如何把隧道照明做到按需照明?
一、應用背景
據統計，隧道照明的能耗有70%左右是浪費在“過度照明”。交通部頒布了新行業標準《公路隧道照明設計細則》(JTG/TD70/2-01-2014)總則1.0.7明確規定：公路隧道照明應進行調光控制設計。
如何把隧道“過度照明”做到“按需照明”?
二、技術發展現狀
我國公路隧道照明節能技術在理論上的研究已經很成熟，重慶交科院、浙江交科院等都開展過多年的隧道照明節能控制理論的研究，也取得了多項成果。隧道照明控制系統目前在全國已經開始大規模的設計與應用，浙江、重慶等地走在全國的前列。總的來說，國內開展隧道照明節能控制技術已經有8年多的時間了，很多試點較成功，但大規模的設計推廣還是在2014年新的隧道照明規范出臺以后。具備專業的綜合交通量、環境亮度、行車速度及公路設計標準等因素進行隧道照明節能控制改造，且穩定性、安全性、專業性強的綜合應用還是不多，主要是很多廠家缺乏公路隧道照明設計與安全專業知識，簡單套用類似控制方案來進行隧道控制，容易造成控制方案不能滿足照明標準和安全營運的要求，系統的應急處理能力、穩定性存在一定的問題，造成安全隱患。建議企業聯合交通專業科研單位開展智能照明控制技術的實施，確保隧道節能控制改造符合規范要求，建立隧道照明控制專業控制模型，保障營運安全。
三、存在的問題
隨著隧道照明節能控制系統在照明改造中的大規模設計與推廣，系統在應用過程中也碰到很多問題，主要問題歸納如下：
1)隧道照明控制缺乏專業節能模型，難以實現“按需照明”。
目前市場上很多的隧道照明控制系統僅實現手動開關、分檔調光功能，未根據各隧道實際情況和設計規范建立專業隧道照明調光模型，不符合照明新規范調光要求，不能保障運營安全，難以通過交工驗收。
如：洞內亮度是一個實時變化參數，需要根據隧道外亮度、實時車流量、行車速度等參數進行動態調光，還需要考慮隧道燈具隨使用時間出現的光衰以及隧道墻壁材料的清潔度和反射照度變化等因素，因此調光模型不是一成不變的，需要在節能改造后，對實際隧道內外亮度進行跟蹤實測后建立“一隧道一模型”調光模型，這樣才能符合設計文件和設計規范的要求。
2)照明控制系統對隧道行車安全策略考慮不足。
隧道照明首要保障隧道內行車安全，節能控制器需要建立各類安全策略：各時間段洞內最低照度限值、各類應急處理模型，包括亮度值取值算法、亮度儀異常處理預案、通信故障預案、信號線纜故障預案、隧道安全聯動預案等。
如：控制系統與關鍵傳感設備的安全預報警與自身應急處理模型不夠完善，如遇設備故障時缺乏應急處理措施保障隧道安全運營;缺乏與隧道交通安全事件的聯動控制功能，隧道發生事故時的應急聯動功能有待提高。
3)隧道照明控制專業研究和實際應用考慮不足。
目前大部分照明控制系統，缺乏對高速公路隧道照明的針對性研究，尤其對安全運行特定策略研究不足，并對隧道專業參數的獲取存在誤差，容易造成不能滿足規范設計要求，存在安全隱患。
四、隧道照明節能控制系統應用分析
4.1系統構成
系統應具備了科學智能調光、能耗監測等功能。智慧隧道照明節能控制系統包括照明控制器、洞外亮度檢測器、車(2014C01093)
輛檢測器、控制信號輸出模塊以及控制軟件。以回路時序控制系統為基礎，同時在此基礎上實現在不同工況下LED燈調光控制方式。回路時序控制系統充分利用原有回路控制系統，同時LED燈具無級調光控制作為回路時序控制的一個補充，當遇到天氣變化或短時交通量變化較大時，可通過洞外亮度檢測器和車檢器，按預設的控制策略進行調光，實現“按需照明”。
4.2系統結構特點
國內目前先進的隧道照明節能控制系統均包括由入口段亮度檢測器在內組成的反饋控制系統，如下圖所示。
對于長隧道，為監視基本段LED照明燈具的光衰還增加了洞內亮度檢測器。
4.3系統功能要求
1)系統應具備較好的穩定性與安全性，實現隨洞外亮度和短時車流量變化進行調光。
2)根據國家和行業規范建立了“一隧道一模型”的智能調光模型，實時照明指標檢測都能滿足國家規范開燈要求，安全節能。
3)系統具備完善的應急處理能力和隧道其他設備的智能聯動能力，具備平臺整合能力。
4)系統應能提供統一的管理，并能和現有的監控平臺無縫銜接。
五、結論
隨著國家和省政府大力推廣LED等綠色照明系統和EMC(合同能源管理)模式，成熟的節能技術和管理理念為隧道照明節能改造提供了有力的工具和管理平臺。尤其國家倡導用EMC方式來改造隧道照明，更需要采用先進的節能技術來增加節能量，減少投入的回收年限。同時需要實用的節能控制系統來實現節能控制和能源監測的一體化管理，使高速公路的能源管理更加的科學化與精細化。
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