山区高速公路隧道照明控制策略研究

刘勇健　王秀英

（2）基本照明控制策略。基本照明白天和夜间开启，深夜关闭。根据季节而定，一般日落后至日出前均算夜间；深夜，根据交通量情况观测确定，一般1：00—6：00。

2.2.2 加强照明  亮度+交通量控制方式

（1）计算LTH₁′（入口一段亮度计算值）。监控软件按文献[4]表4.1.1，结合N及L₂₀（S）的测量值计算入口TH₁段亮度实时数值LTH₁′。

以80 km/h单向行车隧道为例，计算式见表2。

N′——实测交通量数据（自然车），采用断面交通量/断面车道数，也可采用 左线（或右线）交通量/单洞车道数，也可采用各车道交通量中的最大值，根据车检器功能确定。可采集5～30 min交通量折算为小时交通量。L₂₀（S）′——实测洞外亮度值。

（2）根据LTH₁′进行回路控制。依据实时计算的LTH₁′，对照明回路进行控制，控制策略见表3。

表3中LTH₁为设计的入口段TH₁的亮度值。

为避免频繁开闭照明回路影响行车舒适性，应合理选择两次回路开闭动作之间的时间间隔，建议间隔不低于5 min。

2.2.3 基本照明交通量控制方式

白天基本照明全部开启，只有加强照明全部关闭后，基本照明才可以采用交通量进行控制。

夜间根据N′值[测量和计算方法同2.2.2（1）]进行照明控制。当夜间单向交通隧道交通量小于350 veh/（h·ln）或双向交通隧道小于180 veh/（h·ln）时，可只开启应急照明。

2.3 无极调光控制策略

无极调光控制一般情况下不能关闭回路，因此需由监控系统通过现场控制系统的回路控制相配合。建议如下：

2.3.1 控制数据输入方式

目前无极调光控制的外部数据有两种输入方式。

（1）直接将交通量检测信号、洞内外亮度检测信号输入调光控制柜，由调光控制系统计算确定照明控制策略。此方案情况下，监控系统和调光控制系统相对独立，有可能造成控制冲突，如监控系统因洞内异常，要求将所有灯具全开，但调光控制系统根据洞外亮度情况将照明亮度调低；另外，交通量信号和亮度检测信号的接入也比较困难。

（2）由监控系统提供照明控制需求，无极调光控制系统按监控系统要求进行控制。此方案需要监控系统和无极调光系统进行软件融合，存在软件接口问题。

无论采用哪种控制数据输入方式，控制策略相同的。不同之处在于策略由无极调光控制系统计算判断或监控系统计算判断，两种方案均可。

2.3.2 加强照明控制策略

（1）计算LTH₁′（入口一段亮度计算值）。监控软件按文献[4]表4.1.1，结合N′及L₂₀（S）′的测量值计算入口TH₁段亮度实时数值LTH₁′，计算方法同2.2.2（1）。

（2）实时调光。根据上述方法计算出的LTH₁′数值，按比例对加强照明进行调光控制：

调光比例=LTH₁′/LTH₁*100%。

其中，LTH₁为设计的入口段LTH₁亮度值。当L₂₀（S）′≤27 cd/m²时，关闭所有加强照明（由监控系统分回路关闭）；LTH₁′≥LTH₁（入口段TH₁亮度设计值）时（即调光比例大于100%时），全部加强照明按100%开启。

2.3.3 基本照明控制策略

白天基本照明全部开启，只有加强照明全部关闭后，基本照明才可以采用交通量进行控制。

当夜间，隧道单向交通隧道小于350 veh/（h·ln）或双向交通隧道交通量小于180 veh/（h·ln）时，可只开启应急照明。

当单向交通隧道夜间交通量数据350 veh/（h·ln）＜N′＜N，双向交通隧道夜间交通量不大于180 veh/（h·ln）＜N′＜N时，可根据文献[4]表6.1.1插值法确定基本照明亮度值Lin′，按比例对加强照明进行调光控制：

调光比例=L_in′/L_in×100%。

式中L_in——设计基本照明亮度值；N——设计小时交通量值。

2.3.4 其他照明

路灯夜间开启，或按洞外亮度≤2.5 cd/m²时开启。应急照明、电光标志等回路常开。

2.4需要注意的问题

当洞外因暴雨、乌云等引起洞口亮度突变时，洞内照明控制不应突然变化。

3应用案例

四川省某高速公路全线设置31座隧道，隧道长度（以右线计）96 km，隧道基本照明灯具功率共计约2 300 kW，加强照明功率共计1 600 kW。按时段控制法每年基本照明耗电量约20 150 000 kW·h、加强照明年耗电量约4 670 000 kW·h；采用文中控制策略，基本照明每年可节约耗电量约5 600 000 kW·h，加强照明可节约耗电量约1 500 000 kW·h。

4 结语

随着智能化技术的不断发展和应用，通过安装传感器、集成智能照明控制系统、融合隧道实测的参数，在既保证隧道行车安全的前提下，还能实现对隧道内照明的更精细、更智能、更可靠的控制，通过优化隧道照明设施的使用，降低能源消耗和二氧化碳排放，为实现双碳目标作出积极贡献。

高速公路营运管理人员应根据隧道照明设施的现状，选择合适的照明控制策略，实现既满足规范要求的照明标准，保证行车安全，又节省能耗，降低营运费用。

参考文献

[1]崔優凯， 孙 垚， 顾永鑫， 等. 基于 DIALux 软件的公路隧道照明定量化分析技术研究[J]. 中国照明电器， 2019（7）：10-13.

[2]贺一鸣， 王崇贵， 刘进宇. 公路隧道照明存在的问题及节能技术研究[J]. 交通标准化， 2010（11）： 32-36.

[3]张晓坚， 梁波， 钟升明. 环境因素对公路隧道洞外亮度L20（S）值的影响研究[J]. 现代隧道技术， 2021（3）： 70-78.

[4]公路隧道照明设计细则： JTJ/T D70/2-01—2014[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.