高速公路隧道照明节能影响因素的研究

高速公路隧道照明节能影响因素的研究

袁大平

湖南省高速公路集团有限公司岳阳分公司通平养护所 湖南省岳阳市 414500

【摘要】随着交通工程的发展，越来越多照明设备应用到高速公路隧道中，由于隧道内部的能见度较低，隧道照明成为了很多高速公路运营安全的重点。但是考虑到电量的使用，很多单位越来越重视隧道照明节能的研究，由于隧道多建设在环境比较恶劣的区域，隧道照明节能在实施过程中影响因素较多，这在一定程度上增加了施工的困难。基于此，本文首先分析了高速公路隧道照明系统的组成，其次重点分析了影响高速公路隧道照明节能系统的因素，最后提出了几点智能节点措施，希望能够为今后的高速公路隧道照明节能提供参考。

【关键词】高速公路；隧道；照明；节能

引言

提高高速公路隧道的照明能够在一定程度上减少交通堵塞以及交通事故的发生，但是考虑到隧道能见度低，长时间高强度照明会造成电量的浪费，这和国家积极响应的节能减排口号相违背，另外在研究隧道节能系统过程中，影响因素较多，为了提高隧道照明的电能利用率，提高经济效益和社会效益，本文对影响隧道照明节能的因素进行了分析，希望通过本文的介绍，能够进一步加深人们的认识，从而更好地推动高速公路隧道照明技术的发展。

1.高速公路隧道照明系统的组成

1.1隧道入口照明

公路隧道内外的亮度不同。白天司机进入隧道时，能见度变化很大，人眼有滞后现象，短时间内产生盲区。为确保公路隧道入口处的充分行车安全，需要安装足够的照明段，以消除驾驶员进入隧道后的视觉延迟。根据车辆进入隧道的方向，通常需要定义关键区域、过渡区域和缓解区域。照明的长度取决于隧道内外的亮度差异，还与设计速度、隧道内照度和隧道墙体材料密切相关。

1.2隧道出口照明

白天，当车辆进入公路隧道且隧道较长时，隧道内的光线比外面暗淡，而且由于接近道路时的亮度差异，驾驶员也会出现视觉调节延迟，会阻止司机有效判断出与前车的距离。夜间在隧道内行驶时，隧道内的光线比外面的光线强，而且还存在视觉滞后，因此司机无法清楚地区分道路方位、路况和障碍物。公路隧道出口处需设置照明过渡区，垂直照明的加强使隧道内外的光线更加接近，保证了驾驶员视觉的适应性，保障了行车的安全。

1.3隧道内部照明

公路隧道环境对行车能见度的影响与一般道路明显不同，这是因为车辆排放的废气没有迅速排入隧道，产生一定量的烟雾。它不仅可以吸收汽车前灯的光线，还可以减少隧道中的眩光和漫射光线。当隧道内形成漫射光幕时，道路前方障碍物和周围环境的照明会降低，从而降低驾驶员的能见度。因此，需要在隧道内安装照明设备，并根据隧道内实际地通车速度确定照度。

1.4隧道应急照明

公路隧道对交通流量有积极影响。当隧道内的照明系统出现故障时，隧道内的光源就会丢失，严重威胁行车安全。为应对突然停电，计划在隧道内安装应急照明系统。隧道的应急电源一般采用不间断电源、应急发电机或两路电源。但是考虑到应急电源系统容量小，需要将应急照明的强度调整合适，以保证隧道内照明水平恒定，使驾驶员能看到道路，并保持在一定的合理距离之内，避免发生安全事故。

2.隧道照明节能的影响因素

2.1交通流量和车速

从目前公路隧道的照明条件来看，大多数人将交通量和车速放在光强曲线模型中，并在计算中考虑这两个关键参数。一般情况下，驾驶车辆时会有运动效果。换言之，当驾驶员进入公路隧道时，他的视野逐渐变窄到他无法看到隧道内部或车辆周围的程度。强化这种现象的特征，为此，必须根据车速不断调整隧道照明的亮度，让驾驶员在兼顾亮度和舒适性的环境中行驶。

车速对所需亮度的影响也反映在“规范”或“交通细则”中，但以列表形式并使用项目速度而不是实际车速。同样，考虑的流量也是预测流量，而不是实际流量，而且流量只有两个值：最小值和最大值。这导致在实际应用中的评估过程不切实际。出于安全原因，通常采用最大值，实际速度通常低于计划速度，实际交通量通常低于计划交通量。根据这些参数，这会导致过度照明和资源浪费。但是，许多模型都考虑了这个因素。它在车辆运行时产生视觉“运动效果”。“动力学效应”是指在隧道内高速行驶时，驾驶员的视野越来越窄，无法看到周围和车辆的两侧，而隧道的管状特性也让这成为可能现象。因此，随着车速的增加，必须相应提高照明亮度，为驾驶员提供良好的视觉环境。

2.2通风和能见度

公路隧道车流量大，车辆越多，废气和烟雾越容易进入，隧道内产生的烟雾也就越多。隧道内通风不通畅，会导致废气、烟尘残留在灯具和隧道内，严重影响灯具的照明和隧道的亮度。同时，如果隧道距离过长，每个区域的烟雾浓度也会不同，导致每个隧道区域的能见度不同。另外，通风良好，隧道光度与灯具产生的光度基本相同，无需调整。另一方面，如果通风不良，应提高隧道灯的亮度，以免影响能见度，从而进一步保证车辆的行驶更加安全。

2.3侧壁材料

在我国，为了达到节能降耗的目的，已经有人开始研究使用反射性磷光材料来粉刷隧道的侧壁，与隧道灯形成了良好的联系。如果在隧道的侧壁上添加磷光涂料，一方面由于涂料的发光效果，隧道的侧壁本身会受到一定的光泽。隧道照明环境可以得到一定程度的改善。通过各种室内模型试验、实心隧道模型试验和模拟试验，隧道侧壁材料的反射系数、灯具间距、安装角度和输出光通量都是可变的，它们之间有一定的内在联系。

3.高速公路隧道照明智能节电综合措施

3.1科学设计照明控制系统

隧道的外部亮度是道路隧道照明设计的重要基准。目前，很多隧道设计单位直接使用相关规范中的上限值，没有充分考虑到隧道入口的实际特点和具体情况，造成能源浪费。隧道内的车流量也在一定程度上决定了对照明的需求。例如，在设计速度为80公里/小时的情况下，理论上大交通量比小交通量多消耗40%以上的电能。另外，很多规划设计部门在优化隧道照明设计参数时，并没有明确灯具的具体配光参数，而是采用系数曲线计算，这在一定程度上增加了能源浪费和运营安全风险。通过对灯具的配光参数进行适当的采集，并存入完整的数据库，在此基础上设计的照明控制系统将更加科学地实现节能目标。

3.2采用智能照明控制模式

由于技术要求不同，目前隧道照明控制方式主要采用顺序控制和手动控制，均不能实现有效的节能。随着照明技术的不断发展，LED照明凭借连续控制的优势，为实现智能隧道照明控制提供了可能。智能隧道照明控制系统自动监控隧道的亮度和进出交通流量，并自动调节LED隧道照明等灯具，应用起来节能效果极佳。

4.结语

综上所述，做好高速公路隧道节能照明研究至关重要，不但能够降低能源的利用率，而且能够实现长期发展目标，正如本文所述，在未来的发展中，相关单位和设计人员要积极对隧道照明系统进行研究，及时发现施工以及应用过程中出现的影响因素，创新设计智能接电方案，并有效采取节能控制策略，更快更好地促进高速公路隧道工程的发展。

参考文献

[1]刘玄.高速公路隧道照明节能设计研究[J].光源与照明,2022(01):20-22.

[2]谢子龙.高速公路隧道照明节能减排对策分析[J].运输经理世界,2021(36):101-103.

[3]詹伟.高速公路隧道照明节能减排对策研究[J].智能城市,2021,7(03):105-106.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2021.03.048.

[4]张笑歌.高速公路隧道照明节能技术的研究[J].南方农机,2020,51(13):180+183-184.