LED隧道照明无极调光系统在隧道的应用分析

LED隧道照明无极调光系统在隧道的应用分析

彭天意

广东省路桥建设发展有限公司云梧分公司

摘要：本文通过对现代的隧道照明的现状、LED灯具的优势以及无极调光照明控制系统的论述，来对LED隧道照明无极调光系统在隧道中的应用做出了分析，对今后的隧道照明LED无极调光系统的使用提供了参考依据，希望对同行们带来一定的帮助与借鉴。

关键词：LED；隧道照明；无极调光系统；应用

0引言

在我国的山区中的公路的建设里，有很多的路段都是隧道，所以在隧道建成以后投入使用时就需要消耗相当大的电量，进而造成使用的成本增加。又因为在偏远的山区，经济不够发达，通过的车流量也较少，所以在高速公路隧道中所使用的灯光照明费用已经变成该地区管理部门的一笔非常沉重的负担。所以怎样改善公路隧道中的能源消耗问题已经成为我们需要解决的问题。LED灯具凭借它自身所拥有的能耗使用低、无极调光性、绿色环保以及成本低的优点，被广泛的应用到了隧道中的照明系统里。因此可以这样说，在以后的高速公路的隧道照明的系统里，LED无极调光系统的应用前景非常的广阔，目前正在处于推广的阶段。

1隧道的照明系统的现状

目前在我国的公路隧道的照明系统中，其关于节能的技术与国外的水平还依然有很大的差距。而在高速公路的隧道照明系统中所采用节能的常用手段主要是通过在选择灯具时采用低功率的设备、在隧道的内部选用一些反射率较高的装修材料、使用节能的光源、选择合理的灯具布置等方法来实现节能。但是这些方法的节能效果不能让人完全满意，因此特别需要一种新的节能方案。

2隧道的照明系统中使用的各种灯具的特点

我国的隧道中目前经常使用的照明灯具的品种有很多种。因此下面对各种灯具的优缺点进行了一一的分析：

（1）高压钠灯的使用特点：优点为使用寿命比较长、性能比较稳定、发光效率良好、透雾性能较强等；缺点为其光电参数大约是100-130lm/W、山区受弯电压不稳导致实际的使用寿命比较低等。

（2）低压钠灯的使用特点：优点为其光通的维持率极高、发光的效率较高、透雾性能比较强等；缺点是等的显色性能较差、使用的寿命不长和运营维护过程较困难。

（3）金属卤化物灯的使用特点：优点为功率比较大、发光效率高、显色性能好；缺点是不够绿色环保、使用寿命较短等。

（4）荧光灯（节能灯）的使用特点：优点为节能与环保、发光效率高等：缺点为成本高、透雾的性能不好等。

（5）电磁感应灯（无极灯）的使用特点：优点为使用的寿命长、发光性能良好、可以做到瞬时的启动、显色性能良好、方便管理与后期维护等；缺点为配套比较繁琐复杂、成本高等。

（6）LED灯的使用特点：优点为亮度极高、发光效率高、使用的寿命较长、显色性能优、使用时所需求的电压较低、灯具中的电流较小、可以做到快速启动以及运行的成本低等；缺点为透雾性能不好、配置不当较容易出现频闪的现象等。

3LED隧道照明无极调光系统的工作原理

数据采集层当中的车辆检测器、一氧化碳检测器、透过率检测器和温湿度检测器等将隧道内外的各种参数准确的检测出，并将测出的数据输出到数据处理层中并且把数据进行及时的分析处理，把数据再上传的机房控制端的服务器中，控制端的服务器依靠原先设定的程序或者人为指令，输出正确的控制信号到具体的设备端部，以便完成LED隧道照明无极调光系统的自动控制。见图1。

图1隧道智能环境控制系统构成示意图

4LED隧道照明无极调光系统的调光控制

4.1基本照明控制

在隧道中，其基本的照明灯一般都需要全天候的持续工作，所以设计师在设计隧道中的基本照明亮度的时候应该要考虑留有足够的冗余量。在过去传统的照明设计的方法下，照明灯具在其投入运营的初期亮度必须要超出规范的基本要求，达到一定程度上“过度的照明。为了防止出现因为过度的照明导致电脑浪费情况的出现，同时也为了降低LED等的光衰，并延长LED灯的光源的使用的寿命时间，在实际的使用过程中，一般将基本的照明的使用功率设置在其额定使用功率的80％左右。在以后的使用过程中，还可以按照LED盯的光衰情况，对LED灯具的输出功率进行慢慢增加，一直到100％功率输出为止。

4.2加强照明控制

LED灯无极调光系统在正常的情况下可以分手动控制和自动控制，同时还可以远程监控。手动控制是依靠现场的具体情况，监控室的相关值班人员按照计算机上的监控软件，对隧道内的各界面的路段内的灯具进行手动控制打开、关闭以及调光操作等。自动控制则是按照对现场实时采集到的在隧道洞内外的亮度值，无极调光系统自动的控制隧道内部LED灯的照明亮度。而且自动控制又可以分成白天与黑夜两种控制模式，白天可以按照其光照度的强度等级化分为晴天、阴天和黄昏的光照度来配合隧道内的车流量的等级、车速的等级来控制；夜晚则是按照时间段和车的流量等级、车速的等级来控制。见图2。

图2加强照明控制

4.3应急照明控制

为了避免出现由于突然停电而造成隧道的骤暗进而影响在其中的行车安全的现象，在隧道的全线中都要设置应急照明设施，在设计时需要把隧道的单侧的基本照明灯具要同时也可以做应急照明设施。当隧道中出现断电情况时，LED灯的无级调光控制器要瞬间把基本照明灯的使用功率控制到其额定的功率的20％上下，让隧道内的照明系统在即使断电的情况之下，也可以是应急照明的光效与没断电之前的基本照明一样，可以显著的防止“斑马效应”的出现，同时还可以最大限度地避免发生公路隧道交通事故。当隧道的基本照明处于应急的工作状态时，应该和EPS取得沟通交流，这样EPS就可以依靠转换后调光控制器使之进入应急的状态工作。

由于隧道大多位于山地丘陵地段，隧道洞外的亮度变化比较大并且周期时间短，所以在设计上一般采用下面的控制方法：白天（6：00—17：30）打开基本照明与加强照明，其中加强照明需要按照环境中的亮度的要求进行适当的调节；夜间（17：30—22：300）打开基本照明；深夜（22：30—6：00）打开基本照明，加强段的照明以及基本段的照明的亮度判定按照设置亮度K值来确定，例如在面对行驶的车辆过多的情况，需要适当调整隧道内的光照度时，就可以依据设置自动K值来完成，K值越大则隧道内的光照度就越亮。K值仅仅是改变了加强段内的调光值，而中间段与基本段的调光值则不用变。当出现火灾的时，需要打开隧道内的所有的回路照明。

4.4信号的传输

为了使信号的传输变得更加稳定与可靠，其调光信号需要选择RS485总线传输的方法，灯光强度与车检器检测的数据都通过节点光端机发送到集中控制器中，为了防止出现单灯控制器进行反复的调光的现象，一般将调光的时间设置为间隔1-5分钟，以此来确保隧道的照明调光的适应性以及行车安全性。

结束语

使用LED照明无极调光系统，更好地贯彻与落实了国家目前实施的节能减排的战略。降低了能耗，保护了环境，报废还可以回收，是绿色环保的，使用的前景十分广阔。

参考文献：

[1]陈仲林.公路隧道照明设计研究[J].中国照明工程年鉴，2008（12）：293-295.

[2]路秋生.数字可寻址照明调光控制接口（DALI）[J].照明工程学报.2008（2）：73-75.

[3]周健，吕晓峰.杨洋公路隧道LED灯照明系统无级调光控制方式研究.中国交通，2009（8）：23-25.

[4]钱怀风，高株.公路隧道LED智能照明调光控制系统.中国交通信息化，2010（6）：47-49.

[5]王霞.LED]嘿明亮度智能无级控制系统在城市隧道中的应用[J].交通科技，2009（1）：87-89.