公路隧道无车照明控制方案探讨

借鉴"人来灯亮、人走灯灭"的楼宇照明控制思路,针对山区高速公路运营初期交通量的实际情况,提出"车来灯亮、车走灯灭"的隧道无车照明控制方案,其适用于交通量较小或昼夜交通量相差较大的公路隧道,以减少"无效照明"、实现"按需照明",可大幅降低隧道照明能耗,并延长照明灯具的使用寿命,具有较好的经济效益和社会效益.     

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。     

基于物联网的隧道智能照明控制系统

传统隧道照明存在无法根据需求场景自动调光、隧道黑白洞效应,以及灯具寿命短、能耗高、维护困难等问题,为提升隧道行车的安全水平,降低能耗,延长灯具使用寿命,解决隧道照明存在的不足,以安全出行、创新创效、降本增效为出发点,文中经过多次实践研究,在隧道照明系统中引进基于物联网的微波雷达检测和智能调光的控制技术,实现车来灯亮、与车相随、按需照明的智能化照明模式,为公路隧道提供安全、可靠、节能的智能照明。     

车辆感应式隧道照明控制系统研究

当隧道内车流量较小并且通过隧道的车辆之间时间间隔很长时,隧道照明设备持续开启会浪费大量的电能,因此对交通流量小的隧道研发节能环保的照明控制系统就具有其独特的意义。文章在车辆感应式隧道照明控制系统设计的基础上,主要对其车辆检测技术、车辆感应式隧道照明控制技术、照明灯具控制技术等关键技术进行了研究。与实际相结合,检验了各关键技术在系统中的运用成果,从而验证了车辆感应式隧道照明技术具有车来灯亮,车走灯熄的功能,既保证了车辆的安全行驶,又节约了隧道照明系统的电能,达到了平衡安全与环保节能的目标。     

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。     

“盖挖+自进式管棚”进洞法在崩坡积体中的应用

新疆G575线东天山特长公路隧道出口穿越较大超浅埋崩坡积体。为保证隧道在超浅层崩坡积体中安全、快速通过,控制隧道变形、坍塌、滑移等风险,采用“盖挖+自进式管棚”进洞法施工方式,在发挥盖挖法形成的初期支护钢架 “拱”保护作用下,确保“拱下”洞内自进式管棚施工的安全; 并采用超前自进式管棚注浆预加固松散崩坡积体围岩的施工方式,实现暗洞中安全快速地掘进,确保施工工期。通过对不同进洞方案比选研究与现场实践,并对隧道施工过程中的拱顶地表沉降、洞内拱顶下沉、洞内水平收敛进行监测,回归分析量测数据后充分证明： “盖挖+自进式管棚”进洞法施工对崩坡积体的整体稳定性没有产生影响,采用“盖挖+自进式管棚”法,在崩坡积体中既可确保安全进洞,还可缩短工期。     

山岭隧道洞口遮阳棚及其照明设置方法研究

隧道照明入口段的长度和亮度直接影响隧道的交通安全，但同时也是隧道照明系统的能耗大户，如何在保证运营安全并营造高速公路隧道良好的驾驶视觉环境的前提下节省能耗是目前隧道照明系统建设运营的重点研究方向。通过探讨与研究公路隧道进口处的减光设计，提出了一种结合智能调光技术的隧道遮阳棚设计，将遮阳棚作为隧道照明入口段，降低了隧道入口处加强照明的能耗。同时运用基于无线物联网技术的智能照明调光技术，解决了在雨雪或者遮阳棚表面附着污物的特殊环境下遮阳棚段路面亮度不足的问题。此外基于无线物联网技术的智能照明调光技术还为解决目前照明区段的分界处亮度突变以及有线调光信号会被湮灭的问题提供了方案。该隧道遮阳棚设计方案在满足隧道行车安全的设计要求下，可降低隧道照明入口段能耗，为今后公路隧道的节能减排提供参考。     

基于安全与节能的公路隧道夜间照明研究

从行车安全与降低能耗两个角度出发,研究公路隧道夜间照明条件。采用实车实验分析道路亮度与障碍物识别距离、主观安全感知之间的关系,提出保证行车安全的最低路面亮度值,结果表明路面亮度大于0.5cd/m2能够满足驾驶人行车视觉需求,主观安全感知水平较高;针对现行规范及隧道照明设计中的不足,综合考虑夜间驾驶人在隧道洞口路段明(暗)适应的视觉需求及节能效果,提出隧道夜间照明优化方案,基于照明仿真软件比较分析优化方案与规范方案的照明效果及能耗情况,验证优化方案的安全性及经济性。     

“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略

在世界低碳经济发展和我国节能减排战略背景下,照明节能是当前关注的焦点问题之一。公路隧道照明系统全天运行,是公路隧道最大的能耗系统之一,随着我国公路隧道数量不断增加、长大公路隧道及隧道群不断出现,公路隧道节能与安全之间的矛盾日益凸显。首先分析目前我国公路隧道运营照明存在的突出问题;在此基础上提出公路隧道照明节能的15项重要措施,工程实践表明可实现公路隧道照明综合节能20%以上的总体目标,具有较好的生态效益、经济效益和社会效益;最后对公路隧道照明节能技术应用进行了归纳总结。     

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%。     

论公路隧道提质升级

与欧洲和日本等发达国家相比，我国公路隧道工程品质亟待提升。从国家战略、行业需求和人民需要3个维度分析开展公路隧道提质升级行动的时代背景，从8个方面解读其深刻内涵，并详尽阐述公路隧道提质升级的总体思路和技术要点。强调应关注的重点区域是隧道洞口、洞身和路面，最需要补齐的短板是通风、照明、消防、逃生疏散、交通安全设施以及智能化管养平台，并提出“设施是基础、安全是根本、养护是关键、管控是核心、预案是保障、品质是追求”，建议大力推进公路隧道建设、管理、养护、运营、安全、服务协调发展，打造安全、绿色、智能的公路隧道，助力我国由“公路隧道大国”迈向“公路隧道强国”。     

“新意法”在国外隧道工程中的应用

介绍“新意法”在意大利等国隧道工程中的应用情况,并重点以意大利Vasto隧道坍方治理工程为例,详细剖析“新意法”在隧道设计、施工的不同阶段中的具体运用,为“新意法”在我国的推广应用提供参考。     

隧道照明节能技术方案设计及应用效益评价研究

设计了4种应用不同照明节能技术的隧道照明系统方案,并从社会效益和经济效益等方面进行了深入比较与分析研究。结果表明：与隧道传统高压钠灯照明方案相比,其他3种方案均能实现不同程度的显著节能减排效应,尤其是隧道自然光-LED灯无级调光照明方案,其年节电率超过80％。另外从经济效益上考虑,该方案由于投资回报期较短,仅为3～4年,长期投资回报额高,因此具有较高的市场应用潜力和工程推广价值。     

长大隧道工程结构安全风险精细化感控研究进展

长大隧道工程是中国重大基础设施重要组成部分,隧道结构周围岩土体性质不确定性高、周边环境敏感、使用条件苛刻,然而目前风险重评估轻控制的研究现状使得结构安全事故仍不断发生,损失严重。基于此,回顾作者所在团队以及国内外相关研究学者近10年来在长大隧道工程结构安全风险管控领域的研究进展,从安全风险时空感知指标、感知方法、感知网络技术、风险预警与控制技术4个主要方面总结风险感控理论与技术研究成果;通过揭示多重复杂环境条件下长大隧道工程结构安全风险特征演化机理,获得风险状态“安全精感”的敏感指标,利用研发的隧道工程结构安全状态的多参数无线感知方法和技术,实现隧道安全风险无线同步“灾变精知”,创建长大隧道工程无线智慧传感网络理论方法,攻克数据传输及超低功耗智慧组网“数据精传”难题,最后提出安全风险动态可视化预警及可恢复控制技术,突破长大隧道工程现场风险管控预警“风险精控”技术瓶颈,最终实现长大隧道工程结构安全风险精细化感控;介绍上述精细化感控体系在超长地铁隧道(连续20 km)、超大断面暗挖隧道(拱北隧道)、寒区隧道(低至-40℃)等重大复杂隧道工程结构安全风险感控中的成功应用案例,并对未来长大隧道工程结构安全风险感控研究热点趋势进行展望。     

基于电力线载波的隧道LED灯管理系统研究

LED灯是未来高速公路隧道照明的主要灯具.介绍一种以电力线载波技术为核心的隧道LED灯管理系统,其可以克服传统电力线载波技术的弱点.试验证明,该系统不仅可对隧道LED灯进行高效管理,而且还可实现隧道照明的按需控制和节能运行,对高速公路的运营管理具有重要意义.     

安全运营条件下长大公路隧道节能指标研究

为解决我国长大公路隧道运营的能耗问题,通过理论分析,采用照明设计软件Dialux,对运营安全条件下长大公路隧道节能指标问题进行了系统研究,提出了长大公路隧道运营安全评价指标选取原则,确定了烟雾浓度K、路面纵向均匀度、路面均匀度、路面平均亮度作为隧道运营安全评价控制指标;提出了照明、通风、照明节能评价指标、通风机通风节能评价指标、照明节能评价指标以及隧道照明、通风联动节能指标。研究结果表明,采用空气通透率作为安全运营条件下长大隧道通风、照明智能联动的节能指标可行。     

循隆高速公路照明节能方案研究

本文基于国道310线循化至隆务峡段公路穿越公伯峡水库路段隧道运营电费可观的现状,对于原有隧道加强照明采用高压钠灯、基本照明采用LED灯并配置回路控制方案进行节能优化,应用LED变色温隧道照明技术,降低甚至消除"白洞"效应与"黑洞"效应对驾驶员行车的影响的,并根据隧道洞外自然光实时调控隧道内人造光源,在提高行车安全的前提下达到节能效果。     

隧道洞口段驾驶人眼滞后特性研究

为探究在隧道洞口段驾驶员出现视觉滞后对行车安全的影响，在大量调研的基础上建立室内试验模型，开展驾驶人在隧道行车过程中的视觉滞后试验，通过T检验分析数据增量的差异性，提出出现滞后的条件，并分析出现的原因。结果表明： 1）进入隧道，当亮度变化速率S趋于350 cd/m2·s时出现“认知滞后”，增加到约为400 cd/m2·s时出现“调节滞后”； 驶出隧道，当S趋于400 cd/m2·s时出现“认知滞后”，增加到约为500 cd/m2·s时出现“调节滞后”。2）出现“认知滞后”时，对行车安全有一定影响；出现“调节滞后”时，对行车安全的影响更大。3）可采用通过减光设施延长驾驶人视觉适应时间、细化照明分级、无极调光等方法减缓亮度变化速率，来有效抑制滞后现象，提高行车安全。     

既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽快速开槽技术综述

采用人工手持混凝土切割机、凿毛机等通用机具进行既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽开槽施工，存在机械化程度低、开槽速度慢、难以满足隧道病害快速整治要求且施工安全难以保证等问题。在调研国内外隧道病害整治开槽方法和设备现状的基础上，基于金刚石锯片切削混凝土属于脆性破坏机制，提出“组合式刀具一次切削成槽”的隧道衬砌钢拱架安装槽开槽方法及施工工艺； 针对水射流切割技术，提出隧道衬砌钢拱架安装槽“水射流切槽”施工工艺； 针对切割轮和环形轨道开槽机，提出“多次切削成槽”方法及施工工艺。基于“组合式刀具一次切削成槽”、“水射流切槽”和“多次切削成槽”3种开槽施工技术，提出既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽开槽设备的研制建议。