，是安全行车的重要保证。基于此，本文对高速路隧道照明系统进行了综合性阐述，并对高速路隧道照明系统节能控制设计进行了分析，以供参考。

隧道；照明系统；节能设计

1.高速路隧道照明系统发展概述

高速路隧道照明技术始于上世纪50年代，最早由英国相关学者提出技术理论设想。到上世纪60年代，意、法两国之间的Mont-Blanc隧道已开始结合隧道内外交通量变化实施照明调光［1］。此后，高速路隧道照明技术经历了迭代、完善的阶段，逐步成熟。直至今日，部分欧美国家的高速路隧道照明系统已逐渐由智能化转变成了可持续人性化，通过逆光照明及二次配光技术，让光源得到充分利用的同时，还实现了能源节约，并采用光纤维隧道灯、电磁感应无极灯等替代了传统高压钠灯。相对于欧美等发达国家而言，我国高速路隧道照明系统起步较晚，整体技术水平与国外还存在一定差距，但近年来得到了极大的发展。2000年开始，我国便颁布了《公路隧道通风照明设计规范》［2］，规范中对隧道照明系统进行了详细规范说明，为我国隧道照明系统发展提供了方向。加之，半导体电子技术及市场的不断完善、，为可调光、智能化的照明控制系统设计提供了有力的技术支持，也促使我国高速路隧道照明系统技术体系变得愈来愈完善，如风光互补技术太阳能供电系统、光纤导入太阳光强化照明系统等无论是在性能还是在运营经济性上均达到了较高水准，获得了市场的肯定［3］。

2.高速路隧道照明节能系统设计分析

在国家“十二五”高速公路规划大力推行“两型高速”的背景下，“绿色高速”受到了普遍关注。“绿色高速”的核心在于环保、低碳及节约三个方面。在高速路运营过程中，其主要成本来源于通风、照明所耗费的电力成本。特别是在高速路隧道运营中，照明所耗费的电力成本所占比例较大，这就使得构建出有效的高速路隧道照明节能控制系统成为了降低运营成本的关键。本研究中，所提出的高速公路隧道通风照明节能控制系统，通过对镇流器环节进行优化，有效解决了节能设备筛选及控制策略优化细化两个关键问题，进一步提升了系统的节能性能，如下图1所示：

2.1硬件结构设计

本系统主要包括HID电子镇流器、通讯扩展模块、供电电源、输入输出装置等。该系统的核心在于HID电子镇流器。相较于传统镇流器而言，本系统中的HID电子镇流器的节能率要高出10%。同时，该镇流器具备了多档功率调节功能，在调节过程中有效解决了灯闪烁的问题。其运行在50%功率的情况下，其节能效率高达40%。再者，该镇流器具备了智能化功能，可通过通信接口实现高速公路隧道灯光系统联网控制，进一步提升节能效果。

在通信扩展模块面板上具有6个状态指示灯和2个手动操作按钮，分别显示50%、66%、75%、100%功率和系统运行状态，手动按钮则用于功能设置和手动亮度调节。镇流器则通过扩展模块与RS485通信总线相连，实现远程控制。RS485通信总线，不仅通信距离长、成本低廉、建构简单，且具有较为理想的抗干扰能力。另外，用户可结合自身需求对通信协议进行编写，保证了节能系统功能的全面性。

2.2系统节能分析

上述系统当中，除了HID镇流器作用外，还充分应用了有源功率因数校正原理，即为APFC技术。利用该技术可对已整流后的电流进行有效控制，使其在对滤波大电容充电之前能与整流后的电压波形相同，以避免形成电流脉冲，从而减小输入电流谐波，达到改善功率因素之效。在系统当中，以UC3854控制集成模块来实现有源功率因数校正。

2.3系统测试结果

3.结语

高速路隧道照明节能系统对于高速路运营成本控制具有重要的意义。未来，高速路隧道照明节能系统还将朝着绿色化、智能化、人性化方向发展，在新型节能光源的支持下，节能系统将会具备更好的节能性能。

［1］胡松洁.高速公路中短隧道照明节能控制系统研究［J］.交通世界，2016（14）∶74-75.

［2］李霞.高速公路隧道照明节能控制系统研究［J］.中国高新技术企业，2016（02）∶87-88.

［3］范晓明.高速公路隧道照明系统节能控制研究［J］.工程建设与设计，2016（02）∶85-86.