1、精選高速公路隧道照明控制和PLC實現(xiàn)目前新開通的高速公路普遍存在車流量少但是運營成本高的問題。 高速公路隧道照明成本運營成本中很大的一部分。 因此隧道照明的節(jié)能控制一直是隧道運營方關心的問題之一。本文希望從照明規(guī)范、實際應用兩方面論述目前照明節(jié)能控制中存在的問題，并且給出了一個合理的原則。第一、 通過分析照明設計規(guī)范， 破除了人們對照明級別中晴天、 陰天、 云天、重陰天、夜間和深夜的誤解，從而更好的指導用戶合理的使用級別控制。第二、通過分析山西霍州地區(qū)從1 月到 6 月，每月 13 日的日出和日落的情況， 說明了隧道照明控制時序控制方案經(jīng)常存在的時效性問題， 并且提出了一個 合理的時序控制方案

2、。第三、根據(jù)多年的項目實施經(jīng)驗，總結了 PLC照明控制程序在設計應滿足的 條件，從而保證照明控制的安全性并且能滿足用戶多樣的要求方面。用戶有了正確的認識，PLC程序從方案的有效性、安全性和可靠性上做了保障， 這構成了一個完整的照明節(jié)能控制體系， 在項目的實施中取得了很好的效果。一、高速公路隧道照明控制系統(tǒng)簡介為使駕駛員適應隧道內(nèi)外亮度差，消除因亮度變化所引起的視角障礙，減少事故的發(fā)生， 隧道內(nèi)應提供理想的照明， 保證行車安全。 隧道照明控制系統(tǒng)根據(jù)隧道內(nèi)外設置的亮度檢測儀檢測的洞外光強數(shù)據(jù)以及白天、 黑夜等情況， 控制隧道內(nèi)的照明回路開啟或關閉從而調(diào)節(jié)出入口以及洞內(nèi)的照度。 在滿足行車安全的情

3、況下，隧道照明控制系統(tǒng)需要盡可能的節(jié)約能源和延長燈具的使用壽命。二、照明控制的一般原則為了方便用戶對隧道內(nèi)照明的控制， 通常會把多個回路組合成一個級別， 不 同的級別代表了回路的數(shù)量不同，從而影響到了隧道內(nèi)的照度不同。在一些設計文件中，將照明分為六級照明，分別是晴天、云天、陰天、重陰天、夜間和深夜。晴天級別隧道內(nèi)開啟的照明回路最多，隧道內(nèi)的照度值最大。三、照明控制存在的認識誤區(qū)誤區(qū)一：對照明級別中晴天、陰天的認識誤區(qū)一些設計文件中將照明分為六級照明分別是晴天、云天、陰天、重陰天、夜 間和深夜。這樣導致一些用戶只要是晴天就把隧道內(nèi)的照明級別設置為晴天， 而不區(qū)分 夏天和冬天。這樣在晴朗的冬天，把

4、隧道內(nèi)的照明回路開啟到晴天級別， 就會造 成能源的浪費。在公路隧道通風照明設計規(guī)范 JTJ 026.1-1999中P47頁表4.6.2-1中 的規(guī)定如下分級亮度分級亮度IL20（S）m陰天0.25L20（S）R0.5L20（S）IV重陰0.13L20（S）其中L2o(S)表示照明設計中洞外亮度參考值，一般的設計文件該值在 3500cd/m2到4500cd/m2之間。在北方，晴朗的冬天里，隧道洞外的實際亮度都很 難達到O.5L2o(S)也就是設計規(guī)范中的云大。我們在遼寧項目上對12月份的實測 得到的結果進行了觀察，基本上沒有超過 1500cd/m2。這意味著在時序方案設計 時，在冬天這個時間段，

5、全天都可以不把照明級別開啟到晴天級別，這樣也就實現(xiàn)了照明的節(jié)能。誤區(qū)二：對深夜的理解一般情況下，照明級別在深夜級別時，中間段的照明回路會比夜間級別的照明回路少一個基本回路。這樣的設置本沒有錯，但是用戶會僅僅認為在晚上10:00以后到凌晨4:00以前，照明控制可以使用深夜級別。這樣僵化了對深夜 的認識。在公路隧道通風照明設計規(guī)范JTJ 026.1-1999中P42頁表4.2.1中對中間段照明的規(guī)定如下Lin (cd/m 2)計算行雙車道單向交通N2400雙車道單向交通N0700 輛車速度輛/h/h(Km/h)雙車道雙向交通N2400雙車道雙向交通N0360 輛輛/h/h1009.04804.52

6、602.51.5401.51.5我國目前開通的高速公路隧道一般為雙車道單向交通，設計時速為 80km/h, 如果車流量低于每小時700輛時，中間段的照明設計值小于車流量大于 2400輛/ 時的一半。從目前隧道的實際運營情況看，新開通的隧道車輛量一般都會低于700輛/時，因此深夜級別對中間段的控制不僅僅是在深夜可以使用，全天都可以使用。這樣全天使用深夜級別比僅僅在晚上 10點到凌晨4點使用，將節(jié)能43%因此，雖然很多的設計文件都會把照明分為 6個級別，但是晴天、云天、陰 天、重陰天這四個級別是主要是針對的隧道入口和出口的照明回路的控制，而夜間和深夜這兩個級別主要針對的是中間段的照明回路的控制，并

7、且這兩個級別并不應該有時間含義，而是由車流量來確定。四、合理的照明控制方案照明的自動控制方案一般有實時控制方案和時序控制方案，但是在使用過程中，我們更傾向于是用時序方案。（一）實時控制方案實時控制方案是指，PLC更加檢測到得洞外光強值，實時的調(diào)節(jié)照明回路的 開閉數(shù)量，滿足隧道照明需求。實時控制方案本來應該作為照明控制的首先方案， 但在實際的使用過程中由于以下兩點導致實時控制方案得不到普遍的應用，第 一、光強檢測器不能保證絕對在線工作。由于光強設備安裝在戶外，特別容易受到雷擊，因此損壞率較高，再則有些隧道甚至沒有安裝光強檢測儀。第二、當采用實時方案時，照明回路會經(jīng)常被開啟和關閉，從而增加了照明燈

8、具和照明電氣 元件的故障率。（二）時序方案時序方案是指將全天劃分為不同的時間段，每個時間段開啟不同的照明回 路，從而滿足隧道照明的需求。時序方案需要注意的問題是，一個時序方案的有 效時間，即時效性。1、時序方案的時效性。有些用戶一個時序方案全年不變，有些要求高的用戶能達到每月一個方案。但是即使是一個月一個方案，有時也會顯得不合時宜。卜面是山西霍州地區(qū)從1月至U6月每月13日的日常日落情況日期日出時間日落時間日期日出時間日落時間2014-1-1307:4517:392014-4-1306:0319:052014-2-1307:2418:112014-5-1305:2819:312014-3-13

9、06:4818:382014-6-1305:1419:52從該表中可以看出1月13日到6月13日日出時間的變化了 2小時31分鐘 這樣顯然一個時序方案運行一年是不合時宜的。從3月13日到4月13日，日出時間的變化時間最多為45分鐘，因此即使 每月一個方案，在應對變化上也顯得有些滯后。一個合適的方案是在3月、4月份時序方案的有效期應在10天以內(nèi)，而在1 月、12月、6月、7月等月份時序方案的有效期應在1個月以內(nèi)。這樣即可以滿 足照明方案的實效性又能適當?shù)臏p少用戶的配置工作量。五、PLC程序在實現(xiàn)照明控制時，應注意的問題（一）照明級別與回路的對應關系可配置。.在前文介紹了每一級照明都是一個照明回路

10、的組合，每一級照明在車流 量不同時，對應的照明回路的組合也不同。照明級別與照明回路的對應關系必須 是可配置的，這樣才能方便用戶根據(jù)自身不同的運營情況合理配置。. 隧道照明回路的構成大體上可按前文所述，但是考慮到隧道的長短和設計單位的不同， 過渡段的照明回路可能會和入口段的照明回路合并， 因此不同的隧道的實際照明回路的構成也不同， 為了照明控制程序的通用性， 照明級別與照明回路的對應關系應可配置。（二）照明級別的開閉時間是可配置的。由于同一個照明級別在不同的季節(jié)中，它的開啟和關閉時間是不同的，因此照明級別的開閉時間也是可配置的。（三）PLC與中心通訊中斷后能夠獨立工作通常隧道照明的運營方案會保存

11、在中心的運營服務器中， 每小時中心服務器會和PLC進行一次溝通，決定未來一段時間內(nèi)PLC執(zhí)行的照明方案。但是當中心 服務器和PLC通訊中斷后，PLC無法得到最新的運營方案，此時 PLC需要能夠自 動的執(zhí)行存在在PLC內(nèi)的運行方案，該運行方案至少要滿足一個月的使用要求。（四）PLC能夠執(zhí)行中心對某個回路的單獨控制通常中心對照明回路的控制都是以級別的形式控制， 也就是一次控制一個回路組。 但是在某些情況下， 中心需要對單回路進行控制。 比如當中心發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)有故障車輛時， 中心需要將故障車輛所在位置的照明回路全部開啟， 從而提供更好的視覺條件， 防止二次事故的發(fā)生。 這時對照明回路的控制就屬于單回路

12、的控制。（五）能夠?qū)崿F(xiàn)基本回路的交替控制在隧道車流量小時，隧道內(nèi)的基本回路基本上都是只開一半，也就是說只開左側基本照明， 或者只開右側基本照明。 如果這兩個基本回路能夠以天為單位交替開啟，這樣將有助于延長燈具的使用壽命。（六）多個照明回路的關閉需要有適當?shù)难訒r。為了讓隧道內(nèi)的照明不會有突然的、劇烈的光線變化，同一照明段的多個回路都需要關閉時，回路與回路間應有一定的延時。回路啟動時，由于鈉燈本身在啟動的過程中，亮度是逐漸提升的，回路電流的變化也是緩慢變化的，因此，回路的啟動過程可以不延時。（七）應設緊急級別隧道照明要求在隧道發(fā)生火災的情況下，應將隧道的照明燈具全部打開，從而提高隧道內(nèi)的光照條件，這樣有助于人員逃生。在傳統(tǒng)的設計中，晴天級別就意味著所有的照明回路全部