王翠巧 秦天嶺 段容谷

摘 要：文章以晉焦高速東石翁隧道左洞為列，對(duì)常見(jiàn)的四種布燈及交替式布燈方式下的投入及運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行了分析比較，采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方式，提出了晉焦高速隧道照明布燈方式的選擇方案。

關(guān)鍵詞：隧道照明 成本對(duì)比 評(píng)價(jià)選擇

中圖分類號(hào)：F275 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2022）01-287-03

隨著高速公路建設(shè)的大力發(fā)展，隧道的數(shù)量和規(guī)模也在迅速擴(kuò)張，高速公路公司如何滿足車輛正常行駛照度的條件下降低隧道照明系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本變得非常之關(guān)鍵。從成本控制的角度出發(fā)，通過(guò)比較隧道不同布燈方式下的相關(guān)成本，尋找隧道照明布燈的經(jīng)濟(jì)方案，具有較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值。

一、隧道布燈方式單項(xiàng)成本比較

目前，隧道常規(guī)布燈方式有中線布燈、兩側(cè)對(duì)稱式布燈、兩側(cè)交錯(cuò)式布燈和中線側(cè)偏式布燈方式，在此基礎(chǔ)上，為降低隧道營(yíng)運(yùn)期照明系統(tǒng)改造次數(shù)，減少施工對(duì)道路通行影響，隧道照明布燈也會(huì)采用雙倍布置交替點(diǎn)亮，即替換式布燈方式。東石翁隧道左洞全長(zhǎng)1931米，兩車道，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，基本照明為40w的LED燈，全隧道貫通布置，布設(shè)間距12m，加強(qiáng)照明為180w/90w的LED燈具。如東石翁隧道左洞采用上述不同的布燈方式，其相應(yīng)單項(xiàng)成本比較如下。

（一）不同布燈方式燈具購(gòu)置成本

由于不同布燈方式所需要的燈具數(shù)量不盡相同，布燈的購(gòu)置成本也不相同，不同布燈方案所需LED燈具購(gòu)置成本如表1所示。

（二）不同布燈方式配套相關(guān)成本

布燈方式不同，燈具數(shù)量不同，所需線纜規(guī)格和數(shù)量均會(huì)有所不同，但最大的差異是所需橋架的數(shù)量與規(guī)格，且其安裝成本差異也較大。適當(dāng)加大橋架尺寸，中線（中線側(cè)偏）布燈只需安裝一道橋架，與兩側(cè)式布燈相比，橋架實(shí)際用量（延米數(shù)）將會(huì)減少一半，以晉焦高速東石翁隧道左洞為例，橋架減少量為1931米。因隧道照明所需線纜主要取決于用電負(fù)荷，不同布燈方式下所需線纜成本差異受較多影響因素，但總體差異不會(huì)過(guò)大，故本文配套相關(guān)成本僅考慮橋架購(gòu)置與安裝成本差異。

（三）不同布燈方式耗電費(fèi)用

本文研究的是本隧道各段照明按照全天24小時(shí)開(kāi)啟。電費(fèi)按照晉焦高速平均的工業(yè)用電費(fèi)用0.85元/度進(jìn)行計(jì)算，LED燈具設(shè)計(jì)壽命為50000小時(shí)，考慮光衰及實(shí)際使用情況，取使用壽命為5年，則不同布燈方案在使用壽命期內(nèi)的照明用電總費(fèi)用及年均電費(fèi)如表3所示。

隧道運(yùn)營(yíng)中由于頂部經(jīng)常會(huì)有灰塵、尾氣排出的汽化機(jī)油等污染物附著在燈具的表面，容易導(dǎo)致照明燈具的亮度及照明效果下降，為了保證隧道內(nèi)車輛的正常運(yùn)行，對(duì)燈具進(jìn)行清洗和維護(hù)是十分必要的。根據(jù)對(duì)晉焦高速13條LED照明燈具調(diào)查及測(cè)算，其中，燈具的安裝及維護(hù)費(fèi)用主要包括前期燈具安裝費(fèi)用、后期運(yùn)營(yíng)的燈具清洗費(fèi)用（以1年1次計(jì)）及損壞燈具更換時(shí)的人工費(fèi)和燈具本身的價(jià)格，5年期使用壽命內(nèi)損壞率約10%，當(dāng)損壞率達(dá)到2%時(shí)實(shí)施一次燈具更換。則不同布燈方式下燈具的總維護(hù)費(fèi)用計(jì)算如表4所示。

二、隧道布燈方式綜合成本比較

（一）不同布燈方式綜合成本

隧道照明運(yùn)營(yíng)綜合成本=燈具購(gòu)置費(fèi)用+配套相關(guān)成本+照明耗電費(fèi)用+安裝及維護(hù)費(fèi)用，依據(jù)前面單項(xiàng)成本比較數(shù)據(jù)，其隧道照明運(yùn)營(yíng)綜合成本如表5所示。

（二）綜合成本動(dòng)態(tài)比較

隧道照明新建或整體改造建設(shè)時(shí)，主要的支出項(xiàng)目是燈具、橋架、線纜的購(gòu)置與安裝費(fèi)用，后期的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用主要包括電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用。替換式布燈方式需雙倍燈具，前期資金投入較大，使用壽命將由5年拉長(zhǎng)到10年，在較長(zhǎng)的壽命周期內(nèi)，需要考慮貨幣資金時(shí)間價(jià)值，結(jié)合晉焦高速公司財(cái)務(wù)成本及收益要求后確定其資金成本率為6%。因不同布燈方式下，使用壽命分為5年和10年兩種情形，故動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)通過(guò)年化資本支出比較，其計(jì)算過(guò)程如表6所示。

三、評(píng)價(jià)與結(jié)論

根據(jù)表6中的數(shù)據(jù)可知，按照整個(gè)使用壽命內(nèi)資本支出年均化測(cè)算，最優(yōu)經(jīng)濟(jì)方案依次為替換式布燈、中線側(cè)偏式、中線式、兩側(cè)交錯(cuò)式和兩側(cè)對(duì)稱式，對(duì)應(yīng)年化支出成本分別為37.74萬(wàn)元、39.44萬(wàn)元、39.77萬(wàn)元43.82萬(wàn)元和46.71萬(wàn)元。同時(shí)，中線式布燈和中線側(cè)偏式布燈年化支出成本非常接近，均為39萬(wàn)元左右，實(shí)踐中因中線式布燈相對(duì)美觀而較多采用。兩側(cè)對(duì)稱式和兩側(cè)交錯(cuò)式布燈年化支出成本相差約3萬(wàn)元，差額相對(duì)較大，但在實(shí)務(wù)中兩側(cè)交錯(cuò)式布燈應(yīng)用越來(lái)越少見(jiàn)，主要原因是在燈具損壞的情況下容易造成間距性黑道，行車視覺(jué)效果相對(duì)較差。替換式布燈的年化資本支出最低，但其初始投資成本最高，相比中線式布燈，東石翁隧道左線需追加約44萬(wàn)的投資額，投資增幅約為50%，故該種布燈方式受限于投資規(guī)模，實(shí)務(wù)中較少應(yīng)用。

通常在資金充分的條件下，兩車道的新建高速隧道布燈更宜采用替換式布燈，它具備安裝集中、成本節(jié)約、配光均勻、運(yùn)營(yíng)便捷等優(yōu)點(diǎn)。中線布燈缺點(diǎn)是不便于高速公路運(yùn)營(yíng)期照明燈具的安裝和維修，而兩側(cè)對(duì)稱布燈燈具安裝高度明顯降低，只需占用一條車道便能進(jìn)行燈具的安裝和維護(hù)，可保證運(yùn)營(yíng)期高速公路單車道正常通行，故在實(shí)務(wù)中便廣泛采用?？傊?，高速隧道布燈應(yīng)從照明規(guī)范、資金狀況、運(yùn)營(yíng)管理、車輛行駛速度和隧道實(shí)際形狀等各個(gè)方面出發(fā)來(lái)選擇科學(xué)的布燈方式，按照性價(jià)比最高的布燈方式來(lái)布置燈具，在保證隧道正常運(yùn)營(yíng)下最大可能地節(jié)省成本。

[課題項(xiàng)目：山西晉焦高速隧道照明調(diào)光系統(tǒng)應(yīng)用研究]

參考文獻(xiàn)：

[1] 段偉.公路隧道節(jié)能照明運(yùn)行方案[J].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，41（4）：350～354

[2] 晉焦高速公路隧道照明系統(tǒng)改造工程施工圖設(shè)計(jì).蘇交科集團(tuán)股份有限公司，2018.

（作者單位：山西晉焦高速公路有限公司 山西晉城 048000）

[作者簡(jiǎn)介：王翠巧，高級(jí)工程師，主要研究方向：機(jī)電工程。]

（責(zé)編：賈偉）