近十几年来我国大力推进交通基础设施建设 全国范围内广泛开展县县通高速工程,为提高城乡交通建设水平和加快实现现 代化建设奠定了坚实的基础。在交通基础设施的建设过程中,受 我国地理条件的影响,如中西部高原多山和东南部丘陵多水域 等,需要建设大量的山体隧道和水底隧道。随着通信、计算机、图 像处理和控制等技术持续革新,安全、便捷、舒适、经济和高效的 交通环境受到广泛关注。人们对日常交通提出了更高的要求,智 慧隧道呼之欲出。隧道照明作为隧道机电设施中的必要部分,向 智能化方向发展是一个必然的趋势。一个良好的智能照明系统 不仅能给驾驶员提供一个舒适的行车环境,提高行车安全性,同 时也能实现国家节能减排的目标,实现按需照明和降低照明的能 耗,达到最大限度的节能目的。
隧道作为一种特殊的密闭建筑结构,在保障通行安全的情况 下必须提供足够的照度。驾驶员作为车辆的操作者,对道路状况 和相应信息的接收尤为重要。当车辆在不同时间段和气象条件 下进入隧道,环境和光强的变化,会引起驾驶员的视觉变化。由 于人眼视觉滞后效应,会产生视觉盲区。当驾驶人员行驶到隧道出口附近,由于洞内外亮度差会产生“白洞效应”,这都将对行车安全造成影响。为减小这种现象对驾驶员的影响,隧道内部的 照明不仅要求有足够的照度,而且需要按照一定的亮度曲线进行 设置。隧道照明系统主要由隧道中间段照明、入口段照明、过渡段照明、出口段照明、接近段减光设施、应急照明以及洞外引道照明等组成。通过对这些常规的隧道照明设施进行智能控制调节,实现隧道照明的要求。
( 1) 系统包括系统功能、控制方式、接口、控制设备和软件要求等,能适应隧道特殊的使用环境。
( 2) 能够实现系统自动控制、远方遥控或就地手动控制的功能。
( 3) 能够根据隧道外部气候条件、隧道内平均车速和流量进行照明亮度的自动调节,降低照明能耗。
( 4) 实现隧道分段亮度调节的功能: 按入口段、过渡段、隧道内部、过渡段和出口段进行调节。
( 5) 系统对 LED 隧道灯的控制采用 0 ~ 10 V 控制。
( 6) 能够根据时间、亮度和气候等条件所设定的运行模式进行调试和控制,根据操作员的操作权限对系统时控和光控等模式 进行参数按需设置。
( 7) 照明系统具有设备自动诊断、巡检功能以及现场实时数据采集功能,采集的设备信息包含: 各个 LED 隧道灯组灯的亮度等级,LED 隧道灯和调光电源的故障信息,灯具、电流、电压和功率等监测告警。
( 8) LED 隧道灯与控制系统失去通信时,延时 10 min 后,灯亮度自动调到 100% ,保证故障时照明。
( 9) 系统应支持广播和点播等多种通信,同时提供必要的网络安全措施。系统软件支持在线升级。
( 10) 隧道 LED 照明控制系统应以数据、图形和图像等方式显示隧道内 LED 照明系统的运行情况和控制模式等。自动按照预设的模式完成备份和数据文档存储,满足管理方对数据进行查询、统计和形成报表的需求。对各类日报、月报和年报自动进行对比分析,对设备和线路的电压和电流等运行数据进行分析, 同时设置权限管理。
( 11) 当隧道一旦发生火灾,调光系统接收到 FAS 火灾报警信号,联动控制隧道所有 LED 隧道灯具 100%光输出。LED调光系统如发生故障,故障区域内的 LED 隧道灯 100% 光输出。
( 12) 系统应满足规范对电磁兼容和谐波的要求,不应对隧道内设备的供电质量产生影响,同时也不能对供电电网产生 伤害。
( 13) 为将来运营管理考虑,实现手机和平板电脑等设备的移动巡检。
在我国道路交通设施高速发展形势下,智能化、人工 AI 技术和大数据分析等创新技术得到广泛应用,改变了以往常规的隧道设计、建设和管理运营模式。隧道不再是一个简单的交通通道, 隧道内照明也不仅仅只提供光照功能。在目前,大量的新技术和新产品在隧道内的广泛使用将促使隧道向智能化方向发展。为了提升隧道内各类设备的使用效率,隧道监控引入了综合监控系统,从而提升了整个隧道设备的综合管理能力。借助综合监控系统完成隧道内设备工作数据监控采集,加强后台对设备的操控能力,提升了隧道设备运行稳定性、可靠性和安全性。隧道照明作为隧道建设和运营所必需的基本系统,作为一个耗电大户,其智能控制方式可以实现节能降耗的目的,为国家可持续发展提供助力。