关于隧道灯的技术要求和发展趋势
2022-04-28
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近几年来,随着我国社会经济的快速发展,各层次公路建设里程不断增加,隧道建设数量不断增加。就在这种基建大潮流中。

 

 

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隧道照明作为公路照明的重要细分领域,也成为照明行业关注的点。


随着人们对照明质量的高度追求,刚刚过去的2021年,隧道照明已经呈现出多样化的功能性应用趋势,为汽车驾驶人员提供良好的道路光环境、为工程施工提供便捷高效的管理系统。

 

以科技为载体,经济价值和科技价值。中国照明网通过展示2022年国内一系列隧道照明建设成果和技术报告,对3个领域进行分析大方向发展。


 

1、节约能源

 

在国内各种道路照明改造中,随着LED光源替代潮流的深入推进,隧道照明也紧跟着这一不可逆转的潮流。

 

 

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除LED光源外,隧道照明在隧道节能改造中也发挥着重要作用。有关报道显示,目前国内大部分公路隧道照明的年能耗相当于五成左右。

百万人口的超大城市年用电量。

 

如果采取用电措施,还需要消耗能源,而不是用电措施亮度不够。因此,现有的公路隧道照明的电光技术已受到限制。

 

提高公路隧道照明质量,而太阳能光将成为公路隧道照明发展的新方向。

 

考虑到这一点,相关照明行业人士指出,利用导光管采光系统,可以实现自然光采光的新型方式,在省电的同时,在过渡段进行照明设计。


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更加考虑了人们视线的明暗变化,极大地减少了司机在隧道行驶中洞口黑所造成的安全隐患。然后,再结合光电集成系统。


一体化LED装置,还可自动感应外部光照调节LED照明,解决了在自然光线不足情况下隧道内的照明问题,减少了隧道事故的发生。


 

2、智能

 

伴随着5G技术、物联网、人工大数据等科技创新手段在照明应用端的推广,国内各类隧道照明设施都开始初露智慧升级的端倪。

 

 

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3、风景化

 

伴随着夜经济和文旅业的发展,景观灯光点缀着数不清的基建地标,作为重要社会大众出行重要地标的隧道自然也是其中的一个目标。

 

在2022年,隧道照明已逐渐成为大众出行道路上一道亮丽的风景。


过去,单一的照明环境很难消除天堑通道中驾驶员对黑暗的视觉焦虑。


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2022,充满科技感的灯光让驾驶者倍增直面跨越天堑黑。

 

暗淡自信,艺术感,文化感十足的灯光让曾经的昏暗之路化为驾驶人旅途上缤纷璀璨的“星光大道”。展望2023年,照明行业将展望隧行业道光为全国14亿民众出行增添新光彩。

 

 


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关于隧道灯的技术要求和发展趋势:


一、注重安全应当成为隧道照明设计第一要求


武汉理工大学交通工程系主任、交通运输规划与管理专业教授杜志刚博士“基于安全感的高速公路隧道发光诱导系统——从秦岭一号隧道特大事故谈起”,细致的分析了隧道交通隧道事故案例、分部特征、事故原因;分析了隧道光环境,从自然光源、人造光源及主动、被动发光的标识、指示、及景观耦合营造的公路隧道动态系统环境。还分析了隧道光环境存在过渡剧烈、昏暗、单调等问题。隧道不良光环境会导致隧道不良视觉参照系。隧道内弱视觉参照系导致“时空隧道”效应;隧道进出口剧烈过渡的视觉参照系导致“黑洞”效应与“白洞”效应。介绍了国内外改善对策,可分为结构上改善和环境上改善,从而改善隧道光环境,重构隧道视觉参照系。同时从隧道驾驶安全性需求分析——方向感分析,介绍了基于安全感的隧道视觉参照系重构和主要采用技术。

 


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二、充分发挥LED照明电器和智能的发展,为隧道照明提供优质光效和节能应用


四川营达高速公路有限公司总工程师王兴平的“四川省高速公路隧道照明综合节能技术应用”报告介绍了四川省高速公路建设情况。介绍了四川省在隧道照明节能方面所做的工作,根据2014版公路隧道照明设计细则,对部分已建设公路隧道照明设计进行了节能化改造。开展了和实施完成了《藏区高速公路隧道通风照明设计指南》、《藏区高速公路隧道照明综合节能技术应用示范研究》等科研项目。

 


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新的公路隧道设计更加重视洞外亮度的合理选择。四川省之前大多高速公路隧道照明设计洞外亮度采用4000 cd/m2 ,或4500 cd/m2, 只有个别采用了3500 cd/m2。经调研实测削竹式洞门为2500~3000 cd/m2,端墙式洞门为3000~3500 cd/m2 ,与细则规定一致。新建公路隧道按细则规定进行了隧道照明区段的合理设计。与原设计相比,达到了节能20%以上。大量地推广采用LED节能型灯具和无极调光的配套设计,并按细则进行合理的参数设计,达到节能28%以上。


还介绍了四川省在隧道照明节能技术应用研究,太阳能光伏薄膜遮光棚技术、辅助材料提高照明环境技术、与车随行智能控制技术以及多种技术相结合应用。

 


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重庆高速公路集团公司何彪在他的报告“重庆高速公路隧道照明节能应用设计”,介绍了重庆地处西南山区,今年底高速公路通车里程将达3000公里,其中隧道300多座,里程600多公里,路网运行年耗电量中隧道占了总电费的74%,其中大部分为隧道照明消耗 。山区高速公路的建设和营运难点都是隧道,同时隧道也是电力消耗的主力军,高速公路运营能源消耗的85%发生在隧道内,解决了隧道的电力消耗,也就解决了山区高速公路的电力消耗问题,解决了隧道的运营管理就相当于解决了高速公路运营管理的难题。


2007年6月颁布了《重庆市高速公路隧道运营通风照明供配电消防指导设计意见》,规定一次设计,分期实施:近期——单洞实际交通量N≤700辆•混合车/高峰小时,远期——单洞实际交通量N≥1000 辆•混合车/高峰小时,过渡期——单洞实际交通量700≤ N ≤1000辆•混合车/高峰小时。通过对洞外亮度取值和灯具单排布置等措施,基本段采用中间布置,节约灯具投资约30% , 电费节约1/3 。减少灯具和电缆投资,提高了灯光使用效率及路面亮度均匀度。开展“山区高速公路隧道照明及供配电节能研究”,由于LED灯具的高显色性等优点,为出行者提供了良好的隧道通行体验,获得了良好的社会效益。2006年开始,先后在万开路、云万路、奉云路进行了小量的试点,取得了一系列的技术和运营经验。2013年组建了专门采用EMC模式运营的合资公司,开始大规模地推广应用。自2013年至今相继在渝武路、万开路、云万路、长万路、石忠路、水界路、綦万路、黄彭路、巫奉路等共实施45W LED灯具100000多盏。从测试的数据来看,LED灯具提供的亮度高于规范要求的30%以上。节能比高达60%---65%。


飞利浦照明(中国)投资有限公司销售总监林海用“轻松改造現有隧道照明——Baselogic隧道照明系統”回答了节能改造的方法,并提出了解决方案。

 


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飞利浦隧道照明灯具及控制系统有效的解决了这些问题。



厦门市智联信通物联网科技有限公司副总裁戴新在他的报告“隧道照明与物联网大数据平台”中。做了隧道照明痛点分析,针对隧道照明的特殊性,提供RS485总线通信、电力载波(PLC)和0-10V回路调光控制三种方案。

 

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台达集团LED照明产品技术总监李华斌介绍了“台达LED智能照明节能解决方案”,将通信用高压直流模块创新运用在了LED隧道照明,高可靠性;AC/DC地面集中电源柜,高效、高功率因子、IP55外壳防护等级、易于维护;驱动单元DC/DC 无电解电容或是长效电解设计,高可靠寿命长, 保固维护成本低;结合中达监控CSU单元,无线模块做灯杆LED驱动,控制单元做系统控制与远距调光功能;可不需ZigBee 或PLC, DC电压调变即可调光。较ZigBee 或PLC模块调光更稳定抗扰。

 


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浙江生辉照明有限公司常务副总陆光明在“照明与道路安全光环境隧道可变色温灯具的研究与应用”报告中做了隧道光环境行车风险因素分析,公路隧道光环境复杂、系统环境动态,受隧道特定环境下光源光谱构成、色温、显色指数和亮度等综合因素制约,与自然光照产生的差异,与人视觉生理机能产生冲突等诸多因素造成隧道行车的风险。


隧道事故分布特征:①长隧道内事故多 ②隧道出入口事故率高 ③隧道重特大交通事故、二次事故多④隧道火灾后果严重。从隧道和道路照明的角度去定义光环境即:道路、隧道所处的地理位置的自然可见光范围内及周围自然环境、天气的变化对道路路面亮度的影响程度,这就是隧道洞口及相关道路的光环境。隧道内相对封闭环境中非自然光所建立的照明环境,这就是隧道内的光环境。从而回答了为什么要采用可调光可调色温灯具!

 


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龙腾照明集团有限公司张长坤营销总监以所完成的张涿高速保定段隧道LED照明工程作为成功案例做了“智造隧道之光”的报告。

 


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重庆绿色科技开发(集团)有限公司苏承勇总经理对具体的不同地域和环境条件下的隧道照明进行了研究创新,在“互联网+多色温防雾——全智能LED隧道灯及智能控制系统”的报告中做了介绍,该技术搭载“智慧城市‘云平台’智能路灯管理系统”,取得了跨学科产业化发展的科研成果,实现了多色温防雾霾LED智能路灯照明制造领域和“互联网+”智能管理系统领域融合发展。该技术主要包括LSSP射频集成电路封装,LSTGS智能调色、调光集成电路封装,LSXGF功放集成电路封装,智能控制系统硬件制造、软件开发应用、远程升级及手机APP远程操控等技术,在重庆市渝中区袁家岗草坪下穿隧道、鹅岭隧道、九龙坡区陈家坪下穿隧道应用了该项技术。经重庆市照明管理局组织有关部门对袁家岗草坪下穿隧道工程现场测试,与对应替换的原钠灯相比,节电率达到70.14%。重庆市计量质量检测研究院按照《CJJ45-2006城市道路照明设计标准》和《GB/T5700-2008<照明测量方法>》对已使用两年后的产品进行检测,其检测结果符合该《标准》,且各项技术指标均优于普通单色温LED路灯。该产品先后在G50重庆渝涪高速公路全线收费站、服务区及铁山坪、华山、黄草山、同心寨、庙堡隧道,G5013渝蓉高速全线收费站、服务区,渝遂高速青木关隧道,九龙坡石新路、石坪桥隧道,渝中区菜袁路、龙家湾、黄沙溪、鹅岭、袁家岗草坪隧道,南岸区茶园渣场路、风临路、鹅风支路,丰都县迎宾大道,沙坪坝区汉渝路下穿隧道,云阳县全城区等百余处进行了应用。


广东德洛斯照明工业有限公司市场总监何乃清,以“最新道路,隧道照明节能方案”为题,提出的道路或隧道照明的最新节能解决方案,比原来高压钠灯可节约75%。


主要功能:

1、根据隧道外色温、调整隧道的色温,通过智能调色温,可将隧道照明做到与自然光的和谐统一光,按清晨,中午,傍晚自然环境光进行不同色温调节,也可按春,夏,秋,冬调节色温灯具可根据月份实现3000-5000K自动调整色温,2月为3000K,每月增加300K,8月开始每月减少300K;一般的隧道照明控制二个模式白天模式和夜晚模式,但通过智能调光再次节能30 -50%。

2、根据时段调光:清晨,中午,傍晚。

3、根据晴天、阴天、重阴天等不同的天气情况及车流量来调光。


智能调光主要功能:

1、根据隧道外光照强度、车流信息,实现按需照明。

2、避免”黑洞”“白洞”现象,降低交通事故发生率;

3、减少灯具损耗,延长隧道灯寿命30%以上。

 


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德洛斯在安徽灵璧县凤凰山隧道亮化工程中,经过充分考虑、兼顾了传统艺术性与创新技术性的协调与平衡,最后选择蓝天白云、星星闪闪、十二星座做为主题方案。该方案采用了4000多颗LED二次封装点光源通过不规则布线布置成星光闪闪、变化多端的十二星座,再采用2000多套60W大功率LED双排洗墙灯,通过双排电路无缝对接,排除暗区问题,使之达到白天节约用电时只亮一排、晚上亮度不足时两排一起亮的智能效果,至于隧道顶部,则采用喷涂蓝天白云彩绘的方法,使得隧道不仅仅是链接灵城三大主干道的交通枢纽,更是一道气势非凡的亮丽风景线。

 


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三、应该充分利用自然光在隧道照明中的应用


招商局重庆交通科研设计院有限公司交通工程院院长涂耘在“公路隧道洞外亮度问题解析”的报告中分享了他的研究进展和测试实验数据。

招商局重庆交通科研设计院有限公司副研究员史玲娜“公路隧道太阳光直接照明研究与展望”报告中介绍了公路隧道照明现状:目前公路隧道照明年能耗相当于规模为近五千万人口的超大城市年用电量。采用用电措施,仍需耗能;非用电措施亮度不够。现有公路隧道电光照明技术制约了公路隧道照明品质的提升,而利用太阳光将是公路隧道照明发展的新方向!新的太阳光反射照明技术和太阳光光纤照明技术是史博士公路隧道太阳光照明研究成果,已开发样机,并形成实施方案,正在进行产品化。研究成果使出射的太阳光能较现有技术提高5倍以上,未来的应用前景非常可观。

 


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四、重视标准制定,推动和保障隧道照明工程建设


福建省高速公路信息科技有限公司董事王文熙高级工程师在《隧道照明综合评价体系标准研讨》介绍了公路隧道照明现状、公路隧道照明质量评价现状、公路隧道照明质量评价必要性、编制目的、编制指导思想与行动准则。

交通运输部交通科学研究院杨勇主要从事道路、隧道照明及节能方面的研究,他的报告通过所承担的交通运输部应用基础研究项目“公路隧道照明等效亮度及疲劳抑制机理研究”,交通运输部节能减排能力建设项目“公路运营能效等级及评价方法”,“公路隧道照明节能技术标准化研究”等十余项省部级科研项目,以及参与编写的GB/T24969《公路照明技术条件》、GB/T31446《LED主动发光道路交通标志》、JT/T939《公路LED照明灯具》和T/CECA G-0011《照明系统应用效果及能效评价(道路/隧道)》等十余项国家或行业标准的总结,介绍了“公路隧道照明标准化研究的若干进展”。


招商局重庆交通科研设计院研究员韩直在“照明的元素、艺术与发展”报告中提出了在保证安全的前提下,重视以人为本和光品质、光艺术,将是未来重要方向。