公路照明規范范文

導語：如何才能寫好一篇公路照明規范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:隧道 照明 施工

中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)03(b)-0141-01

隨著時代的進步，科技的發展，我國在隧道照明設施的建設方面也投入了大量的人力物力進行改進。為了提高隧道照明的施工質量，設計人員在設計階 段需要提前對施工場地的環境進行勘測，爭取將施工的細節和需要都照顧到，提出最合適的設計方案。但同時，由于我國的施工條件和技術的限制，還存在著一些不 足。

1 公路隧道照明設計

1.1 入口段照明設計

人眼對光線的明顯變化需要一定的適應時間。如果隧道內外的光照度差異過大，容易造成駕駛員在進入隧道后產生短暫的“失明”不能夠對隧道內的情 況進行反應，造成事故。因此，公路隧道的入口段照明設計非常重要。假設該公路隧道為南北走向，隧道的限定車速為60km/h。則《公路隧道通風照明設計規 范》洞外亮度選擇4000cd/m2，按照瀝青道路來進行設計，則應為88 cd/m2。

1.2 過渡段照明設計

這一段路程的照明應該是漸變的，從入口段的較強照明逐漸下降到與基本段的強度類似。因為人眼對光照的適應度限制，亮度變比應小于1∶3。過渡 段應該以基本段照明強度三倍為結束。過渡段的照明與基本段照明的銜接不應差距太大。這樣容易造成人眼對亮度變化的不適應。因此將過渡段照明分成三段，具體 的設計應根據《公路隧道通風照明設計規范》來進行計算。

1.3 基本段照明設計

基本段作為整個公路隧道中最長的部分，也是過渡段和出口段之間的銜接部分?；径蔚恼彰髟O計應該根據公路隧道的實際情況來進行設計。主要取決因素為該隧道的限定車速以及隧道及周邊路段的交通情況。可根據《公路隧道通風照明設計規范》來進行計算。

1.4 出口段照明設計

出口段的情況跟入口段相似。為了不造成大的亮度差異，減少駕駛員對光照的適應時間，出口段的照明設計也應該根據隧道外部的光照亮度來決定。一 般情況下，隧道內部的亮度不及外部的亮度，因此人眼需要從黑暗到光明的適應時間。照明的作用是減小隧道亮度與洞外亮度的比對，否則駕駛員在由于受到突變的 光線影響，視覺受到影響眼睛產生眩光。出口段一般設置為60m，將亮度設置為基本段的五倍。

2 施工工藝改進

2.1 存在問題

(1)我國的大多數公路隧道照明設計燈具都為三排或四排。這樣的設置在燈具方面的投入過高。

(2)很多公路隧道的施工都沒有嚴格按照《公路隧道通風照明設計規范》來進行施工。例如，規范中規定在100m以上的隧道都需要進行照明的布置。但在實際的情況中往往不是這樣，甚至一些500m～600m的隧道都沒有進行照明的布置。

(3)在我國投入運營的隧道中，燈具普遍沒有按照設計全部開啟。大部分公路隧道只是開啟了一部分，有的甚至不開啟照明。

(4)在規范中，照明控制應根據季節和光照等六種情況進行控制，但實際的操作中很少能夠達到。

2.2 產生原因

(1)基礎研究方面不足。隧道內照明的設計的主要參照數據是隧道外的基礎亮度。正確的測試出隧道外的照明亮度，是設計隧道照明的基礎。通常需 要根據季節、天氣、時間等不同的因素分別測試隧道外的基礎亮度，這樣得到的數據才更準確。而且在土建結束后，也需要再進行基礎亮度的實測，并且根據實測得 到的數據進行修正。但是實際上，由于成本和施工條件等多種原因，大多數隧道的基礎亮度設計都沒有進行完整的測試，因此基礎亮度的數據不夠準確，影響設計的 效果。

(2)沒有嚴格按照規范執行。在規范中規定的洞口減光措施，例如在兩側植樹，洞門冷色等。但實際上，很多的隧道只是采取了一定的綠化設計，對洞外的基礎亮度沒有實質的影響。

(3)規范造成的誤差。規范還有一些值得討論的地方。例如對車速的限制，隧道設計的車速與實際的車速不同，通常隧道設計的車速較實際的車速小，影響對設計的數據處理。并且沒有對見光措施的對應折減系數也沒有進行說明。在出口棧道線形的影響也沒有說明，都有待研究。

2.3 改進措施

理論上。

(1)嚴格按照規范要求，在不同時段、天氣、季節對隧道外環境的基礎亮度進行實測，并研究各種減光措施的實際效果。所得到的數據在規范中進行完善。

(2)在實際的隧道照明設計中，針對特長的隧道進行專門的基礎亮度實測。實測的內容應包含了不同時段、天氣、季節等因素的影響。

(3)對駕駛員在視覺的特性在氣候、車速等多種情況下的影響。并針對駕駛員對光線突變適應的時間和強度變化接受程度，并將研究結果運用到公路隧道照明路段的設計中，并根據結果對照明的標準進行適當的修改。

(4)針對現有的寬光帶、逆光照明技術的運用，研究隧道電力照明的效果和影響。特別是在單向公路隧道中，燈具的角度與隧道情況，路面的情況， 交通標志的反光等多種因素的影響。并根據這些關系對燈具的設置進行最細致的研究設計。爭取讓隧道內的燈具布置與隧道內的各項設施完美配合。

技術上。

(1)在隧道的電力照明設計中充分利用減光措施。例如在洞口設置的棚洞、洞門設計等。

(2)在隧道內合理設置交通誘導標志。特別是LED的反光和發光標志。這些對于隧道內的設置相配合，能夠讓駕駛員的行駛更加安全。

(3)根據規范中提出的照明控制情況進行照明控制。特別是季節、天氣、時段等六種照明方案進行嚴格的照明控制，保證隧道內照明的效果，讓電力照明的作用充分顯示出來。

(4)對于特長和長大的公路隧道照明標準，應該根據我國的實際情況進行適當修改。在無監控的長、中場隧道，可以按實際情況，進行逐漸過渡，關閉中間段照明。對于達到條件的中、短公路隧道的夜間照明，可以進行關閉。條件以交通誘導標志的設置情況為標準。

(5)在隧道電力照明中進行節能設計，采用新能源。

(6)燈具的選取應以節能高效為標準。

3 結語

我國隧道電力照明施工工藝還有很多方面需要進行改進。我國的公路隧道多，超過百分之九十的隧道都有照明設置，因此，每年花在隧道照明方面的費 用都很巨大。深入地對隧道照明進行研究，改進隧道電力照明施工工藝，對于降低生產、運行成本，提高隧道的運行質量，都有很大的意義和作用。

參考文獻

[1] 賈永發.對隧道電力照明施工工藝改進的探索[J].西鐵科技，2003.

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關鍵詞：高速公路；隧道照明；綜合節能；實踐

Abstract: this paper introduces a kind of lighting comprehensive energy saving measures in the copper soup highway tunnel lighting applications, through this technology to realize the tunnel lighting according to the needs, so as to realize the tunnel saving energy and reducing consumption, lower tunnel operation cost.

Keywords: highways; and Tunnel lighting; Comprehensive energy saving; practice

中圖分類號：U412.36+6文獻標識碼：A 文章編號：

1. 引言

為了給司乘人員創造一個舒適安全的行車環境，根據《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999），100米以上的隧道必須設置電光照明。對于設置有大量隧道的高速公路項目，電光照明的設置使得高速公路運營商每年需要承受昂貴的運營費用，根據測算，一座長200米，設計時速80km雙向四車道的高速公路隧道，一年的運營電費就需要約50萬左右。為了響應國家號召，實現節能降耗，降低高速公路隧道運營費用，探索隧道節能控制技術勢在必行。

2. 銅湯高速公路隧道照明現狀

安徽銅陵至湯口高速公路（簡稱：銅湯高速公路）是安徽省最先建成通車的山區高速公路，也是穿越“兩山一湖”（黃山、九華山、太平湖）的重要旅游黃金干線。高速公路沿線共設置有14座隧道（包括長大隧道5座）。按照國家規范要求，其中的13座隧道設置有電光照明。

（1） 隧道照明原設計方案

隧道的照明分為入口段、過渡段1、過渡段2、基本段、出口段5個區段，照明回路分為晴天照明、陰天照明、基本照明1、基本照明2、應急照明5個回路，照明控制方式采用傳統的回路控制方式，通過閉合不同的回路組合實現隧道照明的控制方式。隧道照明原設計方案為：采用高壓鈉燈作為照明光源，照明控制采用5級控制方式：晴天、陰天、重陰天、夜晚、凌晨。

（2） 隧道照明原設計方案存在的問題

回路照明控制的優點在于：便于控制，易于實現；缺點在于：無法實現精細化控制要求，具體表現在：高速公路開通初期，車流量較小；一天24小時不同時段車流量不同；平常日子與節假日期間車流量不同，甚至相差很大?；芈房刂品绞綗o法解決由于其自身的缺陷而引起的隧道“過度照明”問題，這種“過度照明”問題的存在，必然引起隧道照明大量能源的浪費，從而造成隧道運營費用居高不下。

在實際營運管理中，為了節省電費，通常采用在一定的天氣條件下，在規定的時間段對照明回路進行控制。但是在加強照明中只有晴天照明和陰天照明兩個回路，兩種模式之間的照度梯度較大，容易造成照明不足和過度照明的問題。照明不足給隧道的安全行車帶來隱患，過度照明則會造成電能的浪費。

如何解決隧道“過度照明”與“欠照明”問題，實現隧道“按需照明”，是高速公路運營商需要重點考慮的問題之一。

3. 隧道照明的綜合節能方案

為了解決隧道照明營運中能源浪費問題，實現隧道照明節能與行車安全的辯證統一，并盡可能的節省投資，達到最好的節能效果。對隧道照明的節能進行了如下一系列綜合措施：

（1）增加照明控制回路，實現多級照明控制

在原有照明回路的基礎上，采用將晴天照明和陰天照明兩個回路控制改造成為左側晴天照明、右側晴天照明和左側陰天照明、右側陰天照明共計四個回路控制，通過增加控制回路達到多級化控制目標，實現隧道的“按需照明”。

（2）增加照明調控方式，實現無極調控

照明調控裝置利用高壓鈉燈的發光原理，通過降壓限流，實現隧道照明隨著天氣、車流量等參數的實時變化而從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應方式調節。其節能工作原理為：從200V起軟啟動，以慢斜坡方式升至220V，燈具工作在220V額定電壓下(電子穩壓器)，發出“節能開”指令，緩漫降至節能電壓下工作，燈具工作在節能電壓下(185V 195V)，發出“節能關”指令，電壓升至額定電壓水平，設備在220V穩壓狀態下工作直至關閉。

圖1 智能照明調控裝置系統工作原理

為了降低投資，銅湯高速公路沿線隧道僅對隧道基本照明設置了照明調控，實現隧道基本照明的無極調控，另外，通過設置照明調控裝置，實現隧道基本照明的軟啟動，有效防止點亮燈具時的沖擊電流，延長燈具壽命；并實現正常點亮時的穩壓功能，防止由于市電波動影響燈具壽命。

4. 改進后的照明方案優勢

（1）在滿足隧道入口、出口亮度的情況下，實現較少開啟燈具，節約能源；

（2）改進后的照明可以根據天氣情況開啟相應模式的照明，隧道照明的亮度更加趨于CIE適應曲線，而且開啟的加強照明燈具減少了一半。這樣既改善了隧道行車的視覺效果，又達到了節約能源的目的；

（3）加強照明具備兩套方案，兩套方案輪流使用有助于保護燈具

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[關鍵詞]高速公路；供電照明；節能措施

中圖分類號：U491.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）05-0100-01

前言：伴隨著我國高速公路規模越來越大，里程越來越長，如何降低高速公路期間運行能耗成為制約高速公路發展的重要問題。這一問題主要表現在運營過程中的電能消耗過高，高新節電設備容易損毀等。在高速公路開展節電運動與保障通路安全并不矛盾，我們應當力求既要提高高速公路通車安全性，又要節約其間用電能耗。因此，采用新技術實施高速公路節能改造刻不容緩。

1.高速公路節電過程中存在的問題

1.1 高速公路照明設備布置與調光控制不合理

近年來我國經濟迅速發展，人民生活水平不斷提高，隨之而來的是對交通基礎設施水平、交通便捷程度的追求。在這種大趨勢下，公路里程的增長勢在必行，近年來我國不斷加快高速公路的基礎設施建設，注重其安全性能、節能水平及路況設計等各方面。然而即使在這種情況下，我國高速公路運行過程中仍然存在許多的問題，公路照明與調光就是其中非常重要的、亟待解決的問題。當前我國高速公路在使用過程中存在著照明設備布置與調光控制不合理的問題。首先，我國高速公路使用過程中照明設備布置不合理，這主要表現在照明設備分布不均、照明設備損壞比例較大、未能根據各地段具體情況合理分布照明設施等。高速公路各不同路段之間由于具體情況不同，所需要的照明分布就不同，有些路段由于地形、光照等原因影響，其光線較好，就無需過多的照明投入，而有些路段光線較差，容易受到地形、天氣影響，因此對照明設備的需求較大。然而我國高速公路現有的燈具照明分布非常不科學，存在著浪費與供給不足的現象。再者，我國照明設備損壞比例較大，很多地段光線微弱、甚至沒有照明，嚴重影響了交通安全。最后，我國現有的科技水平無法做到合理的燈光管控，很多地段整晚燈火通明卻少有車輛通過，而有些地段燈光暗淡，但交通壓力較大，交通事故叢生。

1.2 高速公路節電規范化運作尚不完善，節電理念存在誤區

我國部分地區受到國家“節電”號召，想盡辦法從各個方面節約電能，其中就不乏有些省份采用減少公路照明的方式節約能源。具體而言，有些地區高速公路運營路段節電、用電運作尚不規范，節電理念存在誤區。這主要體現在以下幾個方面：首先，很多路段根本沒有節電意識，也沒有區分理念，整個路段一視同仁，完全不區分路段忙碌與否，整晚燈火通明，嚴重浪費電能。其次，各高速公路路段雖然強調節約能源，但其節電理念在某種程度上不夠科學，存在很多誤區。有些地區采用降低電壓的方式來節約單位時間內的電能消耗，這樣的方式雖然能夠節約能源，但會導致燈光亮度不穩定，嚴重影響燈光效果與車輛的安全行駛。還有地方采用新科技燈具來節約資源，一方面我們無法確定新科技能夠真的節約能源，另一方面新科技燈具往往價格高昂，需要較長的使用周期才能夠收回燈具新增成本。最后，很多地方采取了分段提供照明的方式來節約能源，其會導致一部分路段有光線、一部分無光線，嚴重影響了交通的正常進行，增加了安全事故發生的可能性。再者，部分地區采用了分時間熄燈制度，在車流量較少的情況下會關閉相應路段的照明設備，達到節約資源的效果。

1.3 供電照明設備保養不及時，存在潛在安全風險

由于我國高速公路里程長，公路地形境況復雜多樣，對于供電照明設備的保養維護壓力非常大，很多路段的照明設備由于長期缺乏保養維護，其安全性、穩定性都受到了嚴重的影響。很多路段照明設備已經不再發生作用，部分地區的照明設備雖然還能夠使用，但其光線忽強忽弱，還存在閃爍現象，非但沒能為高速公路交通提供便利，還在一定程度上加劇了風險與事故的發生幾率。部分負責照明設備維護的工作人員缺乏責任感，工作不負責，敷衍塞責極度應付，對很多路段的燈具都沒能做到及時有效的維護與管理，這無疑加劇了相關路段出現問題的可能性。

2.解決相應問題的方法與措施

2.1 科學化布局，積極調整調光控制方式

首先要逐步提高照明設備布局的科學性與平衡性，在重點地段增強照明投入，在地廣人稀的地段適當減少照明設備的投入，要加強基礎設施的建設，合理布局，在提高行駛安全性能的同時，注重路況設計及節能技術水平。要區分化對待不同路段的具體情況，該使用暗光的地方使用暗光，反之則使用較強的光線提高公路交通的安全性。加強科學技術投入，充分利用先進科學技術水平帶來的科學紅利，調整燈框控制方式，爭取做到車輛將要到達時，相關領域的照明設備能夠及時工作，提供足夠的光線保證交通安全。對不同路段日均車流量進行統計，對不同時段進行歸納總結，從中發現車輛通行規律，在車流量少的情況下自動控制照明設備熄燈節約資源，在車流量較大時自動控制照明設備長期穩定的提供照明，保障公路的交通安全。要進一步增強相關維護工作人員的責任心與專業技能，增強風險及問題的解決能力。

2.2 規范節電運作模式，創新安全節電理念

當前我國高速公路照明設備電力資源大量浪費的情況屢禁不止，已經形成了習慣，一方面是由于節電技術水平不足，受到了科技水平的制約。另一方面則是由于高效節能用電管理模式的缺乏。因此，一方面要不斷的提高照明設備的科技附加值，使其更具現代化；另一方面，也要不斷的創新節電運作模式，改變以往粗放型的用電方式。為此在管理層與決策層要積極決策，制定出相應的節電運作模式，提高相關工作人員的節電意識。

2.3 加強后勤保障，建立健全安全風險預防保障機制

后勤保障工作是一項辛苦繁瑣的工作，其重要意義不言而喻，后勤保障沒能做好就會使公路照明設備建設缺乏物質保障與服務保證。為了加強后勤保障，我們要努力提高后勤服務人員的素質、工作熱情與積極性，要不斷的強化后勤服務工作意識與水平，對實際工作過程要注意發現問題，總結經驗。共同探討如何應對電能消耗的大問題，要以服務保障為基礎，以科學管理為手段，以提高效益為目的，積極探索新型的節電管理模式，要不斷提高工作人員的專業技術水平與管理能力。提前確立安全風險預警機制，使工作部門在問題出現時能夠及時解決，做到電能節約與保持照明的雙向統一。

結語

p少高速公路照明過程中的電能消耗與提供安全穩定的照明之間并不矛盾，應當努力做到兩者的統一。雖然當前我國高速公路照明系統中仍存在著諸多問題，但并不代表這其間沒有解決的方法與手段。通過改善照明系統工作方式、創新照明工作理念能夠使得高速公路照明用電量大幅度的降低。構建安全用電模式、創新節約用電模式是一條路上的兩盞明燈，要充分利用這兩者達到高速公路供電照明系統的穩定與發展。本文簡要提出了當前存在的問題，并對應的提出了解決方法，希望能夠切實有效的緩解當前的問題。

參考文獻

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照明主流光源進行技術經濟必選，為隧道配置合理的照明光源，并配置相應的節

能控制系統。

關鍵詞：公路隧道光源顯色性照明控制

中圖分類號：X734文獻標識碼：A

隧道作為公路運營的特殊路段，當車輛在駛入、通過和駛出的過程中，會出

現一系列的視覺問題，為適應視覺的變化，需設置電光照明設施，把必要的視覺

信息傳遞給司機，防止視覺信息不足而出現交通事故，從而保證行車的安全性和

提高舒適性。

一、光源選型

隨著我國公路建設特別是高速公路建設的發展，隧道照明設施的規模越來越

大，隧道運營電力費也越來越高，因而隧道照明設計在公路工程設計中占有重要

的地位，而光源的選型更是關系到運營節能和行車安全。

目前公路隧道內照明燈具選用的光源類型大致有以下三種：高壓鈉燈、LED

燈和無極熒光燈。

1、LED燈

LED是一種固態的半導體器件，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材

料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的

作用，所以LED的抗震性能好，特別適用于建筑物外觀照明和景觀照明。

LED燈的壽命可達到5萬小時左右，光效可達90~110lm/W，大功率LED光

源技術水平也發展迅速。

LED可以直接把電轉化為光，對比傳統的道路隧道照明光源(鈉燈、金鹵

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燈等)，LED光源具有如下優勢：

(1)光衰?。喝绻谏釛l件良好的情況下，50000h基本為30%,遠遠低于

普通道路照明光源，發光更加穩定。

(2)顯色性高：一般LED顯色性約為70～80，如果用三基色熒光粉的話

更高；一般高壓鈉燈為20～35，所以即便傳統光源亮度高于LED，但是視覺效

果差于LED，“不是最亮，但是看的最清楚”這應當是LED光源應用發展的一個方

向。

(3)壽命：LED的壽命高于一般道路隧道照明光源，現在普遍高于50000H。

除此之外，LED還具有維護系數高、安全性能好、無頻閃及節能環保等優勢。

2、無極熒光燈

無極燈是PromiseLight高頻等離子體放電無極燈的簡稱，是綜合應用光學、

功率電子學、等離子體學、磁性材料學等領域最新科技成果研制開發出來的高新

技術產品，是一種代表照明技術高光效、長壽命、高顯色性未來發展方向的新型

光源

基于無極燈壽命長、節能效果顯著，安全性高，綠色環保等，因此其特別適

用于高危和換燈困難且維護費用昂貴的重要場所。

無極熒光燈具有高輝度、高效率、低耗電、無頻閃，體積小、壽命長的優點。

電磁感應燈的壽命可達到6萬小時左右，光效可達75~90lm/W，反復可啟動性能

好，可在0.1s內瞬間啟動。三波長白色光色的色度可滿足不同需求。

3、高壓鈉燈

高壓鈉燈使用時發出金白色光，具有發光效率高、耗電少、壽命長、透霧能

力強和不誘蟲等優點。廣泛應用于道路、公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、

街道交匯處、工礦企業、公園、庭院照明及植物栽培。

高壓鈉燈光效高，桔黃色的光線透煙霧性強，使用壽命長，是實現隧道綠色照明的

首選產品。在公路隧道的發展進程中，高壓鈉燈發展空間廣闊，市場容量很大。

三類光源技術參數比選

光源名稱LED燈無極熒光燈高壓鈉燈

發光效率（lm/W）90～11075~90100～120

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平均壽命（h）

光通量維持率不低于

70%。

5000600020000～30000

顯色指數（Ra）>80>8030

色溫（k）3000～60003000～6500K2000

功率因數>0.95>0.95≥0.9

啟動時間≤0.01s≤0.1s4min～8min

再啟動時間≤0.01s≤0.1s10min～20min

發光特性固體發光弧光放電氣體放電

透霧性差差好

EMC電磁干擾小或無需重視小或無

頻閃效應不明顯無明顯

耐震性好好較好

價格

（以功率100W為例）

高

3500元

較高

2700

低

1100元

LED燈已經被照明行業人士普遍認為是未來光源發展新方向，各大照明企業

投入巨大人力物力和財力進行LED產品研發，市場上照明產品也比較豐富，政府

也大力扶持。

無極燈和LED燈其他條件相當，但是無極燈的光效率有待提高，單燈功率也

較小，與無極燈光源配套的燈具廠家也較少，因此無極燈被業界普遍認為是一種

過渡型光源。

無極燈和LED燈都作為新型光源，均具有高色溫、高顯色性的優點，意味著

在相同傳統光通量的情況下，比高壓鈉燈具有較高的有效光通量，因此可以減少

無極燈和LED燈的功率，以達到與鈉燈相同的視覺效果。

綜上所述，考慮到高壓鈉燈是目前國際上穿透能力最強的光源，適用于風塵

和煙塵較多的地方，特別適用于公路隧道環境，從而確保駕駛員的分辨障礙物的

能見度，而LED燈又在隧道運營節能方面有著鈉燈無法超越的優越性，因此建議

隧道主線照明光源采用高壓鈉燈和LED燈混合照明的方式，既節約了電能，又保

證了隧道特有的需要高透霧性的需求，提高了行車安全性。

二、照明燈具安裝

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燈具安裝應滿足以下要求：

1、安裝穩固、位置正確，燈具輪廓線形與隧道協調、美觀。

2、左右線燈具應在一條水平線上，燈具安裝偏差符合：縱向≤30mm，橫向

≤20mm，高度≤10mm。安裝位置不得入侵隧道建筑界限。

3、發光均勻、無刺眼的眩光。

4、A、B、C、C、B、A相序循環接線，盡可能保證三相負荷平衡。

三、照明控制

隧道照明控制子系統根據檢測到的洞內外光亮數據、交通量變化以及白天、

黑夜等情況，控制隧道的照明系統，調節出入口以及洞內的照明，保證行車的安

全，以及在滿足照明要求的情況下達到節能運行的目的，同時對洞內照明以及照

明控制設備的狀況進行監視。

1、照明燈具控制分級

隧道照明控制至少應預置以下控制級別：

第一級（時段控制中的正午級，或手動控制晴天白天級）。

第二級（時段控制中的白天級（除正午），或手動控制云天白天級）。

第三級（時段控制中的早晨級，或手動控制陰天白天級）。

第四級（時段控制中的傍晚級，或手動控制重陰天白天級）。

第五級（時段控制中的夜晚級，或手動控制車流量較大的夜晚級）。

第六級（時段控制中的深夜級，或手動控制車流量較小的夜晚級）。

火災工況：系統自動開啟所有照明燈具，以利于救災。

2、照明控制方式

照明控制方式以自動控制為主，手動控制為輔。

手動控制通過手工操作變電所低壓屏上按鈕進行。

自動控制方式分亮度控制和時段控制兩種方式。

亮度控制方式：根據隧道設計行車速度和洞口視場亮度，分檔設定亮度閥

值，根據洞外亮度檢測器測得的洞口光強值，經計算處理后，按預定方案開起或

關閉各照明回路。

時段控制方式：根據一年四季隧道區的外界亮度變化經驗值，將照明控制

分為多個時段，控制系統通過讀取系統時間或定時的方式，自動控制隧道內各回

路照明燈具的開啟，各時段的起止時限由人工設定完成，控制系統僅根據時段和

設定的方案控制照明回路的開啟和關閉。

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參考文獻：

[1]汪建平,等.道路照明[M].復旦大學出版社.

[2]趙振民.照明工程設計手冊[M].

[3]劉寶川.隧道照明技術[M].中國照明電器.

[4.]JTJ026.1-1999，公路隧道通風照明設計規范.

[5]JTG/TD71-2004，公路隧道交通工程設計規范.

作者簡介：作者簡介：作者簡介：作者簡介：

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關鍵詞：隧道照明，照明燈具，智能節能照明系統，led光源

1.前言

公路隧道相比于其他交通形式，具有減少公路里程、節省土地資源、保持生態環境平衡等優越性，故公路隧道得到了越來越多的應用。雖然高速公路隧道具有諸多優點而被廣泛的采用，但是在近年的運營管理中也出現了諸多的問題，最突出的是電力浪費問題。公路隧道照明相比于公路照明，在照明要求與照明形式上有諸多的區別。

2.我國當前隧道照明存在的問題

通常人們認為高壓鈉燈具有透光性好，惡劣環境下壽命長的有點，我國目前已經建成隧道照明幾乎都是采用高壓鈉燈作為燈源。然而經多年使用后，人們也發現高壓鈉燈在輻射形式，顯色性，視覺敏感特性，功率規格，亮度控制等方面存在許多不足。

由于高速路隧道所在地段電網經常不穩定，造成線路的電壓波動大大超過國際標準，許多地區的波動甚至超過額定電壓，特別是在后半夜，由于電負荷減少使得電網電壓波動更大，這樣，不僅浪費電能，還使高壓鈉燈燈泡的實際使用壽命大幅下降，公路運營單位的燈具與附屬器材的費用，燈具維修與保養費用居高不下。

3.國外公路隧道燈具的現狀

歐美等工業發達國家燈具廠都非常重視隧道燈具的系統研究，大都擁有研究中心和試驗中心。廣泛采用計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造技術（CAM）。同時，為了適應人們價值觀念的變化，適應人們對道燈具的個性和高質量要求的增強，特別注重市場信息和國際情報的收集。既對隧道燈具的結構、外觀質量、功能和輕量化作了大量工作，也對燈具的外殼材料、反射器材料、密封材料，對燈具的光學特性對燈具和隧道的匹配進行了深入的研究，還對隧道燈具備零部件的模具、工裝、設備投入了大量的人力和資金。從而使這些國家生產出來的隧道燈具不僅能極大地提高隧道照明質量，保證行車安全性和舒適性； 而且燈具造型美觀，重量輕，光效高，互換性好。目前。國外工業發達國家隧道通風、照明系統費用常為整個隧道土建費用的10% 左右，最高可達20% 。國外隧道燈具和光源已形成了美國通用、美國庫柏、德國歐司朗、荷蘭飛利浦、英國索恩等知名品牌。

4.新型的高速公路智能照明調控系統

節能原理：根據照明調控系統的反饋電壓和電流動態調整輸出來達到軟啟動、軟過渡、穩壓、節能的目的。采用RISC指令集的高速微處理器對各種信號進行模糊映射和白適應運算，通過多抽頭變壓器、補償變壓器和雙向可控硅組合體系，動態調整電壓、電流，進而形成對電能質量的有效控制和補償。

設備通電后，通過微控制器使隧道照明每日正常地循環工作。系統的軟啟動從200V開始并在這個水平上保持2分30秒，在這之后5分鐘，進入“ 隉斜坡”整流工作模式直至電壓緩慢上升～U220V的額定電壓為止。在啟動過程當中，輸出電壓穩定在與之相應的數值上，一旦啟動過程完成，設備將會給所連接的裝置提供穩定的額定電壓，直至設備收到節能供電電壓的指令。該指令由外部設備發出（如智能控制器、遙控裝置等），這個外部設備可作為遙控裝置與調控設備的接線端子相連接。之后，電壓處于“慢斜坡”整流模式并持續10分鐘，直至節電電流水平。這個過程可設定為多次重復，既使在出現電源故障的情況下，也可以做到。

5.公路隧道照明智能控制技術研究

自動照明控制模式隧道內照明的自動控制方式是根據隧道照明設計中所確定的照明區段、洞內外的實際亮度值，由計算機自動控制各個照明回路開、關，從而達到既滿足隧道亮度要求，又能節省能源的目的。按照文獻[4]中照明系統設計的規定，隧道照明按區段可分為引入段、過渡段、基本段、出口段。在隧道照明中，引入段是進入洞口的第一段，司機在接近、進入隧道的過程中，由于亮度的差別和人眼的視覺變化，此區段的事故發生概率是最大的，其次則是隧道的出口處，因此引入段和出口段的照明控制對整個隧道的運營起到了舉足輕重的作用，隧道引入段的照明控制又是整個隧道照明控制的重中之重。

6.工程實例

目前，浙江省臺州市首個公路隧道節能智能照明在該市仙居233省道清線仙永隧道建成投入使用。

仙永隧道節能照明屬臺州市2010年隧道照明增設計劃項目。該項目在浙江省公路局的支持下，對仙永隧道1048米全長范圍內設置LED照明燈具，并在隧道兩端設置智能照明系統，即在不同外界亮度和來車感應下，自行調節燈光亮度。當外界亮度高時，隧道照明自動提升亮度，當外界亮度低時，隧道自動調低亮度，當隧道無行車時，隧道也會自行降低亮度。該項工程既節約能耗有保證通行安全。整個工程共計投入248萬元，目前隧道照明節能有關指示正在進一步調試和測算，力圖做到用最少的能耗保障最安全的公路。

7.LED光源在隧道照明中的機遇與挑戰

LED光源作為新一代的照明光源，以其高效、節能、環保等優點得到國家和地方政府的大力支持和推廣。其應用領域也逐漸由信號指示、應急照明等小功率照明拓展到道路照明及公路隧道照明等大功率照明。在隧道照明中，LED光源除了具有良好的光學性能外，還具有提高隧道照明質量、采用智能無級控制和方便后期維護等優勢，這為LED光源在隧道照明中的應用帶來了很好的機遇。但與此同時，LED光源在當前的隧道照明中仍面臨價格高和散熱難兩個方面的重大挑戰，以及LED照明技術尚未成熟的挑戰。因此，在當前隧道照明中，應當避免過分夸大LED光源的效果、急功近利、盲目使用，LED光源在隧道照明中的應用仍待進一步深人研究和檢驗，并建立標準規范的LED隧道照明設計、管理及運營體系，實現LED照明產品的標準化，真正發揮LED光源在隧道照明中的優勢。同時，我們也應看到LED照明技術的發展勢頭和廣闊前景，在解決了當前所面臨的問題后，LED光源無疑是隧道照明甚至其他照明領域發展的方向。

8.總結

隨著我國隧道施工技術的發展，照明系統同樣需要跟上時代的腳步，新型高科技節能智能照明系統的出現給隧道的發展帶來了新的曙光，新型照明系統投入運營將給隧道運營方帶來很大的經濟效益，同時 ，隧道節能技術將有巨大的應用前景和社會經濟價值。

參考文獻：

[1] 陳彥華.公路隧道照明燈具的現狀與發展趨勢[J].照明工程學報， 2002，3

[2] 中華人名共和國行業推薦性標準. JTG/TD70/2-01-2014.公路隧道照明設計細則[s]. 北京，人民交通出版社

[3] 肖志國，唐明道.蓄光型自發光材料及制品發展概況[J].中國工程科學，2003，5（3）：82-86.

篇6

關鍵詞：城市隧道，照明控制策略，照度，城市隧道照明

Abstract： To road tunnel lighting standards based, through the analysis of existing data, studies of the city tunnel lighting control system designed urban structure of the tunnel lighting control systems, and lighting control system in on the various hardware and software for the Xuan type, proposed use of the configuration functions provided by the king 6.52 corresponding test on the equipment, the lighting control system to ensure the normal communication.

Keywords： City tunnel, illumination control stategy, illuminance, City tunnel illumination

中圖分類號： U491.5+3文獻標識碼：A文章編號：

1.概述

隨著城市交通網絡的發展，由于地面空間有限，城市交通向立體方向發展已成為一種趨勢，向上發展的高架路、立交橋不僅影響城市美觀，而且把汽車尾氣、噪聲擴散到整個空間，而向下發展的城市隧道避免了上述確點，因此越來越多的城市隧道建立起來，由于隧道為地下建筑物，在隧道照明工程設計中，存在如下突出問題：（1）、在白天汽車從外部進入隧道的時候，由于隧道內外的亮度存在差別，如果隧道內部照明不夠充分，車輛從外部進入時會產生“黑洞”和“黑框”現象，車輛進入隧道后，司機從一個明亮的環境進入到相對黑暗的環境，需要一段時間來適應，這就給司機帶來一定的心理壓力，如果隧道照明設計不恰當容易發生交通事故。（2）、在夜晚的情況與白天恰恰相反，司機從一個相對黑暗的環境進入到一個相對明亮的環境，如果亮度差別太大，也會給司機造成一定的心理壓力，容易發生交通事故。如果隧道內部出現事故就相對難處理一點，由于隧道空間有限，這無疑就給本來壓力重重的城市交通帶來更大的不便，所以如何合理的控制城市隧道的燈光就顯得尤其重要。

2隧道照明的基礎計算及控制方法

2.1基礎計算

隧道照明分入口段、過渡段、中間段和出口段四部分，其中入口段計算最為代表性，本節以入口段為例。關于隧道的照明標準，現行的《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ 026.1-1999）提供了一個的城市隧道照度的依據，本論文以該規范為依據，計算如下：

首先計算入口段的亮度：

Lth=k·L20（s）——①

式中Lth：入口段亮度（cd/m2）；k：入口段亮度折減函數（與設計時速和交通量有關，查表）；L20（s）：洞外亮度（cd/m2 ）；

將亮度轉換為照度（按瀝青路面，發光強度1cd的光源可放射出15~22Lx/cd·m2的光通量），可得如下公式：

Eth=（18~22）·Lth（s）——②

式中Eth：入口段照度（Lx）；

入口段長度：——③

Dth=1.154Ds-[（h-15）/tan10°]

式中Dth：入口段長度（m）；Ds： 照明停車視距（m）（與縱坡、設計時速有關）；h：洞內凈空高度（m）。

2.2控制方法

通過上述計算，在明確隧道入口段的照度和長度后，查閱隧道燈具的產品樣本，設計出燈具的布置方式，燈具按線路配電，分為基本照明和加強照明，在設計合理的前提下，加強照明的回路分的越細越好。

隧道基本照明燈具為全天24小時常開，加強照明燈具則根據隧道內外的亮度差開啟或關閉；本文提出的時間控制策略和照度控制策略，實現隧道照明的只能控制。

3城市隧道照明控制策略

3.1工程概況

廣州市金穗路隧道位置廣州市天河區，金穗路與獵德大道的交叉處，隧道東西方向下穿獵德大道，其中隧道東西方向敞開段長度分別為200米、210米，暗埋段230米，隧道內限制行車速度在60km/h以下；雙車道單向交通，為城市次干道；

通過與運營管理部門的溝通和現場調查，制定了在隧道照明系統中制定智能控制策略，使照明控制子系統可以在制定的策略下智能的控制隧道內部的燈組，保證隧道內外的照度差在合理的范圍之內。

（1）、時間模式控制策略

廣州市金穗路隧道入口段燈組分布為：入口段左右各3組一共6組；根據季節和天氣的不同，在每天不同時段開啟不同組數的燈組保證內外照度差在一個合理的范圍內。

表1所述的控制模式，通過PLC自動控制配電出線回路的開啟，PLC從控制策略庫中搜索時間控制策略表，開啟相應的燈具組。

上表所述的各種模式可以在通過設定相應的預案來實現，并且可以根據需要隨時改變預案的內容。

2）照度控制策略

區別與上述時間控制模式，照度控制模式的核心是：根據安裝在隧道入口處一內一外兩個照度儀采集到的照度值，通過PLC計算，比較兩個數據的差，動態的調整燈組的開和關。

廣州市金穗路隧道，隧道入口處左右兩邊各有3組燈組。設定4個照度差閾值， YZ1. 1, YZ1.2和YZ2. 1, YZ2. 2（其中YZ1.1

這里各閾值應該根據當地相應的情況進行設定。為了防止照度差在閾值臨界點抖動所造成的燈組頻繁的開關，這里將閾值分為.1和.2兩個值作為控制區間，這樣可以有效的避免照度差抖動所帶來的影響。以市某路隧道為例，三個閾值區間可以分別取為[50, 80）, [200, 1000], [1200, 3000]。

4照明控制智能模型

建立一個隧道那照明控制的智能控制模型，不僅僅需要考慮隧道內外照度的情況，還應當考慮隧道內部交通流的實際情況?？紤]到擁擠交通現象的客觀存在，在確定路段i的動態流量qi （t）時，應同時考慮到該路段交通密度pi （t）和下游相鄰路段內交通密度，隧道內流量模型與城市公路一般路段相同，即：

qi （t）=a pi （t） vi （t） + （1- a）[p i+1 （t） vi+1 （t） ]

其中加權系數a的取值與p i+1 （t）有關，當p i+1 （t） < p m正常交通狀態下），取a =1，即qi （t）主要決定于本路段狀態；若pi+1 （t） > p m（處于擁擠狀態時），取a =0，即qi （t）主要決定于路段i+1狀態。其qi （t）由上式可映射為：

qi （t）=h[p i （t），vi （t），pi+1 （t），vi+1 （t） ]

式中：qi （t），p i （t） , vi （t）分別為路段i在t時刻的交通流量，交通密度，車流空間平均速度。

把公路隧道化分為N段，每段內各交通變量認為是均一的.守恒方程揭示了如下非線性映射：

p i （t）=f [ p i （t-1） ,qi-1（t-1） ,qi （t-1） ]

動態平均速度v （x, t）不可能瞬時地跟隨p （x, t）的變化，一旦路段劃分確定后，下面的離散方程可表示其動態關系：

vi （t）=g[vi （t-1），vi-1（t-1），P i+1 （t-1），p i （t-1）]

4結束語

在城市公路隧道照明系統的智能控制模型中應考慮以下幾個方面：車流量、車速、隧道內照度、隧道外照度。上文主要闡述了交通流車流量預測模型的建立，為照明智能模型的建立奠定了基礎。本文采用模糊控制與神經網絡相結合的辦法建立模型對城市公路隧道照明系統進行控制。選用“結構等價型”方式，將神經網絡與模糊系統融合，即根據模糊系統的結構，決定等價結構的神經網絡，使其每個節點對應模糊系統的一部分，模糊化或模糊推理等過程；綜上所述，建立了一個基于神經網絡和模糊控制的智能控制模型，該模型以內外照度、車流量和車速為輸入，以燈組的控制模式為輸出。這樣才能使隧道的照明功能更好地為城市交通服務。

參考文獻

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【關鍵詞:高速公路；機電系統；結構；功能；維護與管理

Abstract: Expressway electromechanical system is play road facilities traffic function of the main auxiliary management system of expressway, the implementation of modern management is the main tool. This paper analyzes the system structure and function, and the highway electromechanical system system structure, functions to carry on the quite thorough discussion.

Key words: highway; electrical system; structure; function; maintenance and management

中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）07-0020-02

1. 引言 高速公路機電系統是發揮道路設施交通功能的主要輔助管理系統，是對高速公路實施現代化管理的主要工具。高速公路機電系統主要由高速公路監控、收費、通信、照明、供配電和隧道安全運行保障等子系統構成。各子系統之間與系統內部由通信網聯系。

2. 高速公路監控系統

2.1 高速公路監控系統，是采用現代化的手段對全線交通流量、交通狀況、環境氣象、設施運行狀態進行檢測，按照一系列智能控制規則和策略產生控制方案及控制手段，調整道路交通流的狀態，進而實現控制交通流量、改善交通環境、減少交通事故，達到安全、舒適、快捷的運輸目的。 為實現這一目的，監控系統必須具備最基本的三個功能：（1）采集交通流數據，判斷交通狀態：（2）根據交通狀態，實施控制策略，決定控制參數；（3）執行控制策略，將控制參數作用于交通流。

2.2 根據高速公路監控系統的功能要求和設備特點，監控系統可分為如下功能子系統：

2.2.1 信息采集子系統：該系統的功能是獲取交通信息原始數據，通過視頻車輛檢測器、超聲波檢測器、紅外檢測器、檢測線圈、通信設備等形成的交通量采集子系統，獲得各段道路的交通量數據。

2.2.2 交通控制子系統。交通控制子系統包括：交通控制目標、交通控制方法、交通控制參數?？刂茀狄砸欢ǖ目刂菩问阶饔糜诮煌?。根據控制形式的不同，控制方法可以分為匝道控制和主線控制兩大類，而匝道控制又可以分為：入口匝道定時調節控制、入口匝道整體定時控制、入口匝道交通感應控制、入口匝道匯合控制。

2.2.3 交通誘導信息顯示子系統。交通誘導子系統包括可變限速誘導系統，依靠埋設在道路兩側或中間的可變限速標志，進行整條道路的車速優化處理，使車輛以均勻的密度分布在高速公路上；可變情報板系統則提供更為具體的誘導信息，向車輛提供準確的交通狀態和警告、指揮信息。顯示子系統包括控制中心通過電視墻或者大屏幕投影再現重要地段的攝像機和視頻傳輸設備獲取的視頻實時數據，和能見度、溫度、濕度、風向、風速、雨雪等視頻數據，并根據需要可對視頻數據進行抓拍記錄；通過設在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號。

2.2.4 中央控制設施子系統。中央控制設施子系統的主要組成設備有：計算機及其外部設備、大屏幕圖形顯示板、控制臺、電話總機臺、不停電電源UPS設備等。

2.2.5 計算機網絡子系統。計算機網絡子系統將其他子系統通過計算機網絡連接為一個整體，使之真正成為一個功能強大的有機系統。計算機網絡系統包括：計算機設備、網絡連接設備、計算機操作系統、數據庫系統、計算機網絡管理、監控系統應用程序。

3. 高速公路通信系統 高速公路通信系統主要由以下幾部分組成：主干線傳輸、業務電話、指令電話、緊急電話、數據傳輸、圖像傳輸、廣播、通信電源和通信管道。

高速公路通信系統作為高速公路機電系統的支撐系統，在整個高速公路管理中處于非常重要的位置，它主要承擔以下三方面的任務：

3.1 承擔監控系統和收費系統的數據、語音、圖像等各類信息的傳輸任務，使監控系統和收費系統真正成為系統而正常運轉。

3.2 承擔高速公路內部各業務部門和管理部門的業務聯系，如事故增援、道路設備設施的維修等。

3.3 承擔高速公路內部的監控中心、收費中心、業務部門和管理部門與外界的聯系。

4. 高速公路收費系統 收費系統的主要功能包括：收費交通流量統計和車輛分型，按標準收取通行費并發放收據，匯總、整理與收費有關的數據和交通量數據，傳送到收費廣場、收費管理中心、監控中心等各級管理部門的上一級計算機進行處理，編制各類管理報表和進行數據分析，保存重要數據，并根據監控中心的命令，對出入高速公路的車輛進行控制和調節。

5. 高速公路配電照明系統 高速公路照明系統一般包括主車道照明、廣場照明和隧道照明三部分。在運輸繁忙、事故多發、重要路段以及隧道中設置主線照明，可以改善夜間與隧道中的行車環境，降低交通事故的發生率；在收費廣場采用高桿照明，可以保證收費車輛的安全交匯和排隊；并且照明系統的設置可以使道路監控攝像機充分發揮夜間監視的作用。

6 對于機電系統維護管理方面的幾點建議

6.1 加強重視:由于高速公路機電設備幾乎是采用了國內乃至國際先進的產品,所以容易造成對機電系統維護管理問題重視不夠的現象,這是一個十分危險的信號。由于機電系統設備故障有時是牽一發而動全身,一個潛在的微小故障有時會造成整個系統失敗,并且在我國高速公路機電系統建設正處于剛剛起步階段,一些技術規范和設備運行狀況正處于探討和嘗試過程中,要結合自身特點模索一套行之有效的維護管理制度和方法,服務于運營,健全和完善維護管理制度,加強對維護的重視。

6.2 加強管理:加強管理不但要在工程建設中加強監督和考察,不放過任何有關工程質量問題的死角和漏洞,而且在日常使用中更加注重管理,由于高速公路的封閉性不是很高,一些人為對機電系統設備的破壞時有發生,如通信井蓋、通信線纜、供電線路被盜,甚至交警安裝的超速抓拍系統也在高速公路整體被盜等現象普遍存在,另外有的人利用機電系統技術上的缺陷,如逃繳通行費,貪污票款等,為國家造成重大經濟損失。所以維護隊伍在加強檢查的同時要求路政和稽查等執法部門加強巡邏和加大稽查力度,堅決打擊不良現象和不正風氣。

6.3 加強建設:一支專業化、規范化的維護隊伍建設對機電系統十分重要,但是由于維護人員的文化水平和知識結構問題,這樣的隊伍建設不是一朝一夕能完成的,更不是一蹴而就的。這不但需要專業知識的強化,更需要經驗的積累,需要大量的人力、財力、物力作保障,是一個多方因素促成的

7 高速公路機電維護維修工作的重要意義

近年來，公路運營企業對機電設備的維護維修工作越來越重視。一方面，機電設備的運行情況直接關系著高速公路的收費、監控、通訊和稽查工作；另一方面，如果設備的管理水平提不高，不僅影響設備的使用壽命，而且會增加維護維修費用，造成不必要的浪費。交通部也要求出臺《公路機電系統維護技術規范》，用于指導如何將公路機電系統維護維修工作進行科學化、規范化管理。所以高速公路機電維護維修工作具有重大的意義，具體如下：

7.1維護維修工作是高速公路系統工程建設的重要組成部分。高速公路作為現代化的公路運輸基礎設施，隨著汽車工業的迅速發展，汽車數量的增多，近年來已發展到相當的規模。然而，要維持和保持一個良好的高速公路交通環境，保證其可靠有效的運營，公路養護管理工作是非常關鍵的。高速公路機電工程是高速公路系統工程建設的重要組成部分。因此對機電系統設備、設施的維護維修是保障高速公路正常運營的必要手段。

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【關鍵詞】隧道照明；ZigBee；光度調節

0 前言

隨著我國高速公路的發展，尤其是山區有大量的隧道，作為道路的特殊結構段，為了車輛行車安全，隧道里的通風設備運行費用和照明費用在高速公路運行費用中占了很大的比例。因此，為了確保交通安全和降低隧道的電費是需解決的問題，采用智能化控制隧道的照明是技術發展的必然。采用ZigBee無線通訊技術和隧道照明智能控制結合可以降低設備費用，運行維護費用，確保高速公路行車的安全，已經在越來越多的隧道照明中運用。

1 隧道無線照明控制系統設計

高速公路隧道照明控制系統最主要的是為司機提供合理舒適可靠的隧道照明，消除高速公路隧道的“黑洞”和“白洞”效應，確保車輛安全可靠地通過，保證人車的安全。高速公路隧道照明不需要很亮，要根據時間環境情況，公路的車流量，還需結合人眼對光的適應性，把這些因數綜合起來及時相應調整洞內照明亮度，才能確保隧道照明的舒適性、安全性。如果一味加大隧道照明的亮度，反而會給車輛通行帶來安全隱患，而且照明成本上升，增加了運營成本。不符合隧道照明的設計規范和國家節能減排的政策要求，采用根據高速公路隧道時間洞內外情況和車流量實際情況實時調節隧道洞內照明亮度的控制系統，確保車輛行車的安全性和司機對照明感到的舒服，而且減低了高速公路的運行費用。

綜合以上情況，采用的高速公路隧道照明無線控制系統框圖如圖1所示，由后臺上位機、現場控制器 PLC S7-200、無線通信網路Zigbee、無線數據接收點、發射點、無線傳感器、無線控制公路隧道LED照明燈具節點組成。無線傳感器模塊用來采集車輛的速度、車輛數量和高速公路隧道洞內外照明亮度，所有參數經過信號處理后由Zigbee無線模塊CC2430經過發射節點發送出去，經ZigBee通信節點上傳給監控計算機。監控計算機接收到各種參數，再通過模糊控制算法計算處理后發出調光控制命令，經 無線網路發送到LED燈具的 CC2430控制模塊，經解碼后，對洞內LED 照明燈進行相應的光度調節。

2 基于Zigbee的隧道照明無線通信網絡設計

隧道照明無線網絡目的是組建無線通信網絡，數據傳輸傳感器采樣的數據上傳給監控計算機，而隧道照明無線燈具作為網絡終端通過無線網路可以接收上位機發出的照明光度調節控制命令，使隧道的照明亮度根據實際需要進行調節。同時因為隧道長而且窄，所以隧道照明無線網絡節點數量要求多并且覆蓋范圍必須打，所以用無線Zigbee簇樹拓撲結構。

無線通訊網絡拓撲可根據高速公路隧道長短用一個多級的樹型結構，無線ZigBee網絡節點設備有：網絡協調者、網絡路由器和網絡終端設備。網絡協調者負責整個無線網絡的組成、數據傳輸、設備控制和數據的集中，網絡協調者可以通過串行通信和監控計算機進行聯系，監控計算機根據通信協議的接口命令和整個網絡中每一個節點進行數據交流，從無線傳感器節點采集的現場環境信息，通過無線燈具節點發出光度調節指令；網絡路由器節點可以增加通信距離，路由節點負責通信路徑查詢和信息轉發，也可以發送傳感器采集的信息或接收對側的光度調節命令；網絡終端節點接收調光信息和發送傳感器采集的信息。網絡節點無線發送接收模塊硬件相同，根據系統需要，可以用于無線傳感器或無線控制LED照明燈具節點。

高速公路隧道照明系統參數主要有：洞內環境亮度、車輛速度、通行車輛的相關信息，采用傳感器模塊和 CC2430 構成高速公路隧道無線傳感器網絡節點，收集各種隧道照明參數，通過ZigBee無線通信網絡上傳給監控計算機，或通過RS-485總線發送到PLC再通過以太網傳輸到監控計算機，經計算機進行處理后輸出高速公路隧道照明亮度控制指令，經無線通信網絡發送到現場 LED照明燈具，可以對洞內照明進行實時調光處理。

現場PLC模塊采用 S7-200 系列 CPU224CN，PLC模塊主要功能是：采集傳感器檢測到各種信息；對采樣的數據進行相應計算預處理后并保存在本地的存儲單元內；把處理好的各種參數發送到監控計算機；接收上位機發出各種控制指令并轉發給無線LED照明燈具或傳感器；現場的本地控制器配置了手動操作模塊，當以太網通信中斷出差錯或有故障及系統進行故障維護時，可以通過手動控制，設置手動控制優先；存儲器基本控制程序和特殊程序，和上位機出現通信中斷時采用本地控制器的基本控制程序切換到自動控制；系統的特殊程序有高速公路交通事故處理程序，現場火災處理程序等?，F場PLC經過以太網和監控計算機進行聯系，接收控制指令，并向監控計算機上傳傳感器采集的各種參數；也可以用RS485通信接口和無線模塊聯系，接收傳感器收集的現場數據，并對高速公路隧道LED無線控制燈具發送調光控制指令。

3 無線控制的隧道照明燈具設計

LED燈具的燈亮可以0-100%之間進行快速調節，并且不會對LED燈壽命造成影響，根據高速公路隧道照明的實際需求，可以隨時調節LED燈具的亮度，可以降低企業的用電成本，現已采用LED照明的隧道，對LED燈具的排列和采用控制方法和傳統的高壓鈉燈幾乎沒有差別，不能完全把LED燈的亮度控制和節能優點發揮出來。因為單個 LED 顆粒發光功率只有瓦級，大功率LED燈具是由數量不等的 LED 顆粒按不同的排列組合構成的。因為LED 工作電流是直流，所以隧道LED燈具主要由EMI濾波器、橋式整流電路、APFC 電路、LED控制驅動電路、CC2430無線模塊及其PWM模塊組成。本方案采取把LED驅動電路和Zigbee無線通信模塊相結合來進行 LED 燈具亮度的調節，系統結構如圖2所示。

LED照明燈具采用的電源是220V/50Hz的市電，經過EMI濾波器濾波后，通過橋式整流電路將交流電整流成直流電，經過功率因數校正電路，提高照明燈具的功率因數，并減少對電網造成諧波污染；在燈具模塊增加 CC2430 無線通信模塊，把全部隧道的LED照明燈具構建成一個無線控制網絡，每個LED燈具都是網絡中的一個節點，并且具有唯一的網絡ID號，照明燈具經 CC2430無線模塊接受調光控制指令，通過 脈寬調節模塊輸出各種寬度的脈沖，通過 LED燈具的控制驅動模塊，調節燈具的電壓或電流輸出，進行LED照明燈具的調光控制。

4 隧道照明無線控制軟件設計

照明系統通電初始化各個模塊，構建高速公路隧道照明的無線傳感器和燈具網絡，把各個節點接到網絡中，調用隧道各段無線傳感器模塊，收集車輛數據及洞內外亮度數據，把數據經無線通信節點或傳輸給本地控制器由工業以太網上傳到監控計算機，看是否在本地控制器手動控制狀態，假如在在手動控制狀態（系統出現故障或檢修維護），程序進行手動控制，把手動控制指令傳到相應的無線LED燈具節點，進行手動控制調光操作；不是手動控制的話則下一步檢測隧道狀態是否正常，如果不正常，就報警，并且調用特殊狀態程序，經過無線網絡廣播指令，使各個節點燈具處于全開狀況；正常的話就下一步檢測監控計算機是否正常，正常則調用遠程監控計算機隧道照明模糊控制程序進行數據處理運算，否則調用本地控制器基本控制程序，然后輸出隧道照明調光控制命令。經ZigBee無線網絡節點將控制命令數據發送至相應的 LED燈具節點，并執行調光控制命令；系統的監控計算機監控界面可顯示傳感器數據信息及隧道狀態信息；在監控計算機和本地控制器出現故障或無線網絡中斷時，無線LED燈具無法接收到調光控制命令時，由于無線燈具節點在硬件上設計可實現自動全開燈具照明的控制，系統主程序如圖3所示。

5 結束語

采用基于Zigbee的隧道照明無線控制系統，不僅降低設備的投資費用，系統設計先進、合理、使用維護方便，降低了高速公路的運行成本，提高了隧道車輛通行的安全性，減少了交通事故，值得大力推廣。

【參考文獻】

篇9

【關鍵詞】隧道；PLC；監控；控制

1.　項目概況

（1）安康至陜川界高速公路是國家高速公路網包（頭）茂（名）線的重要組成部分，是西安市至重慶市的主要交通要道，也是陜西省“2367”公路網的重要組成部分，被省政府列為“十一五”發展規劃的重點項目。其中，安康至毛壩高速公路長85.614公里，采用四車道高速公路標準，設計速度80公里/小時。設計隧道17座，其中有兩條長隧道。毛壩至陜川界高速公路全長18.968公里，全線采用四車道高速公路標準建設，設計速度80公里/小時。設計隧道6座，其中有四條長隧道。

（2）安川高速公路隧道監控是全線監控的關鍵。六條長隧道設置了完整的監控統，包括交通監控子系統、通風監控子系統、照明監控系統、變電站供配電子系統、火災報警子系統、CCTV監控子系統、隧道廣播、以及隧道消防等子系統，其中交通監控、通風照明、隧道消防子系統的信息的采集和命令采用區域控制器（PLC）完成。

2.　PLC系統組成

本項目的本地控制器采用美國霍尼韋爾公司生產的ML200系列，六條長隧道共設置53套PLC，其中芭蕉隧道10套，天生橋隧道5套，毛壩1號隧道14套，毛壩2號隧道8套，麻柳隧道8套，牛角坪隧道8套。每個隧道的PLC系統分別在隧道左洞和右洞組成光纖冗余環網，冗余環網之間是兩條獨立的數據傳輸系統，互不干涉和相互影響。安裝在主配電室內的交換機是隧道數據上傳的樞紐，通過它可以將隧道PLC的相關數據與隧道監控分中心的服務器進行數據交換。主控PLC在監控室內連接一個本地觸摸屏，實現PLC的現場控制功能。

3.　PLC的主要功能

3.1　收集本區段檢測設備采集的信息，包括CO（一氧化碳）檢測器、VI（能見度檢測器）、洞外光強檢測器等；

3.2　對收集信息進行預處理，并存儲在本地的存儲單元內。例如對CO檢測器采集的值如果大于300PPM，就應該丟棄，因為CO檢測器的最大量程只有300PPM；

3.3　實時將隧道內的本地控制器的存儲單元中處理好的信息上傳給監控管理所計算機；

3.4　接收隧道管理站計算機的各種控制命令（如控制風機的啟、停、照明開、關等），將控制命令和設備運行狀態比較后，發出對下端執行設備的控制指令（如發給風機、照明柜、車道控制標志、交通信號燈、水泵、防火卷簾門等的指令）；

3.5　可存儲幾個常用的預案和特殊的程序，如照明、通風控制預案；交通事故處理程序、火災緊急處理程序等；

3.6　具有自檢功能，可對自身的溫度、電壓以及通訊狀態記錄下來，供上端軟件調用和提??；

3.7　具有時鐘、存儲器，能接受監控管理所的對時命令，自動和監控管理所保持時鐘同步；

4.　PLC編程

4.1　交通子系統程序。

4.1.1　交通子系統維護程序。

交通子系統維護程序負責對隧道內的車道指示燈、橫洞門以及隧道外的遠程信號燈進行控制，并收集它們反饋回的信息。由于本項目設計隧道設備實現三級控制，所以交通子系統維護程序分為三種權限的控制：中心控制、管理所控制和現場控制。中心控制是隧道設備的最遠端控制，它通過安裝在監控中心的組態軟件，通過監控網絡對PLC進行的控制，它的權限最高；管理所控制是通過安裝在隧道管理所的組態軟件通過監控網絡對PLC進行的控制，它相比中心控制來說層級相對較低、穩定性相對較大；現場控制是通過安裝在隧道主配電室PLC柜上的觸摸屏實現對PLC的控制，它是PLC最底層的控制，也是最穩定的一級控制。正常情況下由分中心負責隧道交通子系統的控制，當監控中心的上位機出現故障或者監控中心與隧道管理站的網絡故障時，可以改由隧道隧道管理站的組態軟件進行控制；當用戶在下端維修設備時，可以將控制權限轉由現場控制。

4.1.2　交通子系統預案程序。

交通子系統預案程序的目的是在隧道發生交通事故、火災和其它特殊情況下需要在隧道進行交通指揮時，為用戶能快捷的執行諸多交通方案提供一個圖形界面。這些交通方案都是通過和用戶溝通而得到的，實用性強，用戶可以事故的類型和大小選擇合適的預案執行。

4.2　通風子系統程序。

4.2.1　通風子系統維護程序。

通風子系統維護程序負責對隧道內的風機進行正轉、停止、反轉操作，并收集它們反饋回的正轉、反轉、故障信息。由于本項目設計隧道風機實現三級控制，所以通風子系統維護程序分為三種權限的控制：中心控制、管理所控制和現場控制。它的實現方式與交通子系統維護程序類似。用戶操作通風子系統維護程序時需要注意：（1）風機啟動的瞬間電壓特別大（一般單臺風機啟動，瞬間電壓可以達到100A），用戶用啟動風機時，兩臺風機之間必須留有一定的時間間隔，建議在20S。（2）風機正轉和反轉是葉輪朝著不同的方向旋轉，用戶不能在風機正轉時，馬上執行反轉操作，這樣對風機的發動機來說是個致命的傷害。

4.2.2　通風子系統預案程序。

通風子系統預案程序負責對隧道內的風機進行分類別操作，控制它們陸續運行。一般情況下，通風子系統預案有行車道正轉、超車道正轉、行車道停止、超車道停止、單洞正轉、單洞停止等。這些預案的設計思路都是建立在開啟單個風機后延時一段時間的基礎上再開啟相應風機。運行通風子系統預案程序時一定要事先考慮隧道配電室內的低壓斷路器的承載能力。

4.2.3　通風子系統自動控制程序。

通風子系統自動控制程序是根據PLC上的模擬量檢測到的CO（一氧化碳）值、VI（煙霧濃度）值等信息來控制風機的運行臺數、運行方向和運行時間，以達到實現節能運行和保持風機較佳壽命的控制運行的目的。

4.3　照明子系統程序。

4.3.1　照明子系統維護程序。

照明子系統維護程序負責對隧道內的照明回路進行開啟、關閉操作，并收集它們反饋回的回路開啟、照明控制柜手自動信息。由于本項目設計隧道照明實現三級控制，所以照明子系統維護程序分為三種權限的控制：中心控制、管理所控制和現場控制。它們的實現方式與交通子系統維護程序類似。一般來說，照明子系統維護程序一般僅用于維護人員檢測隧道照明回路燈具的情況時使用。

4.3.2　照明子系統預案程序。

照明子系統預案程序是根據不同天氣需要不同亮度等級的原理編制而成的，本系統提供了5種天氣情況下的預案，它們分別是晴天模式、少云模式、多云模式、陰天模式和重陰模式。照明子系統預案在晴天模式下隧道亮度等級最高、重陰模式最低。用戶可以根據不同的天氣狀況，選擇相應的照明子系統預案。

4.3.3　照明子系統時序控制程序。

隧道照明子系統時序控制程序是根據晝間、夜間對亮度需求的差別，在相應時段開啟相應的燈具，本系統利用PLC自身提供的時鐘功能，自動辨識晝間、夜間。用戶只需設置一次設置，既可實現晝、夜間亮度的不同需求又可達到行車安全、節約能源的效果。

4.3.4　照明子系統自動控制程序。

照明子系統自動控制程序利用PLC上模擬量采集到的洞內外光強數據來控制隧道的照明系統，調節出入口以及洞內的照明，保證行車的安全，以及在滿足照明要求的情況下達到節能運行的目的。

5.　結束語

安川高速公路開通運行近半年來，整個隧道隧道監控系統運行相當穩定，盡管這邊隧道內的自然條件特別惡劣，PLC依然能正常工作?？v觀目前隧道監控技術的發展，以PLC為核心的隧道區域控制思想仍將長期處于不可動搖的設計理念。

參考文獻

［1］　羅智佳，鐘漢樞等.公路隧道照明控制系統［J］.交通與計算機，2005，23（125）：117～119.

［2］　《公路隧道通風照明設計規范》交通部JTJ　026.1-1999.

［3］　《公路隧道設計規范》JTG　D70-2004.

［4］　《高速公路機電系統》翁小熊　人民交通出版社.

篇10

關鍵詞：道路養護；公路；村道

隨著科技進步，經濟的發展，人們生活水平不斷提高，交通運輸已經是發展經濟的重要橋梁和紐帶。這就對公路建設的質量及后期的保養與維護水平要求越來越高。然而現在，公路越修越寬，質量越修越高.但我們只注重了公路的修建，卻忽視了道路后期的保養與維修.國家一級、二級公路還可以，但是地方公路及村道在后期保養和維護方面就顯得很差。基本上無人管，無人問。即使有人管，也是形式主義而已.那么如何對道路進行合理有效的保養與維護呢。

公路的保養與維護

1、現在公路的現狀：

隨著技術的不斷發展和運營的需要，公路是越修越長、越修越寬，技術越來越難、越來越復雜。目前，我國公路修筑技術已有長足的發展，技術相對穩定，其中大部分成果已處于國內領先水平，還有一些成果已達到國際先進水平。

在大規模的建設過程中，國內公路建設也暴露出一些不足。首先是規范落后于現實；公路中的許多規范已經陳舊，編寫規范的人多屬脫離現場較長，深刻了解內在規律的人不多，理論不結合實際的多。因此，不要急于編規范。中國面積較大，地形比較復雜。用傳統的方法是不可行的。所以，就目前來看，不要只看功利，不看發展，要在發展中去總結，進行有量的積累，才會有質量的提高。

必須減少公路的運營、防災、照明、監控的投入量。首先要客觀確定汽車的類型和通過量，本著投入低、產出高、不管理的原則進行建設。實驗調查表明：對小于1公里長的短隧道公路不設任何運營設備，照明用反光石代替、運營靠自然通風；對1至3公里的中長隧道公路，只設簡單照明加反光石，采用在洞口設2至3組縱向射流式通風機，隧道側墻每隔200米左右設報警電話或接通維修班的報警按鈕；對3至10公里的長隧道公路仍采用多組縱向射流通風。增設一條口徑200毫米的消防水管和消防栓（每60米）、設手機通訊線及報警電話。照明可適當加強，山區隧道不設監控系統；總之營運設備的投入要慎重，要因地制宜。

“十五”期間，我國鐵路、公路等領域合計約有總長3000公里的隧道工程需要修建，隧道長度大于10公里的約占10%左右。上述問題如果得以及時解決，我國隧道建設將會有一個更大飛躍。

2、公路的保養與維護

一是要建立建立管理制度。做到專人專項管理，因地制宜，分段到人，發現問題及時解決。

（1）順應干線公路發展趨勢和產業特點，在建立干線公路養護管理體制時優先考慮集中統一原則。集中是指領導權的集中，要求必須實施嚴格的分級管理；統一主要是指對高等級公路的養護管理要統一標準、統一規劃、統一調度。

（2）順應社會主義市場經濟要求，大力培育并開放干線公路養護市場，真正實現管養分離。實現養護管理用人機制和用工方式走向社會化，公路養護維修要面向市場，通過招標選擇施工隊伍，建立養護工程的競爭機制，養護工程實現從計劃任務形式向合同管理形式的轉變。以適應干線公路養護工程特點。

（3）建設專業化的養護隊伍。只有人員精干、技術全面、訓練有素、機械配套、安全措施完備的專業化養護隊伍，才能完成干線公路突發事故的搶修工作。

（4）實現養護工程的決策，由經驗型向專家系統型的轉變，養護質量評價標準從“好路率”指標向綜合服務水平指標的轉變。建立和完善高等級公路養護管理數據庫，充分發揮路況評定系統（CPMS）、公路橋梁管理系統（CBMS）及養護維修工程專家決策系統的主導作用；采用國際通行的服務類行業星級評價標準，對高等級公路的使用能力與服務水平進行綜合評價。

二是養護設備及附屬設備的保養與維護

養護機械化是公路現代化的必由之路，養護機械化是保證干線公路使用功能，提高服務水平的關鍵。干線公路養護的主要特點是追求高效率、高質量、高效益，這要求養護機械要具有操作性能好、自動化程度高、作業能力大、速度快、污染小的特點。實現養護機械化，除了部分引進國外先進的大型綜合養護機械外，還須從節約機械購置成本的角度考慮，有規劃地裝備一些高效、低噪聲、低污染且自動化程度較高的國產養護機械設備，全面提高公路養護機械化水平。

村道的現狀

2003年以來，農村公路工程啟動以來，隨著農村公路建設的力度加大，養護管理的積極探索，政府財政大力支持，農村公路養護逐漸走上規范化、正規化、常態化。但仍有一大部村道養護的問題日益突出。

路面病害集中在：水泥板塊碎裂、板角斷裂、脫空、貫穿裂縫等。

在實地調查的時候，我們也就村道養護管理的問題詢問了一些村委會相關人員，均不約而同的得到同一個答復：村道養護難，缺錢缺人缺技術。我們就此通過專題調查了解和分析發現，靠目前市區范圍內“村道村管”的辦法，難以解決農村公路村道養護難題。首先，村里缺乏足夠的投入，因村民大多出去打工，采取“一事一議”來投資投勞的難度很大，其他的收費途徑幾乎沒有；其次，地方政府支持力度極小，幾乎沒有財政支持；再次，村里缺乏公路養護的人才和技術，基礎養護知識極端匱乏，養護效果往往事倍功半。因此，就出現了以下的情景：平時不注重養護，壞到不像樣了再去修修補補，越修越壞，壞了再修，惡性循環，花了不少冤枉錢，路卻越修越爛。村道管養處于“無人管、無錢養”的狀態，養護需求與養護能力之間的矛盾顯現，一些農村道路前面修后面壞，亂堆亂放、亂搭亂建現象到處可見，既影響安全暢通，又浪費資源。

對村道而言，基本上是四五米寬的水泥路或者瀝青路，如果平日里對里不時行養護，有病之后不能做到及時、有效的專業的修護，久而久之，點連片。最終整條道路就全毀了?！按宓来骞堋币彩沟檬袇^農村公路的村道養護管理考核流于形式。實際上，我們并非沒有養護資金進行養護。按照相關農村公路養護管理辦法明確了1100元/公里（四級村道）到2800元/公里（三級村道）的養護資金。這個費用遠遠不能支持村道的養護。

村道的養護方法

1、建立全善的管理制度，制度到人，分段到人。

2、資金來源：政府支持；農民自制。

3、技術：請技術骨干進行技術指導。

我國經濟建設快速發展，對交通基礎設施越來越重視。我們要通過不斷地學習來提高自身的專業知識與技能外，制定完善的道路管理制度，把道路的養護工作做到實處，為我國的發展與公路建設事業做出貢獻。