
隧道照明工程淺探
山區高速公路隧道照明運營(yíng)管理淺析高速公路的隧道照明,是根據司機在隧道行車(chē)過(guò)程中,視覺(jué)空間變化要求來(lái)設計的,充分考慮“黑洞效應”、“白洞效應”及“眩光”對司機的行車(chē)影響,將清晰的視覺(jué)信息反饋給司機,謹防交通事故的發(fā)生,從而提高行車(chē)的安全性和舒適性。近年來(lái),國家加大對基礎設施的投入,高速公路得到迅猛發(fā)展,由川道平原地區逐步發(fā)展至丘林山區,山區高速公路隧道數量也大幅增加,按規范要求在隧道內設計安裝了機電和救援設備,其中隧道照明作為隧道機電的重要組成部分之一,其數量多、規模大,如何實(shí)施管理?值得我們進(jìn)一步研究和探索。
在高速發(fā)展的今天,能源匱乏已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì )關(guān)注的焦點(diǎn),為此隧道照明運營(yíng)管理,對隧道運營(yíng)能源的節約也需要我們認真地研究和分析。為了響應建設“資源節約型社會(huì )”,在保證隧道行車(chē)安全前提下、節約能源,降低運營(yíng)成本,以穿越秦嶺山脈的西漢高速公路秦嶺段和寧陜段的中短隧道和長(cháng)大隧道群的運營(yíng)為依托,對隧道照明管理展開(kāi)討論,具有積極的現實(shí)意義。
基本情況介紹
西漢高速公路地處秦嶺腹地,隧道137座(單洞),其中特長(cháng)隧道12座(單洞)、長(cháng)大隧道10座(單洞)、中短隧道115座(單洞)。隧道安裝高壓照明燈具41704盞。除特長(cháng)隧道實(shí)現照明自動(dòng)化控制外,其他中短隧道照明沒(méi)有實(shí)現自動(dòng)化控制。
西漢高速公路的照明系統,在設計中對照明光源進(jìn)行了方案比選,最終確定采用光效更高、透霧性更好、壽命較長(cháng)的高壓鈉燈作為西漢高速公路隧道的照明光源。入口段照明采用400W和100W高壓鈉燈;在過(guò)渡段照明采用250W和100W高壓鈉燈;在基本段照明采用100W高壓鈉燈;在出口段采用150W和100W高壓鈉燈。隧道照明布燈行式為:在隧道兩側對稱(chēng)性布燈或交錯布燈。燈具安裝于距路面中心5.2m處的隧道側壁上。為了防止突然停電,影響司機的視覺(jué),在隧道左側壁上安裝了應急照明,安裝高度同基本照明保持一致,并均勻布設于基本照明燈具間。
運營(yíng)存在缺陷
1.依據規范,隧道照明通常把隧道分為入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段等四個(gè)段來(lái)設計照明開(kāi)啟方式,對于如天氣、車(chē)速、車(chē)流量等參數只是給予以最大值考慮,各段照明的長(cháng)度和照度也始終是處于最大值狀態(tài)。因此,這種傳統設計及使用的隧道照明系統存在著(zhù)大量電能浪費的問(wèn)題。
2.由于全線(xiàn)隧道進(jìn)行了裝修,照明效果大大提高,尤其是中短隧道突顯燈具設計密度過(guò)大。在設計中對于中短隧道的入口段的燈光設計,按照長(cháng)、大隧道入口段的燈光考慮布設,致使入口段加強照明過(guò)長(cháng),造成入口段加強照明過(guò)亮。
3.隧道照明節能控制與安全的矛盾突出。營(yíng)運者為了節省電費,降低營(yíng)運成本,往往采取不開(kāi)燈或少開(kāi)燈的辦法,這種控燈方式表面上有一定的節能效果,但有可能造成照度不均勻或局部照度較小的安全隱患。
4.中短隧道照明控制、調節的能力不高。除特、長(cháng)大隧道群實(shí)現了隧道照明自動(dòng)化控制外,中短隧道沒(méi)有自動(dòng)化控制裝置,燈光的調節需要專(zhuān)業(yè)人員在現場(chǎng)控制,造成資源浪費和管理成本的增加。
缺陷原因分析
由于隧道照明技術(shù)在我國起步較晚,在2000年以前隧道的照明設計,遵照《公路隧道設計規范》(JTJ 026-90)來(lái)設計隧道的照明系統,但該《設計規范》的標準不很完備,因此在90年代后期,部分學(xué)者在這方面進(jìn)行了深入研究,并借鑒國外公路隧道照明設計的成功經(jīng)驗,于2000年1月編制并頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設計規范》(JTJ026.1-1999)。該規范在照明系統構成、洞外亮度(cd/m2)和減光、隧道各照明段的長(cháng)度與亮度、照明總均勻度(U0)與縱向均勻度(U1)、連續隧道亮度折減、調光分級、光源分級、燈具及布置、照度(lx)與亮度(cd/m2)計算方法等方面做出了詳細的規范說(shuō)明。隨著(zhù)高速公路建設的快速發(fā)展,隧道內亮化工藝被廣泛使用,此時(shí)《設計規范》(JTJ026.1-1999)在部分系數取值以及折減率上未即時(shí)進(jìn)行調整,照明設計參數偏高,造成部分設計過(guò)度飽和,導致了運營(yíng)中的能源浪費。西漢高速公路隧道的照明系統由兩家公路設計院分段設計,設計理念存在較大差異,部分中短隧道照明未做遠程集中控制設計,通車(chē)后給中短隧道照明系統的運營(yíng)管理帶來(lái)極大不便。
運營(yíng)管理對策
一是及時(shí)介入、科學(xué)決策。隨著(zhù)西漢高速公路的建成通車(chē),隧道照明運營(yíng)管理費用較高,其他運營(yíng)線(xiàn)路也普遍反應有類(lèi)似情況,為此陜西省交通廳及時(shí)組織調研,并出臺了《陜西省高速公路隧道照明系統設計指導意見(jiàn)》(試行),在《意見(jiàn)》中提出隧道照明系統應遵循安全、節能、環(huán)保、實(shí)用的設計理念,在保證安全行車(chē)和不影響通行能力的前提下,對部分照明亮度的取值系數進(jìn)行了調整,節約了工程投資,降低了運營(yíng)管理費用。
二是細化照明控制。隧道照明存在過(guò)度設計,主要反應在隧道出、入口加強照明段,因此對隧道出、入口段照明應及時(shí)進(jìn)行調整,首先將隧道出、入口段左、右兩側加強照明控制進(jìn)行分開(kāi),優(yōu)化接線(xiàn)方式,增加控制回路。避免出現一開(kāi)亮一片,一關(guān)黑一段的現象,盡量保證隧道內路面亮度總均勻度(U0)、亮度縱向均勻度(U1)以及各段亮度達到相應標準,符合行車(chē)視覺(jué)要求。
三是加強運營(yíng)管理,提高維護效率。針對照明系統制定維護計劃,遵循“統一管理、分級負責、預防為主、防治結合”的原則。加大對系統設備的全面檢查,嚴格控制修復時(shí)間,對于易壞易損的照明元器件,如光源、觸發(fā)器、整流器、開(kāi)關(guān)等進(jìn)行備用儲存,從而提高設備的修復效率,保證照明系統的完好率與功能的正常發(fā)揮。
四是完善開(kāi)啟方案,優(yōu)化系統配置。結合交通行業(yè)目前發(fā)展形勢,積極研究節能交通管理,探索隧道照明節電方式,根據不同時(shí)段、氣候、交通流等不同情況,通過(guò)對隧道逐一進(jìn)行燈光開(kāi)啟試驗,完善日常和特殊情況下燈光開(kāi)啟管理辦法。加裝照度儀將中短隧道洞內、外檢測的數據以電信號的行式送到PLC,由PLC控制隧道照明,PLC通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)將照明系統的檢測結果傳送中央控制計算機。進(jìn)一步深化完善長(cháng)、大隧道照明控制軟件,借用其照明控制平臺與中短隧道照明控制系統進(jìn)行聯(lián)機,實(shí)現對中短隧道照明集中遠程控制。
五是創(chuàng )新節能,動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)對隧道照明系統不斷的進(jìn)行優(yōu)化整合,提高對系統管理的精細化,操作的規范化和控制的自動(dòng)化。利用現有的自控技術(shù)和節能設備(如LED燈等)緊密結合,根據洞外照度變化情況,自動(dòng)實(shí)現對隧道內各段燈具照明的調節,全面的實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理,從根本上減少隧道運營(yíng)能源的浪費。
隧道照明系統通過(guò)這幾年的運行,我們在管理上不斷進(jìn)行總結;在各系統上不斷的進(jìn)行完善,通過(guò)對隧道照明運營(yíng)現狀剖析,為最終實(shí)現系統的動(dòng)態(tài)管理,要完成這一設想,不僅需要技術(shù)的跟進(jìn),更需要資金的推動(dòng)。
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