“低碳經(jīng)濟”背景下公路隧道照明節(jié)能策略探析

韋華池

（廣西交通投資集團河池高速公路運營有限公司，廣西 河池 547000）

“低碳經(jīng)濟”背景下公路隧道的照明節(jié)能控制，需要按照照明系統(tǒng)的特點和情況，制定完善的節(jié)能方案和計劃，利用科學(xué)有效的措施節(jié)約能源，預(yù)防出現(xiàn)能源損耗和浪費的問題，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)濟的發(fā)展要求等夯實基礎(chǔ)。

1 公路隧道照明問題

1.1 照明設(shè)計參數(shù)不合理

近年來，我國關(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機遇，但是由于隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)不合理，可能會出現(xiàn)照明方面的節(jié)能問題，例如：長度較短的隧道，照明系統(tǒng)設(shè)計的方式和洞外亮度參考指標、每個階段的照明亮度指標等設(shè)計不科學(xué)，導(dǎo)致在照明系統(tǒng)實際應(yīng)用的過程中出現(xiàn)電力能源浪費和損耗的問題。

1.2 照明控制方式不良

目前，我國部分公路隧道照明系統(tǒng)中，尚未全面采用遠程自動化控制的技術(shù)，甚至部分管理人員是在現(xiàn)場進行照明系統(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，加之配電回路受到限制，只能設(shè)置三級到六級的照明控制模式，很容易發(fā)生過度或是無效照明等問題，導(dǎo)致電力資源能源浪費。

除此之外，隔盞開燈和關(guān)燈也可能會使路面的亮度缺乏均勻性，出現(xiàn)路面照度閃爍的問題，埋下隧道行車的安全風險隱患。

1.3 缺乏良好的控制理念

目前，我國公路隧道照明系統(tǒng)雖然已經(jīng)開始采用節(jié)能控制的模式，但是只能進行某些燈具的簡單開關(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。而此類問題的出現(xiàn)，主要是管理工作人員缺乏正確的觀念意識，過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題和盲目性的問題，難以按照公路隧道照明的需求和系統(tǒng)的特點科學(xué)合理地進行照明的節(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 缺乏對照明設(shè)施的養(yǎng)護

部分公路隧道的長度較大，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，還可能會由于燈具受到嚴重的污染，亮度降低，出現(xiàn)光利用率不足的問題，例如：某高速公路隧道的基本照明，設(shè)計方面，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，二者之間的偏差過大，而出現(xiàn)此類問題的原因，就是沒有定期進行燈具設(shè)備的養(yǎng)護，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”背景下公路隧道照明節(jié)能策略

本文對重慶市、浙江省、河北省等地區(qū)的高速公路隧道照明系統(tǒng)的狀況進行調(diào)查研究，深入進行技術(shù)層面的分析，開展試驗研究活動，以國內(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 洞外亮度測試

在“低碳經(jīng)濟”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)計并測試洞外亮度是至關(guān)重要的。一般來說，以下幾種策略可以采用來測試洞外亮度：首先，專業(yè)人員使用相關(guān)設(shè)備進行測試，并對測試結(jié)果進行分析。測試結(jié)果可以用于評估照明系統(tǒng)的亮度和光滑性，從而優(yōu)化設(shè)計并減少能源消耗。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。通過軟件模擬，可以全面了解照明系統(tǒng)的工作情況，并進行調(diào)整。再次，便攜式光度計是一種小型設(shè)備，可在不同的位置進行測試。通過在不同位置進行測試，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，無論使用哪種策略進行測試，都應(yīng)該讓測試結(jié)果有實際意義，并且能夠幫助優(yōu)化照明設(shè)計，減少能源消費，在“低碳經(jīng)濟”的背景下，維護環(huán)境平衡是至關(guān)重要的。與此同時，由于洞外亮度的取值不同，可能會導(dǎo)致公路隧道入口部分需要進行加強照明設(shè)計的模式不同，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，加強照明節(jié)能的效果在25.4%左右[2]。

表1 隧道入口加強照明設(shè)計節(jié)能分析

按照實際情況可以了解到，若公路隧道洞口的位置沒有按照周圍環(huán)境亮度合理設(shè)計景觀結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致運營安全受到一定的危害，甚至會使照明系統(tǒng)的設(shè)計過于龐大，出現(xiàn)一定的能源損耗問題，所以在洞口山坡綠化方面和結(jié)構(gòu)物方面，必須要按照實際情況進行減光處理，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問題。

2.2 交通量預(yù)測

在“低碳經(jīng)濟”背景下，公路隧道照明節(jié)能工作中，交通量預(yù)測是非常關(guān)鍵的一步，因為只有預(yù)估到交通流量的變化，才能有針對性地制定照明策略，進一步實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。首先，交通模型是對交通運輸系統(tǒng)的建模和仿真，可以通過對模型加以調(diào)整，預(yù)測未來不同時間段的交通流量。這種方法能較為精確地預(yù)測交通量，但需要具備專業(yè)知識和技能。其次，通過對過去幾年的交通量數(shù)據(jù)進行分析，可以預(yù)測未來的交通量。歷史數(shù)據(jù)參考預(yù)測法的優(yōu)點是簡單易行，但同時存在一定的不確定性。最后，考慮業(yè)務(wù)變化和公共活動的影響。例如，在某些特定日期或活動期間，交通量可能會有所增加。因此，在制定節(jié)能策略時，應(yīng)該考慮到周邊環(huán)境對交通流量的影響。需要注意的是，以上方法僅僅是交通量預(yù)測的一部分。在實際工作中，還需要綜合考慮多個因素，并進行合理的調(diào)整，以確保節(jié)能策略的實施順利[3]。

2.3 設(shè)計速度分析

在“低碳經(jīng)濟”背景下，公路隧道照明節(jié)能工作設(shè)計需要以節(jié)能為前提，同時滿足隧道內(nèi)的安全照明需求。公路隧道照明節(jié)能設(shè)計速度的分析應(yīng)當綜合考慮以下幾個方面：首先，根據(jù)車輛通過隧道的速度來確定燈具的亮度和照明范圍，以保證安全。其次，公路隧道的長度也是影響照明節(jié)能設(shè)計速度的重要因素之一。在照明設(shè)計中，可以通過設(shè)置多個照明區(qū)域，根據(jù)車速的不同逐步調(diào)整亮度，以實現(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，使得車輛在行駛過程中始終保持良好的可視范圍。由此可見，公路隧道照明節(jié)能設(shè)計速度的分析需要綜合考慮多個因素，通過不同的設(shè)計速度優(yōu)化策略，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的[4]。另外，由于設(shè)計速度對照明產(chǎn)生直接影響，因此需要按照實際情況控制設(shè)計速度，如表2 所示。

表2 設(shè)計速度對照明的影響

2.4 照明設(shè)計參數(shù)優(yōu)化

在“低碳經(jīng)濟”背景下，公路隧道節(jié)能工作照明的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化策略主要包括以下幾個方面。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；再次，采用亮度可調(diào)節(jié)的照明方案，根據(jù)車流情況動態(tài)調(diào)整亮度，降低能耗；最后，選用智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)按需開關(guān)燈，進行時段控制；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，降低照明點數(shù)；不僅如此，運用傳感器技術(shù)或是光感應(yīng)技術(shù)，實現(xiàn)智能控制和智能調(diào)節(jié)，達到節(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，達到“低碳經(jīng)濟”發(fā)展的目標[5]。

2.5 節(jié)能光源選擇

在“低碳經(jīng)濟”的背景下，公路隧道照明的節(jié)能工作是一項重要的任務(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，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，同時減少誤反光、閃爍等現(xiàn)象。最后，利用智能控制，可以實時調(diào)節(jié)燈光亮度，根據(jù)車輛流量和車速情況，實現(xiàn)節(jié)能，達到降低能耗，提高節(jié)能效果。綜上所述，在“低碳經(jīng)濟”的背景下，選擇LED 光源、考慮氣候條件、選擇光學(xué)設(shè)計好的光源、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”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)，動態(tài)調(diào)整燈具亮度和開啟時間，以充分利用光照資源并最大程度地節(jié)約能源消耗。其次，這可以實現(xiàn)通過光感應(yīng)自動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，采用可遠程監(jiān)控和遠程管理的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)對燈光亮度、能耗、燈光故障等的實時監(jiān)控和管理，提高維護效率和響應(yīng)速度。最后，借助傳感器和計算機視覺等技術(shù)，實現(xiàn)車輛跟蹤、路況監(jiān)測等，使系統(tǒng)能夠自動調(diào)整照明強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的良好性。綜上所述，“低碳經(jīng)濟”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，通過采用智能控制系統(tǒng)、智能光感應(yīng)功能等，實現(xiàn)對燈光亮度等參數(shù)的自動調(diào)整，最大化節(jié)約能源，提高燈光維護的效率，同時維護良好的路況和車輛外出體驗[7]。

3 結(jié)語

綜上所述，目前，我國公路隧道照明系統(tǒng)存在照明設(shè)計參數(shù)問題和控制方式問題，相關(guān)工作人員缺乏正確的觀念意識，缺少對基礎(chǔ)設(shè)施的維護。因此，本文建議在“低碳經(jīng)濟”背景下，強化公路隧道照明節(jié)能控制，做好洞外亮度的測試工作，科學(xué)合理地進行交通量的預(yù)測，深入進行設(shè)計速度的分析，優(yōu)化相應(yīng)的照明設(shè)計參數(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，做好基礎(chǔ)設(shè)施的維護，為提升公路隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能控制效果做出貢獻。