公路隧道照明优化设计与计算方法研究

JTG/T D70/2-01—2014《公路隧道照明设计细则》列表数据有限,无法满足公路隧道照明按需控制连续参数取值需求,为解决上述问题,采用MATLAB曲线拟合工具,拟合了隧道入口段折减系数、中间段亮度和照明停车视距计算公式,最大拟合误差分别为-1.43%、-1.7%和8.48%。仿真分析了不同设计时速下隧道车流量、洞外亮度和隧道坡度变化对隧道照明功率变化的影响,提出了隧道照明节能优化措施。结果表明,设计车速超过60 km/h后,车流量和洞外亮度变化引起的照明功率变化开始快速增加。公式化的隧道照明设计方法可为不同工况的隧道照明功率优化计算提供设计参考。     

基于模糊神经网络的公路隧道照明控制系统研究

针对目前隧道照明中存在的能源浪费问题,提出一种基于模糊神经网络算法的隧道照明控制策略,进一步降低隧道照明控制系统的能耗。具体是将实时采集的隧道口洞外亮度、过往的车流量及车速作为照明控制系统的输入量,隧道各照明段的回路调光值作为照明控制系统的输出量,搭建1个3输入-单输出的控制模型,重点对模型的建立和算法的机理及训练进行分析。最后通过仿真实验验证该算法在隧道照明中的节能效果,为现阶段隧道照明控制的相关研究提供一定的参考。     

隧道灯光照明耗电分析与节能控制系统设计

以交通隧道安全舒适行车和灯光照明节能为目标,分析了标准的交通隧道照明亮度曲线模型,仿真分析了隧道外亮度、车流量、车速等参数对隧道灯光照明功率损耗的影响。提出了隧道灯光照明节能减排的方法和按需照明的智能控制系统设计方案。研究表明,降低隧道入口处亮度、按需照明以及LED照明是降低隧道电能损耗的有效方法。     

基于CAN总线的LED智能控制系统在隧道照明中的应用研究

对一种基于CAN总线的LED智能控制系统在高速公路隧道照明中的应用进行介绍。该系统利用CAN总线传输距离远、可靠性高的特点,并依据车流量及实时洞外环境亮度等因素对隧道内LED灯具进行智能控制,实现隧道按需照明,从而达到2次节能的目的。     

隧道照明智能监控软件系统的设计与实现

为了设计和实现"车进灯亮、车走灯暗"的隧道照明智能监控软件系统,采用车辆行为感知传感器、环境信息感知传感器、监控摄像机、调光控制器、LED照明灯具等设备为系统的硬件基础。软件系统以照明节能和智慧控制为目的;以隧道外部环境亮度、车流量和车辆速度为数据基础,根据隧道照明设计细则计算隧道内部各路段的所需亮度;以监控图像为基础,利用图像处理的方法,实时测量隧道内部路面的实际亮度;利用闭环反馈自适应调光方法根据隧道实际照明亮度和所需亮度对隧道亮度进行有效的调节;通过对路面均匀度的判断,确定隧道内灯具的好坏,从而实现快速维护。监控软件已在吉林省通化市赤柏隧道(右幅)投入使用,使用过程中选择车流量和天气情况都相似的3天,分别采用智能监控软件系统的方法、时间控制的方法和隧道内灯具全亮的方法对3种方法的耗电量进行比较。结果表明,该智能软件系统的方法在保证驾驶员安全舒适的前提下,相比于时间控制的方法节能超过40%;相比于灯具全亮的方法节能超过50%。     

隧道照明节能控制系统研究与实现

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,以常吉高速公路的雀儿溪隧道为研究背景,设计了一种隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作运算控制核心,以S7—200作为本地输出控制器,利用工业以太网组建控制环网,运用模糊控制作为隧道照明控制算法。系统通过传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊控制算法运算,输出照明的控制信号,通过功率控制模块实现实时自动调节隧道各段照明亮度。系统采用了照明回路细分精细控制,增加了照明分级档次,提高了照明连续性,节省了系统运营电能。     

隧道照明节能控制系统研究与实现

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,以常吉高速公路的雀儿溪隧道为研究背景,设计了一种隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作运算控制核心,以S7—200作为本地输出控制器,利用工业以太网组建控制环网,运用模糊控制作为隧道照明控制算法。系统通过传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊控制算法运算,输出照明的控制信号,通过功率控制模块实现实时自动调节隧道各段照明亮度。系统采用了照明回路细分精细控制,增加了照明分级档次,提高了照明连续性,节省了系统运营电能。     

舒家湾隧道照明智能控制系统方案分析

隧道照明控制方案基于洞内外光强差,以解决黑洞效应和白洞效应.大部分照明回路处于常亮状态,无车和小车流量状态都是7x24 h运行,存在照明电能浪费.本方案以“安全第一、按需照明”为设计思想,采用先进的控制技术和通讯技术,提供可分段控制、自动适应不同交通量、依据洞外亮度自动调整洞内亮度、洞内无车自动调整至国标要求的最低亮度的隧道LED照明节能解决方案.     

基于LoRa物联网的公路隧道按需照明控制系统

为解决公路隧道节能低碳、减少电力资源浪费的问题,针对公路隧道典型场景,以圭噶拉隧道为依托工程,设计了基于LoRa物联网的公路隧道按需照明控制系统。通过对物联网主流通信技术的分析比选,选择了适用于隧道典型场景的低功耗广域物联网技术,并以该技术为基础搭建了按需照明的调光系统。系统通过现场布设的各类传感器采集隧道洞外实时亮度、灯具亮度、交通量等数据,通过LoRa物联网将采集数据上传至主控器,主控器结合照明设计细则的亮度计算方法实时控制隧道内照明亮度,实现精细平滑调光。该系统还增加了车辆感应联动设施,通过检测车辆信息实现车来灯亮、车走灯熄的功能,最大程度地实现节能减排的目标。     

山西太古路西山隧道(13.654km)通风方案研究

随着我国10多年公路隧道建设的迅速发展,国内已涌现出大量的长、特长隧道,公路隧道建设和营运管理也积累了较多经验,有关的技术也得到了很大提升。依托于《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ.026.1-1999,以下简称规范)的《公路隧道通风设计细则》正在编制中。为了保证需风量取值的合理性,本文对西山隧道需风量计算分别就规范的基准排放量,细则中的基准排放量,根据欧Ⅱ、欧Ⅲ排放和PIARC计算公式,对污染物不同折减系数,不同阻滞车速工况下分别计算了三套需风量,以保证需风量取值的合理性。     

基于照明优化的隧道洞外亮度L20（S）的定量研究

在比较现行公路隧道洞外亮度确定方法的基础上,定量分析洞外亮度取值对入口段加强照明灯具布置及能耗的影响。采用最优化方法,以能耗最低为目标,得出洞外亮度取值与入口加强照明的布灯间距存在高次多项关系,与能耗满足线性关系,从而为隧道照明节能设计及洞外减光设施的设计提供工程指导。     

太阳光光纤照明在公路隧道中的应用研究

采集太阳光照明系统已是各国竞相研究的热点。介绍太阳光光纤照明系统研究进展,结合太阳光光纤照明与隧道照明的特点,分析太阳光光纤照明系统应用于隧道照明的可行性。指出将太阳光光纤照明与隧道照明相结合,降低隧道出、入口段加强照明能耗是可行的,并可解决隧道洞口视觉问题,实现隧道洞口亮度与洞外环境亮度同步变化。     

隧道路面明色降噪微表处技术研究

隧道内环境封闭路面亮度低,某些照明不足或未设置照明系统的隧道路面行车安全隐患大.明色降噪微表处罩面技术是一种显著提高隧道路面明亮程度改善行车条件的预防性养护方法,它可以提高隧道路面明亮程度以及抗滑性能,同时使用安全节能环保,施工方便.隧道路面通过明色降噪微表处罩面,可以增加隧道内部亮度,提高可视性,有利于行车安全,具有一定的推广应用价值.     

基于发光反光高性能涂料的隧道照明安全与节能技术应用研究

为解决公路隧道照明节能压力和品质提升之间的矛盾问题，采用新型发光反光高性能涂料用于隧道涂装。通过模拟分析不同涂装方案对路面亮度、亮度均匀度及目标物亮度的增益作用得到适用于工程的应用方案。依托工程应用效果表明，采用发光反光高性能涂料涂装后，隧道行车安全性和舒适性程度更高，所用方案可降低隧道照明年运营能耗在20%以上。本技术对提升隧道照明安全和节能水平、推动隧道提质升级具有促进作用。     

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求，以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据，基于驾驶员驾驶工作负荷理论，从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度，分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段（公路－Ⅱ级）设计实车试验进行定量研究。1）运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据，发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系： 平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小，海拔高度3 200～3 300 m驾驶工作负荷度居中，海拔高度4 300～4 400 m驾驶工作负荷度最大。2）通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正，得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3）提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数，海拔高度3 200～3 300 m时为1.2，海拔高度4 300～4 400 m时为1.8。4）得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。     

高速公路隧道洞口遮光棚亮度长度计算及经济性分析

隧道入口的长度和亮度与交通安全密切相关,根据CIE88理论推导出了满足行车安全的隧道入口遮光棚长度、亮度的计算公式,为遮光棚的设计提供了理论依据。通过案例分析表明,遮光棚的应用与传统电光照明相比不仅具有节能减排作用,还可有效降低工程造价,具有较好的经济优势。     

基于电力线载波的隧道LED照明控制系统研究

公路隧道照明的目的是把必要的视觉辨析信息传递给驾驶员,确保车辆在白天或夜间行驶时,能够安全地接近、穿越和通过隧道,防止因视觉辨析信息不足而出现交通事故。隧道LED照明控制系统是基于LED灯能瞬间启动并调整亮度的电气特性,并综合考虑高速公路隧道内环境亮度、车流量等因素,采用电力线载波通信技术实现对LED进行亮度调节。结果表明：将LED隧道灯与稳定可靠的LED隧道灯照明控制系统相结合意义重大,节能降耗效果显著。     

基于太阳光照明的隧道按需照明节能控制技术研究

针对隧道加强照明高能耗问题，结合太阳光直接照明的优势，提出太阳光和LED相结合的按需照明智能控制方法。根据实时洞外亮度和交通量确定的照明需求和洞内反馈亮度，由亮度需求差进行LED照明控制调节，最大化利用太阳光实现智能按需照明节能效果。根据试验测试结果，在满足规范要求和安全前提下，可达到50%以上的节能效果。通过对该技术的研究和应用，以期提升隧道照明节能技术水平，推动隧道提质升级，实现公路交通绿色低碳目标。     

公路隧道照明采用不同光色光源的光效研究

在明视觉和中间视觉条件下,选取5个背景亮度对10名视觉正常的测试者进行反应时间测试试验,研究高压钠灯(HPS)、金属卤化物灯(MH)、紧凑型荧光灯(CFL)和发光二极管(LED)这4种光源的光效,及其光效相互之间的换算关系.同时,基于反应时间试验结果,以高压钠灯为基准,计算其余3种光源的亮度对比系数、相对光效和折算发光效率,最后综合确定不同光源在隧道照明环境中的适宜性和节能性.