隧道照明工程淺探
山區(qū)高速公路隧道照明運(yùn)營(yíng)管理淺析高速公路的隧道照明，是根據(jù)司機(jī)在隧道行車(chē)過(guò)程中，視覺(jué)空間變化要求來(lái)設(shè)計(jì)的，充分考慮“黑洞效應(yīng)”、“白洞效應(yīng)”及“眩光”對(duì)司機(jī)的行車(chē)影響，將清晰的視覺(jué)信息反饋給司機(jī)，謹(jǐn)防交通事故的發(fā)生，從而提高行車(chē)的安全性和舒適性。近年來(lái)，國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入，高速公路得到迅猛發(fā)展，由川道平原地區(qū)逐步發(fā)展至丘林山區(qū)，山區(qū)高速公路隧道數(shù)量也大幅增加，按規(guī)范要求在隧道內(nèi)設(shè)計(jì)安裝了機(jī)電和救援設(shè)備，其中隧道照明作為隧道機(jī)電的重要組成部分之一，其數(shù)量多、規(guī)模大，如何實(shí)施管理？值得我們進(jìn)一步研究和探索。
在高速發(fā)展的今天，能源匱乏已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，為此隧道照明運(yùn)營(yíng)管理，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)能源的節(jié)約也需要我們認(rèn)真地研究和分析。為了響應(yīng)建設(shè)“資源節(jié)約型社會(huì)”，在保證隧道行車(chē)安全前提下、節(jié)約能源，降低運(yùn)營(yíng)成本，以穿越秦嶺山脈的西漢高速公路秦嶺段和寧陜段的中短隧道和長(zhǎng)大隧道群的運(yùn)營(yíng)為依托，對(duì)隧道照明管理展開(kāi)討論，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
基本情況介紹
西漢高速公路地處秦嶺腹地，隧道137座（單洞），其中特長(zhǎng)隧道12座（單洞）、長(zhǎng)大隧道10座（單洞）、中短隧道115座（單洞）。隧道安裝高壓照明燈具41704盞。除特長(zhǎng)隧道實(shí)現(xiàn)照明自動(dòng)化控制外，其他中短隧道照明沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
西漢高速公路的照明系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中對(duì)照明光源進(jìn)行了方案比選，最終確定采用光效更高、透霧性更好、壽命較長(zhǎng)的高壓鈉燈作為西漢高速公路隧道的照明光源。入口段照明采用400W和100W高壓鈉燈；在過(guò)渡段照明采用250W和100W高壓鈉燈；在基本段照明采用100W高壓鈉燈；在出口段采用150W和100W高壓鈉燈。隧道照明布燈行式為：在隧道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)性布燈或交錯(cuò)布燈。燈具安裝于距路面中心5.2m處的隧道側(cè)壁上。為了防止突然停電，影響司機(jī)的視覺(jué)，在隧道左側(cè)壁上安裝了應(yīng)急照明，安裝高度同基本照明保持一致，并均勻布設(shè)于基本照明燈具間。
運(yùn)營(yíng)存在缺陷
1.依據(jù)規(guī)范，隧道照明通常把隧道分為入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段等四個(gè)段來(lái)設(shè)計(jì)照明開(kāi)啟方式，對(duì)于如天氣、車(chē)速、車(chē)流量等參數(shù)只是給予以最大值考慮，各段照明的長(zhǎng)度和照度也始終是處于最大值狀態(tài)。因此，這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用的隧道照明系統(tǒng)存在著大量電能浪費(fèi)的問(wèn)題。
2.由于全線(xiàn)隧道進(jìn)行了裝修，照明效果大大提高，尤其是中短隧道突顯燈具設(shè)計(jì)密度過(guò)大。在設(shè)計(jì)中對(duì)于中短隧道的入口段的燈光設(shè)計(jì)，按照長(zhǎng)、大隧道入口段的燈光考慮布設(shè)，致使入口段加強(qiáng)照明過(guò)長(zhǎng)，造成入口段加強(qiáng)照明過(guò)亮。
3.隧道照明節(jié)能控制與安全的矛盾突出。營(yíng)運(yùn)者為了節(jié)省電費(fèi)，降低營(yíng)運(yùn)成本，往往采取不開(kāi)燈或少開(kāi)燈的辦法，這種控?zé)舴绞奖砻嫔嫌幸欢ǖ墓?jié)能效果，但有可能造成照度不均勻或局部照度較小的安全隱患。
4.中短隧道照明控制、調(diào)節(jié)的能力不高。除特、長(zhǎng)大隧道群實(shí)現(xiàn)了隧道照明自動(dòng)化控制外，中短隧道沒(méi)有自動(dòng)化控制裝置，燈光的調(diào)節(jié)需要專(zhuān)業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)控制，造成資源浪費(fèi)和管理成本的增加。
缺陷原因分析
由于隧道照明技術(shù)在我國(guó)起步較晚，在2000年以前隧道的照明設(shè)計(jì)，遵照《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 026-90）來(lái)設(shè)計(jì)隧道的照明系統(tǒng)，但該《設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)不很完備，因此在90年代后期，部分學(xué)者在這方面進(jìn)行了深入研究，并借鑒國(guó)外公路隧道照明設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，于2000年1月編制并頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026.1-1999）。該規(guī)范在照明系統(tǒng)構(gòu)成、洞外亮度（cd/m2）和減光、隧道各照明段的長(zhǎng)度與亮度、照明總均勻度（U0）與縱向均勻度（U1）、連續(xù)隧道亮度折減、調(diào)光分級(jí)、光源分級(jí)、燈具及布置、照度(lx)與亮度（cd/m2）計(jì)算方法等方面做出了詳細(xì)的規(guī)范說(shuō)明。隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道內(nèi)亮化工藝被廣泛使用，此時(shí)《設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026.1-1999）在部分系數(shù)取值以及折減率上未即時(shí)進(jìn)行調(diào)整，照明設(shè)計(jì)參數(shù)偏高，造成部分設(shè)計(jì)過(guò)度飽和，導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)中的能源浪費(fèi)。西漢高速公路隧道的照明系統(tǒng)由兩家公路設(shè)計(jì)院分段設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念存在較大差異，部分中短隧道照明未做遠(yuǎn)程集中控制設(shè)計(jì)，通車(chē)后給中短隧道照明系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)極大不便。
運(yùn)營(yíng)管理對(duì)策
一是及時(shí)介入、科學(xué)決策。隨著西漢高速公路的建成通車(chē)，隧道照明運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用較高，其他運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路也普遍反應(yīng)有類(lèi)似情況，為此陜西省交通廳及時(shí)組織調(diào)研，并出臺(tái)了《陜西省高速公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》（試行），在《意見(jiàn)》中提出隧道照明系統(tǒng)應(yīng)遵循安全、節(jié)能、環(huán)保、實(shí)用的設(shè)計(jì)理念，在保證安全行車(chē)和不影響通行能力的前提下，對(duì)部分照明亮度的取值系數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，節(jié)約了工程投資，降低了運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用。
二是細(xì)化照明控制。隧道照明存在過(guò)度設(shè)計(jì)，主要反應(yīng)在隧道出、入口加強(qiáng)照明段，因此對(duì)隧道出、入口段照明應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，首先將隧道出、入口段左、右兩側(cè)加強(qiáng)照明控制進(jìn)行分開(kāi)，優(yōu)化接線(xiàn)方式，增加控制回路。避免出現(xiàn)一開(kāi)亮一片，一關(guān)黑一段的現(xiàn)象，盡量保證隧道內(nèi)路面亮度總均勻度（U0）、亮度縱向均勻度（U1）以及各段亮度達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，符合行車(chē)視覺(jué)要求。
三是加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理，提高維護(hù)效率。針對(duì)照明系統(tǒng)制定維護(hù)計(jì)劃，遵循“統(tǒng)一管理、分級(jí)負(fù)責(zé)、預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則。加大對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的全面檢查，嚴(yán)格控制修復(fù)時(shí)間，對(duì)于易壞易損的照明元器件，如光源、觸發(fā)器、整流器、開(kāi)關(guān)等進(jìn)行備用儲(chǔ)存，從而提高設(shè)備的修復(fù)效率，保證照明系統(tǒng)的完好率與功能的正常發(fā)揮。
四是完善開(kāi)啟方案，優(yōu)化系統(tǒng)配置。結(jié)合交通行業(yè)目前發(fā)展形勢(shì)，積極研究節(jié)能交通管理，探索隧道照明節(jié)電方式，根據(jù)不同時(shí)段、氣候、交通流等不同情況，通過(guò)對(duì)隧道逐一進(jìn)行燈光開(kāi)啟試驗(yàn)，完善日常和特殊情況下燈光開(kāi)啟管理辦法。加裝照度儀將中短隧道洞內(nèi)、外檢測(cè)的數(shù)據(jù)以電信號(hào)的行式送到PLC，由PLC控制隧道照明，PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將照明系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果傳送中央控制計(jì)算機(jī)。進(jìn)一步深化完善長(zhǎng)、大隧道照明控制軟件，借用其照明控制平臺(tái)與中短隧道照明控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中短隧道照明集中遠(yuǎn)程控制。
五是創(chuàng)新節(jié)能，動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)對(duì)隧道照明系統(tǒng)不斷的進(jìn)行優(yōu)化整合，提高對(duì)系統(tǒng)管理的精細(xì)化，操作的規(guī)范化和控制的自動(dòng)化。利用現(xiàn)有的自控技術(shù)和節(jié)能設(shè)備（如LED燈等）緊密結(jié)合，根據(jù)洞外照度變化情況，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)各段燈具照明的調(diào)節(jié)，全面的實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理，從根本上減少隧道運(yùn)營(yíng)能源的浪費(fèi)。
隧道照明系統(tǒng)通過(guò)這幾年的運(yùn)行，我們?cè)诠芾砩喜粩噙M(jìn)行總結(jié)；在各系統(tǒng)上不斷的進(jìn)行完善，通過(guò)對(duì)隧道照明運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀剖析，為最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理，要完成這一設(shè)想，不僅需要技術(shù)的跟進(jìn)，更需要資金的推動(dòng)。
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