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【摘 要】随着高速公路的普及和延伸，高速照明水平与节能减耗之间的矛盾日益凸显。针对高速照明出现的照明参数需要完善、照明控制方式落后和照明设施养护不到位等问题提出相应的解决措施。工程实践表明这些措施可以节能20%左右具有良好的社会、经济和生态效益。
【关键词】高速公路；照明节能；减耗措施
一、引言
目前高速公路正在我国普及，建设速度和建设规模都在大幅度攀升。在建设环境友好型社会和节能降耗的政策倡导下，人们越来越关注高速公路的照明节能。随着隧道的频繁使用，隧道长度的不断增加，针对隧道的节能日益受到研究人员、高速投资方和高速管理人员的注意。西安到汉中的高速公路全年照明电费接近2300万元。随着高速公路的普及和向山区的延伸，隧道的数量和长度不断增加。本文从公路隧道照明的设计和问题入手，针对性的提出提出节能措施，以期为未来的施工设计做出参考做出参考。
二、高速公路照明分析
（一）高速照明系统的设计
高速照明的目的是使司机安全行驶，提高隧道的通行效率，避免因亮度的突然变化造成司机无法适应环境影响行车安全。但是照明的设计要避免与外界亮度衔接不好、过度不平稳造成视觉上的“黑洞效应”和“眩光效应”，营造良好的视觉环境，降低安全隐患。一般把隧道分为入口段、中间段、过渡段、基本段和出口段这五个照明区域。入口段设计要对速度和亮度综合考虑。较低的洞外亮度值可以降低隧道内光照强度，有利于节能。中间段是司机的适应段，如果中间段太短会使司机产生黑洞效应，一般选取中间段亮度与外界亮度比值为1/15～1/30之间。过渡段的亮度是在不断变化的，从中间段的亮度过渡到基本段。基本段亮度较为固定，一般为20～30cd/m2，上限为40cd/m2。
（二）高速照明存在的问题
高速照明在初期的施工设计和日常的运行管理方面存在着许多问题，主要表现为以下方面：
1、照明设计参数需要完善。《公路隧道通风照明设计规范》颁布至今已有15年。这段时间我国无论是高速建设规模和建设质量都有了较大变化，新材料、新技术不断涌现，原有的技术标准和照明参数已经不能符合现有条件。如洞外亮度参考值指标已不完全适应，还有一些其他的指标需要完善。
2、照明控制方式落后。原有高速公路建设时受制于当时技术和水平，照明系统没有实现远程控制或者自动控制，需要在现场进行人工操作。这一方面造成了大量的能源消耗，另一方面耗费了大量人力物力。新建高速公路虽然采用了时序分级调光控制系统，但是无法结合天气进行自适应控制，但是 “过度照明”、“无效照明”现象严重，这不仅浪费电能，还为交通安全埋下隐患。
3、照明设施养护不到位。在高速公路使用初期照明系统可以得到良好的应用，但是随着使用时间的增加，灯光受污染严重，无法达到规定的亮度值，降低了光利用率。这对行车安全造成了重大影响。
三、高速公路照明节能措施
高速照明系统的节能包含设计节能和管理节能。其中设计节能是节能的重要措施，但是设计节能受技术水平和资金的限制，只有同时做好管理节能才能最大限度的发挥节能措施的效果。
（一）准确测量洞外亮度。洞外亮度是高速隧道照明设计的重要参数。洞外亮度的降低有利于入口处照明强度的减小，可以降低照明费用。但是设计单位为节省工作量，不考虑实际情况统一选择标准的上限值4000cd/m2，使得洞口照明亮度过高，造成不必要的浪费。目前重庆交通科研设计院使用环境简图法，通过现场测量和数据分析进行合理化建议，节约了千万元投资，涂耘使用基于数码技术的洞外测量方法，为洞外亮度的实时测量提供了可能。经数据分析得，若把洞外亮度参数有4000cd/m2降低为3000cd/m2，可使照明费用降低25.4%。
（二）选择节能光源。根据“中间视觉理论”和“对目标物体反应时间的视觉功效法”这两种新型视觉理论，使用高压钠灯作为基准亮度，为LED等新型光源提供设计指标，以进行合理的等效亮度。实验表明节能光源可比传统光源节能35%。
（三）提高照明控制智能化。照明系统的控制要综合考虑时间、天气、车速、交通量以及洞外亮度等因素综合考虑。但是目前智能系统无法考虑这么多因素。已有的成果是使用洞外亮度、交通量和车速三元参数控制模型，与传统控制相比，节能36.6%。LED节能灯具还能无级调控灯具功率，实现亮度变化的平滑调控，使其响应亮度曲线达到最佳节能效果，按需照明。采用基于GPRS技术的远程监控方案。
（四）合理布置灯具。隧道灯具布置有中间单排灯、两侧对称灯和两侧交错布置灯。研究表明中间布置比双侧布置效率高，同为双侧布置，但是交错布置比对称布置效率更高。为解决灯具维修养护难题，把灯具布置在隧道一侧，高度为6.3m，既解决了照明效率。又有利于灯具维护。
（五）细化照明方向。除隧道以外，收费广场和互通匝道对电能的消耗也较大。按照收费广场的车流方向对照明回路进行细分，灵活开启。收费广场对照明均匀度要求较高，通常是全夜运行，夜间电网波动较大，不仅影响灯具寿命，还影响照明效果。可以采用只能实时稳压系统，上半夜通过稳压节能，下半夜通过降压减流节能。对于互通匝道和服务区可以按照通行需求对照明功率进行调节。对于同一灯杆上的灯具进行分组，采用时控/光控减少灯具数量，根据车流量自动控制各灯功率。
四、高速照明节能对于环保的意义
高速照明节能系统有利于我国建设环境友好型和资源节约型社会，推进我国生态文明建设，使节能减耗在各行各业全面展开，促进自然与社会的和谐。高速的环保节能要与环境发展的环保节能结合起来，使节能减耗在高速公路建设和维护中自觉开展起来。
五、结束语
高速公路照明节能要把设计节能与管理节能联合使用才能达到最佳节能效果。照明节能涵盖很多内容，要实现节能就要从各个方面入手，统筹兼顾，综合考虑。工程应用表明这些措施可使照明综合节能20%以上，具有良好的生态、社会和经济效益。有关部门要积极推进高速照明技术的发展和应用，为交通事业节能减排做出贡献。
参考文献：
[1]王亚源.照明节能探讨[J].照明工程学报，2007，18（3）：45-49
[2]陈忠良.浅谈隧道照明节能控制及安全监控方案[J].现代隧道技术，2009，46（3）：105-111
[3]屈志豪，赵清碧，刘相华.用环境简图法测试隧道洞外亮度L20（S）[J].公路交通技术，2004，（5）：117-121
【关键词】高速公路；照明节能；减耗措施
一、引言
目前高速公路正在我国普及，建设速度和建设规模都在大幅度攀升。在建设环境友好型社会和节能降耗的政策倡导下，人们越来越关注高速公路的照明节能。随着隧道的频繁使用，隧道长度的不断增加，针对隧道的节能日益受到研究人员、高速投资方和高速管理人员的注意。西安到汉中的高速公路全年照明电费接近2300万元。随着高速公路的普及和向山区的延伸，隧道的数量和长度不断增加。本文从公路隧道照明的设计和问题入手，针对性的提出提出节能措施，以期为未来的施工设计做出参考做出参考。
二、高速公路照明分析
（一）高速照明系统的设计
高速照明的目的是使司机安全行驶，提高隧道的通行效率，避免因亮度的突然变化造成司机无法适应环境影响行车安全。但是照明的设计要避免与外界亮度衔接不好、过度不平稳造成视觉上的“黑洞效应”和“眩光效应”，营造良好的视觉环境，降低安全隐患。一般把隧道分为入口段、中间段、过渡段、基本段和出口段这五个照明区域。入口段设计要对速度和亮度综合考虑。较低的洞外亮度值可以降低隧道内光照强度，有利于节能。中间段是司机的适应段，如果中间段太短会使司机产生黑洞效应，一般选取中间段亮度与外界亮度比值为1/15～1/30之间。过渡段的亮度是在不断变化的，从中间段的亮度过渡到基本段。基本段亮度较为固定，一般为20～30cd/m2，上限为40cd/m2。
（二）高速照明存在的问题
高速照明在初期的施工设计和日常的运行管理方面存在着许多问题，主要表现为以下方面：
1、照明设计参数需要完善。《公路隧道通风照明设计规范》颁布至今已有15年。这段时间我国无论是高速建设规模和建设质量都有了较大变化，新材料、新技术不断涌现，原有的技术标准和照明参数已经不能符合现有条件。如洞外亮度参考值指标已不完全适应，还有一些其他的指标需要完善。
2、照明控制方式落后。原有高速公路建设时受制于当时技术和水平，照明系统没有实现远程控制或者自动控制，需要在现场进行人工操作。这一方面造成了大量的能源消耗，另一方面耗费了大量人力物力。新建高速公路虽然采用了时序分级调光控制系统，但是无法结合天气进行自适应控制，但是 “过度照明”、“无效照明”现象严重，这不仅浪费电能，还为交通安全埋下隐患。
3、照明设施养护不到位。在高速公路使用初期照明系统可以得到良好的应用，但是随着使用时间的增加，灯光受污染严重，无法达到规定的亮度值，降低了光利用率。这对行车安全造成了重大影响。
三、高速公路照明节能措施
高速照明系统的节能包含设计节能和管理节能。其中设计节能是节能的重要措施，但是设计节能受技术水平和资金的限制，只有同时做好管理节能才能最大限度的发挥节能措施的效果。
（一）准确测量洞外亮度。洞外亮度是高速隧道照明设计的重要参数。洞外亮度的降低有利于入口处照明强度的减小，可以降低照明费用。但是设计单位为节省工作量，不考虑实际情况统一选择标准的上限值4000cd/m2，使得洞口照明亮度过高，造成不必要的浪费。目前重庆交通科研设计院使用环境简图法，通过现场测量和数据分析进行合理化建议，节约了千万元投资，涂耘使用基于数码技术的洞外测量方法，为洞外亮度的实时测量提供了可能。经数据分析得，若把洞外亮度参数有4000cd/m2降低为3000cd/m2，可使照明费用降低25.4%。
（二）选择节能光源。根据“中间视觉理论”和“对目标物体反应时间的视觉功效法”这两种新型视觉理论，使用高压钠灯作为基准亮度，为LED等新型光源提供设计指标，以进行合理的等效亮度。实验表明节能光源可比传统光源节能35%。
（三）提高照明控制智能化。照明系统的控制要综合考虑时间、天气、车速、交通量以及洞外亮度等因素综合考虑。但是目前智能系统无法考虑这么多因素。已有的成果是使用洞外亮度、交通量和车速三元参数控制模型，与传统控制相比，节能36.6%。LED节能灯具还能无级调控灯具功率，实现亮度变化的平滑调控，使其响应亮度曲线达到最佳节能效果，按需照明。采用基于GPRS技术的远程监控方案。
（四）合理布置灯具。隧道灯具布置有中间单排灯、两侧对称灯和两侧交错布置灯。研究表明中间布置比双侧布置效率高，同为双侧布置，但是交错布置比对称布置效率更高。为解决灯具维修养护难题，把灯具布置在隧道一侧，高度为6.3m，既解决了照明效率。又有利于灯具维护。
（五）细化照明方向。除隧道以外，收费广场和互通匝道对电能的消耗也较大。按照收费广场的车流方向对照明回路进行细分，灵活开启。收费广场对照明均匀度要求较高，通常是全夜运行，夜间电网波动较大，不仅影响灯具寿命，还影响照明效果。可以采用只能实时稳压系统，上半夜通过稳压节能，下半夜通过降压减流节能。对于互通匝道和服务区可以按照通行需求对照明功率进行调节。对于同一灯杆上的灯具进行分组，采用时控/光控减少灯具数量，根据车流量自动控制各灯功率。
四、高速照明节能对于环保的意义
高速照明节能系统有利于我国建设环境友好型和资源节约型社会，推进我国生态文明建设，使节能减耗在各行各业全面展开，促进自然与社会的和谐。高速的环保节能要与环境发展的环保节能结合起来，使节能减耗在高速公路建设和维护中自觉开展起来。
五、结束语
高速公路照明节能要把设计节能与管理节能联合使用才能达到最佳节能效果。照明节能涵盖很多内容，要实现节能就要从各个方面入手，统筹兼顾，综合考虑。工程应用表明这些措施可使照明综合节能20%以上，具有良好的生态、社会和经济效益。有关部门要积极推进高速照明技术的发展和应用，为交通事业节能减排做出贡献。
参考文献：
[1]王亚源.照明节能探讨[J].照明工程学报，2007，18（3）：45-49
[2]陈忠良.浅谈隧道照明节能控制及安全监控方案[J].现代隧道技术，2009，46（3）：105-111
[3]屈志豪，赵清碧，刘相华.用环境简图法测试隧道洞外亮度L20（S）[J].公路交通技术，2004，（5）：117-121