韋華池

（廣西交通投資集團(tuán)河池高速公路運(yùn)營(yíng)有限公司，廣西 河池 547000）

“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下公路隧道的照明節(jié)能控制，需要按照照明系統(tǒng)的特點(diǎn)和情況，制定完善的節(jié)能方案和計(jì)劃，利用科學(xué)有效的措施節(jié)約能源，預(yù)防出現(xiàn)能源損耗和浪費(fèi)的問(wèn)題，為促使公路隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能發(fā)展、滿足低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求等夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 公路隧道照明問(wèn)題

1.1 照明設(shè)計(jì)參數(shù)不合理

近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于公路隧道方面的工程數(shù)量和規(guī)模不斷增加，類型發(fā)生巨大的變化，且新技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，給公路隧道功能的完善和改善等帶來(lái)機(jī)遇，但是由于隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)不合理，可能會(huì)出現(xiàn)照明方面的節(jié)能問(wèn)題，例如：長(zhǎng)度較短的隧道，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式和洞外亮度參考指標(biāo)、每個(gè)階段的照明亮度指標(biāo)等設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致在照明系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中出現(xiàn)電力能源浪費(fèi)和損耗的問(wèn)題。

1.2 照明控制方式不良

目前，我國(guó)部分公路隧道照明系統(tǒng)中，尚未全面采用遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制的技術(shù)，甚至部分管理人員是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行照明系統(tǒng)的操控，導(dǎo)致控制效率降低，難以確保照明系統(tǒng)具有自適應(yīng)性的特點(diǎn)，加之配電回路受到限制，只能設(shè)置三級(jí)到六級(jí)的照明控制模式，很容易發(fā)生過(guò)度或是無(wú)效照明等問(wèn)題，導(dǎo)致電力資源能源浪費(fèi)。

除此之外，隔盞開(kāi)燈和關(guān)燈也可能會(huì)使路面的亮度缺乏均勻性，出現(xiàn)路面照度閃爍的問(wèn)題，埋下隧道行車的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

1.3 缺乏良好的控制理念

目前，我國(guó)公路隧道照明系統(tǒng)雖然已經(jīng)開(kāi)始采用節(jié)能控制的模式，但是只能進(jìn)行某些燈具的簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)處理，不能最高程度上在保證行車安全的情況下節(jié)約能源，甚至部分隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能，是將犧牲交通行駛安全作為代價(jià)。而此類問(wèn)題的出現(xiàn)，主要是管理工作人員缺乏正確的觀念意識(shí)，過(guò)于注重電力能源的節(jié)省，所制定的照明節(jié)能控制方案存在主觀性的問(wèn)題和盲目性的問(wèn)題，難以按照公路隧道照明的需求和系統(tǒng)的特點(diǎn)科學(xué)合理地進(jìn)行照明的節(jié)能控制，不能確保照明系統(tǒng)的節(jié)能管控水平和效果。

1.4 缺乏對(duì)照明設(shè)施的養(yǎng)護(hù)

部分公路隧道的長(zhǎng)度較大，在隧道出口和臨近出口的部分，照明系統(tǒng)存在亮度不足的問(wèn)題，不僅受到燈具本身質(zhì)量因素的影響和設(shè)置間距因素的影響，還可能會(huì)由于燈具受到嚴(yán)重的污染，亮度降低，出現(xiàn)光利用率不足的問(wèn)題，例如：某高速公路隧道的基本照明，設(shè)計(jì)方面，燈具的功率為100W，間距為9 米，臨近入口的階段，照明亮度數(shù)據(jù)值為每平方米6.2cd，臨近出口的階段，照明亮度數(shù)據(jù)值為每平方米2.8cd，二者之間的偏差過(guò)大，而出現(xiàn)此類問(wèn)題的原因，就是沒(méi)有定期進(jìn)行燈具設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，未能按照要求去除燈具的污染物，導(dǎo)致燈具的照明效果降低，不利于照明系統(tǒng)的節(jié)能控制[1]。

2 “低碳經(jīng)濟(jì)”背景下公路隧道照明節(jié)能策略

本文對(duì)重慶市、浙江省、河北省等地區(qū)的高速公路隧道照明系統(tǒng)的狀況進(jìn)行調(diào)查研究，深入進(jìn)行技術(shù)層面的分析，開(kāi)展試驗(yàn)研究活動(dòng)，以國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的照明系統(tǒng)節(jié)能控制做法為前提，此次研究中提出了相關(guān)的節(jié)能控制建議。

2.1 洞外亮度測(cè)試

在“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下，公路隧道照明節(jié)能工作是十分重要的，節(jié)能工作的關(guān)鍵在于合理使用能源，所以優(yōu)化照明設(shè)計(jì)并測(cè)試洞外亮度是至關(guān)重要的。一般來(lái)說(shuō)，以下幾種策略可以采用來(lái)測(cè)試洞外亮度：首先，專業(yè)人員使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。測(cè)試結(jié)果可以用于評(píng)估照明系統(tǒng)的亮度和光滑性，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)并減少能源消耗。其次，利用軟件可以模擬不同光照條件下的隧道照明情況，并提供有關(guān)洞外亮度的估算值。通過(guò)軟件模擬，可以全面了解照明系統(tǒng)的工作情況，并進(jìn)行調(diào)整。再次，便攜式光度計(jì)是一種小型設(shè)備，可在不同的位置進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)在不同位置進(jìn)行測(cè)試，可以得出不同區(qū)域的光照度值，并幫助確定調(diào)整的方向。需要注意的是，無(wú)論使用哪種策略進(jìn)行測(cè)試，都應(yīng)該讓測(cè)試結(jié)果有實(shí)際意義，并且能夠幫助優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，減少能源消費(fèi)，在“低碳經(jīng)濟(jì)”的背景下，維護(hù)環(huán)境平衡是至關(guān)重要的。與此同時(shí)，由于洞外亮度的取值不同，可能會(huì)導(dǎo)致公路隧道入口部分需要進(jìn)行加強(qiáng)照明設(shè)計(jì)的模式不同，如表1 所示，隧道洞口外亮度數(shù)據(jù)值從每平方米4000cd 降低到每平方米3000cd，加強(qiáng)照明節(jié)能的效果在25.4%左右[2]。

表1 隧道入口加強(qiáng)照明設(shè)計(jì)節(jié)能分析

按照實(shí)際情況可以了解到，若公路隧道洞口的位置沒(méi)有按照周圍環(huán)境亮度合理設(shè)計(jì)景觀結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)安全受到一定的危害，甚至?xí)拐彰飨到y(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)于龐大，出現(xiàn)一定的能源損耗問(wèn)題，所以在洞口山坡綠化方面和結(jié)構(gòu)物方面，必須要按照實(shí)際情況進(jìn)行減光處理，以此減少洞外方面亮度數(shù)據(jù)值，預(yù)防出現(xiàn)入口階段的電力能源損耗和浪費(fèi)問(wèn)題。

2.2 交通量預(yù)測(cè)

在“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下，公路隧道照明節(jié)能工作中，交通量預(yù)測(cè)是非常關(guān)鍵的一步，因?yàn)橹挥蓄A(yù)估到交通流量的變化，才能有針對(duì)性地制定照明策略，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。首先，交通模型是對(duì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建模和仿真，可以通過(guò)對(duì)模型加以調(diào)整，預(yù)測(cè)未來(lái)不同時(shí)間段的交通流量。這種方法能較為精確地預(yù)測(cè)交通量，但需要具備專業(yè)知識(shí)和技能。其次，通過(guò)對(duì)過(guò)去幾年的交通量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以預(yù)測(cè)未來(lái)的交通量。歷史數(shù)據(jù)參考預(yù)測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，但同時(shí)存在一定的不確定性。最后，考慮業(yè)務(wù)變化和公共活動(dòng)的影響。例如，在某些特定日期或活動(dòng)期間，交通量可能會(huì)有所增加。因此，在制定節(jié)能策略時(shí)，應(yīng)該考慮到周邊環(huán)境對(duì)交通流量的影響。需要注意的是，以上方法僅僅是交通量預(yù)測(cè)的一部分。在實(shí)際工作中，還需要綜合考慮多個(gè)因素，并進(jìn)行合理的調(diào)整，以確保節(jié)能策略的實(shí)施順利[3]。

2.3 設(shè)計(jì)速度分析

在“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下，公路隧道照明節(jié)能工作設(shè)計(jì)需要以節(jié)能為前提，同時(shí)滿足隧道內(nèi)的安全照明需求。公路隧道照明節(jié)能設(shè)計(jì)速度的分析應(yīng)當(dāng)綜合考慮以下幾個(gè)方面：首先，根據(jù)車輛通過(guò)隧道的速度來(lái)確定燈具的亮度和照明范圍，以保證安全。其次，公路隧道的長(zhǎng)度也是影響照明節(jié)能設(shè)計(jì)速度的重要因素之一。在照明設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)設(shè)置多個(gè)照明區(qū)域，根據(jù)車速的不同逐步調(diào)整亮度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。最后，根據(jù)隧道交通情況的復(fù)雜程度，決定燈具設(shè)置及其亮度，使得車輛在行駛過(guò)程中始終保持良好的可視范圍。由此可見(jiàn)，公路隧道照明節(jié)能設(shè)計(jì)速度的分析需要綜合考慮多個(gè)因素，通過(guò)不同的設(shè)計(jì)速度優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的[4]。另外，由于設(shè)計(jì)速度對(duì)照明產(chǎn)生直接影響，因此需要按照實(shí)際情況控制設(shè)計(jì)速度，如表2 所示。

表2 設(shè)計(jì)速度對(duì)照明的影響

2.4 照明設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化

在“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下，公路隧道節(jié)能工作照明的設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化策略主要包括以下幾個(gè)方面。首先，采用高效的LED 燈具，降低能耗；其次，設(shè)置合理的燈具數(shù)量和安裝位置，避免浪費(fèi)；再次，采用亮度可調(diào)節(jié)的照明方案，根據(jù)車流情況動(dòng)態(tài)調(diào)整亮度，降低能耗；最后，選用智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)按需開(kāi)關(guān)燈，進(jìn)行時(shí)段控制；除此之外，注重隧道內(nèi)部的反射率和反光系數(shù)，在不影響照明效果的前提下，降低照明點(diǎn)數(shù)；不僅如此，運(yùn)用傳感器技術(shù)或是光感應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制和智能調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的目的。這些參數(shù)優(yōu)化策略可以有效地減少公路隧道的照明能耗，降低能源的消耗，達(dá)到“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展的目標(biāo)[5]。

2.5 節(jié)能光源選擇

在“低碳經(jīng)濟(jì)”的背景下，公路隧道照明的節(jié)能工作是一項(xiàng)重要的任務(wù)，其中光源的選擇是關(guān)鍵。首先，與傳統(tǒng)照明光源相比，LED 光源節(jié)能效果顯著，壽命長(zhǎng)，品質(zhì)更穩(wěn)定。其次，環(huán)境溫度是影響燈具壽命的重要因素之一，應(yīng)選擇經(jīng)各種氣候條件試驗(yàn)的高質(zhì)量的防水和防塵燈具。再次，這可確保光源的效果更好，在不同的路段，不同的車速下，燈光分布均勻而舒適，以保證足夠的光照度，同時(shí)減少誤反光、閃爍等現(xiàn)象。最后，利用智能控制，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度，根據(jù)車輛流量和車速情況，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，達(dá)到降低能耗，提高節(jié)能效果。綜上所述，在“低碳經(jīng)濟(jì)”的背景下，選擇LED 光源、考慮氣候條件、選擇光學(xué)設(shè)計(jì)好的光源、采用智能控制系統(tǒng)是公路隧道照明節(jié)能工作的關(guān)鍵[6]。

2.6 智能技術(shù)的應(yīng)用

在“低碳經(jīng)濟(jì)”的背景下，公路隧道照明節(jié)能工作中應(yīng)用智能技術(shù)。首先，采用基于人流和車流量的智能控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整燈具亮度和開(kāi)啟時(shí)間，以充分利用光照資源并最大程度地節(jié)約能源消耗。其次，這可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)光感應(yīng)自動(dòng)控制燈光亮度的功能，在保證夜間足夠的照明效果的前提下，最大化減少白天和低光條件下的能源消耗。再次，采用可遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理的智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光亮度、能耗、燈光故障等的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，提高維護(hù)效率和響應(yīng)速度。最后，借助傳感器和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤、路況監(jiān)測(cè)等，使系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整照明強(qiáng)度和燈光分布等參數(shù)，以確保路段的安全性和車輛出行體驗(yàn)的良好性。綜上所述，“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下公路隧道照明節(jié)能工作中的智能技術(shù)應(yīng)用策略，通過(guò)采用智能控制系統(tǒng)、智能光感應(yīng)功能等，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光亮度等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，最大化節(jié)約能源，提高燈光維護(hù)的效率，同時(shí)維護(hù)良好的路況和車輛外出體驗(yàn)[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前，我國(guó)公路隧道照明系統(tǒng)存在照明設(shè)計(jì)參數(shù)問(wèn)題和控制方式問(wèn)題，相關(guān)工作人員缺乏正確的觀念意識(shí)，缺少對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)。因此，本文建議在“低碳經(jīng)濟(jì)”背景下，強(qiáng)化公路隧道照明節(jié)能控制，做好洞外亮度的測(cè)試工作，科學(xué)合理地進(jìn)行交通量的預(yù)測(cè)，深入進(jìn)行設(shè)計(jì)速度的分析，優(yōu)化相應(yīng)的照明設(shè)計(jì)參數(shù)，合理選擇節(jié)能光源，采用現(xiàn)代化的智能技術(shù)，樹立正確的觀念意識(shí)，做好基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)，為提升公路隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能控制效果做出貢獻(xiàn)。