白光LED光源在我國公路隧道照明領(lǐng)域的推廣應(yīng)用

2012年3月白光LED光源在我國公路隧道

照明領(lǐng)域的推廣應(yīng)用主要內(nèi)容示范工程介紹2發(fā)展展望43335檢測技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化研究白光LED在公路隧道照明節(jié)能中的應(yīng)用公路隧道照明應(yīng)用背景31公路隧道照明應(yīng)用背景經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展與公路路網(wǎng)建設(shè)相互促進經(jīng)濟建設(shè)——飛速發(fā)展公路建設(shè)——舉世矚目1.1我國公路運輸安全形勢我國公路通車?yán)锍探y(tǒng)計圖a

等級公路截止2010年底的數(shù)據(jù)統(tǒng)計等級公路總里程達(dá)330萬公里；高速公路達(dá)7.41萬公里。b

高速公路公路隧道照明應(yīng)用背景交通運輸安全的現(xiàn)狀卻不容樂觀2005年以來交通事故和死亡人數(shù)已呈下降趨勢；統(tǒng)計數(shù)據(jù)總量依舊驚人。1.1我國公路運輸安全形勢1.1我國公路運輸安全形勢2010年全國交通事故統(tǒng)計顯示：全國共發(fā)生道路交通事故近22萬起，造成65225人死亡、254075人受傷，直接財產(chǎn)損失達(dá)9.3億元；公路交通事故死亡人數(shù)占到了總比例的71.34%；全年34起特大道路交通事故中，公路交通事故占到了31起。為提高公路安全通行能力，交通運輸部門在優(yōu)化工程建設(shè)，改善安全條件方面投入了巨大的人力、物力，公路隧道工程就是研究、建設(shè)的重點之一。

1.2公路隧道事故特點公路隧道的建設(shè)不僅能夠縮短兩地間車程，提高公路通行能力，還具有節(jié)約用地、保持生態(tài)環(huán)境等作用，是建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好型交通的重要措施之一，在現(xiàn)代公路路網(wǎng)運輸中起著不可替代的作用。事故多發(fā)路段；易導(dǎo)致二次事故；事故對公路通行影響較大。區(qū)別于一般道路，隧道作為公路特殊構(gòu)造物，其管狀空間結(jié)構(gòu)及半封閉特性使得隧道交通事故往往具有以下特點：

1.2公路隧道事故特點白光LED在公路隧道照明

節(jié)能中的應(yīng)用2.1照明在公路隧道安全運營中的作用

公路隧道照明的主要功能就是為駕駛?cè)藛T提供良好的視覺條件，保障交通安全，其功能主要體現(xiàn)在以下三方面：提供識別公路線形，發(fā)現(xiàn)路面異常的必要環(huán)境亮度；幫助駕駛?cè)藛T適應(yīng)隧道內(nèi)外強烈的亮度差異；緩解駕駛?cè)藛T在隧道封閉空間內(nèi)行駛的視覺疲勞和壓迫感。隧道方案在公路建設(shè)過程中被廣泛采用，截止2010年底共建設(shè)公路隧道7384處、總長512.26萬延米。包括秦嶺終南山隧道、上海崇明隧橋、廈門翔安海底隧道等重大隧道工程相繼完工并投入運營，收到了良好的社會經(jīng)濟效益。

2.2我國公路隧道建設(shè)規(guī)模，能耗壓力與此同時，隧道照明能耗問題日益突出，對部分省份隧道管理部門的調(diào)查表明，照明能耗已成為公路隧道運營中最主要的開支。以我國現(xiàn)有公路隧道通車?yán)锍坦浪?，用于公路隧道照明的年能耗已超過25億千瓦時，折合標(biāo)準(zhǔn)煤30余萬噸。公路隧道建設(shè)規(guī)模

2.3白光LED在公路隧道照明節(jié)能中的應(yīng)用公路隧道照明節(jié)能要以保證行車安全為前提，在此條件下常采取的節(jié)能措施包括實施節(jié)能控制、改善燈具配光結(jié)構(gòu)等，LED燈具良好的動態(tài)響應(yīng)特性和配光設(shè)計使其在節(jié)能應(yīng)用中如魚得水。常見的節(jié)能控制措施主要有：分級控制通過開啟或關(guān)閉照明配電回路的方式控制工作燈具數(shù)量。動態(tài)調(diào)光控制通過脈沖寬度調(diào)制（PWM）的方法調(diào)節(jié)LED光源光通量。以上節(jié)能措施可根據(jù)洞口亮度、車流量時間分布的統(tǒng)計結(jié)果進行編程控制，也可通過光度傳感器和車輛檢測器獲得實時數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)。示范工程介紹3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程為了降低公路隧道道照明能耗，公路路建設(shè)運營管理單單位在光源選擇、、電路控制等方面面采取了一系列的的節(jié)能措施。隨著大功率LED照明產(chǎn)品技術(shù)逐漸漸成熟，白光LED光源在公路隧道照照明領(lǐng)域獲得了一一系列的應(yīng)用。其其中收獲的經(jīng)驗、、成果，將為白光光LED在公路隧道照明節(jié)節(jié)能領(lǐng)域的推廣應(yīng)應(yīng)用起到良好的參參考示范作用。3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程（1）交通運輸部節(jié)能能減排示范項目——江西景鷹高速黃竹竹山隧道LED節(jié)能照明實施方案：采用LED燈具照明方案代替原設(shè)計高壓鈉鈉燈照明方案，主主要在隧道基本段和出口口段安裝了LED節(jié)能燈具，燈具參數(shù)及安安裝情況如下照明段燈具功率燈具安裝情況出口段48W、64W48W和64W交替雙側(cè)對稱布設(shè)間距3m基本段48W雙側(cè)對稱布設(shè)間距6m3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程1）交通運輸部節(jié)能能減排示范項目——江西景鷹高速黃竹竹山隧道LED節(jié)能照明效果評價：項目原設(shè)計方案：：基本段和出口段共共安裝高壓鈉燈110盞，總功率12500W。實際建設(shè)方案：替代采用LED燈具包括48W規(guī)格150盞和64W規(guī)格14盞，總功率共計8096W。根據(jù)項目實測能耗耗數(shù)據(jù)計算得到：：相比于高壓鈉燈燈照明設(shè)計方案，，變更后的白光LED照明每延公里年節(jié)能7.2萬千瓦時，同時減少維護費用1.5萬元。3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程（2）廣西靈峰至八步步公路隧道LED照明工程項目背景：廣西靈峰至八步公公路全線共設(shè)有大大桂山、石板尾等等4座隧道，單洞長度度11479m。原設(shè)計方案：照明燈具采用高壓壓鈉燈，照明系統(tǒng)統(tǒng)總功率為1145kW。變更設(shè)計方案：調(diào)整為LED燈具，并相應(yīng)調(diào)整整電路、變壓器、、照明節(jié)電器等相相關(guān)設(shè)備，實際功功率480kW。3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程（2）廣西靈峰至八步步公路隧道LED照明工程節(jié)能效果評價：按照基本照明24小時全開，加強照照明日平均工作12小時計算，白光LED照明比原設(shè)計節(jié)能能57.6%。廣西靈峰至八步公公路項目大桂山隧隧道隧道中間段、出口口段照明隧道入口段照明3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程（3）云南小磨高速勐勐遠(yuǎn)1號隧道LED照明工程小磨高速勐遠(yuǎn)1號隧道太陽能供電電系統(tǒng)項目介紹：勐遠(yuǎn)1號隧道全線采用白白光LED作為隧道照明光源源，并通過太陽能能供電系統(tǒng)進行供供電。該隧道選擇的LED照明燈具包括三種種規(guī)格共計394盞，總功率43.78kW，而原設(shè)計需安裝裝高壓鈉燈近150kW，節(jié)省安裝功率達(dá)達(dá)65%。3.1交通行業(yè)公路隧道道LED照明示范工程（3）云南小磨高速勐勐遠(yuǎn)1號隧道LED照明工程針對隧道處于山區(qū)區(qū)多云霧路段，且且夜間車流量較小小的特點，勐遠(yuǎn)1號隧道采用了照明明分級控制和車輛輛監(jiān)測連動的形式式。分級控制：：根據(jù)洞外亮亮度控制隧隧道照明條條件，包括括睛天、云云天、陰雨雨天、夜晚晚和深夜五五個工作模模式；車輛監(jiān)測：：實時監(jiān)測洞洞外前方來來車情況，，在沒有車車輛通行時時，洞內(nèi)照照明處于關(guān)關(guān)閉狀態(tài)，，當(dāng)檢測到到車輛行駛駛至距洞口口200m時，照明系系統(tǒng)自動開開啟，車輛輛駛出隧道道后照明延延時關(guān)閉。。該方案大大大降低了了小交通流流時段的照照明能耗。。3.1交通行業(yè)公公路隧道LED照明示范工工程（4）其他公路路隧道LED照明示范工工程陜西柞小高高速渡船口口隧道福建泉三高高速曹源隧隧道重慶繞城高高速張家山山隧道安徽安景高高速前家山山隧道云南富廣硯硯高速公路路董來隧道道3.2三部委半導(dǎo)導(dǎo)體照明示示范項目為了進一步步推動綠色色照明工程程，促進我我國LED照明節(jié)能產(chǎn)產(chǎn)業(yè)健康有有序發(fā)展，，國家發(fā)展展改革委、、住房城鄉(xiāng)鄉(xiāng)建設(shè)部、、交通運輸輸部聯(lián)合組組織開展了了半導(dǎo)體(LED)照明產(chǎn)品應(yīng)應(yīng)用示范工工程。示范工程包包括20個半導(dǎo)體室室內(nèi)照明應(yīng)應(yīng)用項目、、15個半導(dǎo)體路路燈應(yīng)用項項目和15個半導(dǎo)體隧隧道燈應(yīng)用用項目，涉涉及LED道路/隧道燈、LED筒燈、反射射型自鎮(zhèn)流流LED燈三大類產(chǎn)產(chǎn)品，通過過公開招標(biāo)標(biāo)的形式確確定入圍廠廠家28家。3.2三部委半導(dǎo)導(dǎo)體照明示示范項目半導(dǎo)體隧道道燈應(yīng)用示示范工程入入選項目名名單序號主報單位項目名稱1山西山西大運高速雁門關(guān)隧道LED隧道燈改造工程2浙江錢江隧道半導(dǎo)體照明產(chǎn)品應(yīng)用示范工程3廣東廣州至樂昌高速公路隧道半導(dǎo)體照明示范工程項目4陜西國家高速公路網(wǎng)十堰至天水聯(lián)絡(luò)線（G7011）陜西境白河至略陽公路磨河村隧道、才子隧道照明系統(tǒng)5云南LED在迪慶州維西（塔城）至德欽二級公路改建工程隧道照明中的應(yīng)用6廣東粵湘高速公路博羅至深圳段隧道半導(dǎo)體照明示范工程7四川特殊環(huán)境隧道LED照明示范工程8甘肅永古高速公路YG11標(biāo)段、YG12標(biāo)段古浪隧道9福建泉州南安至惠安高速公路隧道LED照明應(yīng)用10江西福銀高速公路江西熊村隧道照明改造工程11河南連霍高速公路河南境鞏義段隧道群LED改造工程12重慶重慶高速公路隧道節(jié)能照明工程（巫奉高速公路）13安徽安徽省銅黃高速公路隧道半導(dǎo)體照明改造工程14湖北滬渝高速公路女娘山隧道LED照明改造項目15湖南湖南省懷新高速船溪隧道LED燈節(jié)能改造項目福銀高速江江西熊村隧隧道照明改改造工程改造前前后對比檢測技術(shù)與與標(biāo)準(zhǔn)化研研究4.1公路隧道照照明工程檢檢測技術(shù)除了照明燈燈具的選擇擇以外，公公路隧道照照明效果還還要受到設(shè)設(shè)計、建設(shè)設(shè)安裝、運運營養(yǎng)護等等多方面的的影響，因因此，公路路隧道現(xiàn)場場的照明交交竣工驗收收和跟蹤、、養(yǎng)護檢測測是客觀、、準(zhǔn)確評價價隧道照明明整體效果果最為有效效的方法。。在JTJ026.1-1999《公路隧道通通風(fēng)照明設(shè)設(shè)計規(guī)范》中，對于公公路隧道照照明技術(shù)指指標(biāo)的要求求主要包括括照度和亮亮度兩部分分，包括照度平均值值；照度總均勻勻度；亮度平均值值；亮度總均勻勻度；亮度縱向均均勻度；隧道洞壁亮亮度平均值值與路面亮亮度平均值值的比值等等。4.1公路隧道照照明工程檢檢測技術(shù)《規(guī)范》中規(guī)定了一一定照明條條件下某點點的亮度值值計算方法法，公式如下所所示Lpi——燈具i在計算點p點產(chǎn)生的亮亮度，cd/m2；Lp——p點總亮度，，cd/m2；Β——觀察面與光光入射面間間角度，°；γ——p點對應(yīng)的燈燈具光線入入射角，°；Icγ——燈具在計算算點p的光強值，，cd；r（β，γ）——簡化亮度系系數(shù)。亮度計算示示意圖簡化亮度系系數(shù)水泥混凝土土路面簡化化亮度系數(shù)數(shù)表瀝青路面簡簡化亮度系系數(shù)表4.1公路隧道照照明工程檢檢測技術(shù)檢測中存在在的問題：：受到隧道路路面材質(zhì)不不同，坡度度、磨損等等情況差異異的影響，，上述換算算系數(shù)往往往不能準(zhǔn)確確的反應(yīng)路路面平均照照度和平均均亮度的關(guān)關(guān)系。水泥混凝土土路面簡化化亮度系數(shù)數(shù)表瀝青路面簡簡化亮度系系數(shù)表4.1公路隧道照照明工程檢檢測技術(shù)在現(xiàn)場測試試過程中采采用影像式式亮度計對對區(qū)域路面面的亮度值值進行了多多點同步測測試，原始始圖片如下下圖所示，，其中圖右右側(cè)標(biāo)尺表表示了色彩彩與亮度指指標(biāo)的對應(yīng)應(yīng)關(guān)系。隧道出口、、引道亮度度測試圖隧道入口亮亮度測試影影像4.1公路隧道照照明工程檢檢測技術(shù)選擇測試區(qū)域域模板選擇幾何還原后的區(qū)域選擇亮度總均勻度度計算公式亮度縱向均勻勻度計算公式式4.1公路隧道照明明工程檢測技技術(shù)由于傳統(tǒng)的高高壓鈉燈色溫溫變化范圍較較窄，顯色指指數(shù)也比較低低，因此在以以往的現(xiàn)場測測試中并沒有有引起重視。。而隨著白光LED等新型光源在在公路隧道照照明領(lǐng)域的應(yīng)應(yīng)用推廣，不不同產(chǎn)品在色色溫、顯色指指數(shù)方面的差差異逐漸顯現(xiàn)現(xiàn)，而且已經(jīng)經(jīng)能夠影響到到人眼對照明明效果的感知知。鑒于此種情況況，在日常的的隧道照明現(xiàn)現(xiàn)場檢測中，，已經(jīng)增加了了對隧道環(huán)境境內(nèi)色溫、顯顯色指數(shù)等參參數(shù)的要求。。4.2標(biāo)準(zhǔn)化研究（1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的的制定現(xiàn)行公路隧道道照明燈具產(chǎn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)——JT/T609-2004《公路隧道照明明燈具》頒布實施較早早，主要是針針對高壓鈉燈燈、熒光燈等等氣體放電燈燈，其性能指指標(biāo)要求和技技術(shù)參數(shù)并不不完全適用于于大功率LED照明燈具。交通運輸行業(yè)業(yè)近年開始制制定新的行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路LED照明燈具》，標(biāo)準(zhǔn)草案主主要內(nèi)容包括括，公路外場機電電產(chǎn)品通用要要求：安全要求、電電磁兼容性能能、環(huán)境適應(yīng)應(yīng)性能等；LED照明燈具技術(shù)術(shù)指標(biāo)：燈具色溫、顯顯色指數(shù)、光光效、光通量量維持率等。。參數(shù)指標(biāo)要求求和試驗方法法規(guī)定，兼顧顧與現(xiàn)行或即即將頒布標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)規(guī)范的銜接接，以及LED照明相關(guān)技術(shù)術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)發(fā)展趨勢。4.2標(biāo)準(zhǔn)化研究（2）設(shè)計規(guī)范中中有關(guān)中間視視覺的修訂公路隧道照明明條件下，中中間段和部分分過渡段的亮亮度水平處于于人眼中間視視覺范疇已