隧道加强照明（精选8篇）
隧道加强照明 篇1
0引言
进入21世纪以来,随着综合国力的提升和国民经济的高速发展,特别是在“7918”国家高速公路网规划和西部大开发的历史机遇下,公路隧道建设进入了一个高速发展的时期。近10年来,公路隧道年均增长率达24% 远高于路与桥的增长率,公路隧道的重要性日益凸显。 随着我国公路网交通线不断向崇山峻岭、离岸深水延伸,公路隧道的总量和建设规模还在增大。截至2012年底,已通车公路隧道为10022座、里程8052.7km。近年来,公路隧道每年净增里程1000km以上。目前,我国已成为世界上公路隧道最多、发展最快的国家。
当驾驶员在白天进入公路隧道时,此时隧道内的亮度相对于隧道外的亮度骤减,由于隧道是一段管状区域,人的视觉反应滞后形成了“黑洞效应”,很难辨别洞内情况;而当车辆驶出隧道,亮度骤增,超出人眼的适应范围,又形成了“白洞效应”,造成强烈炫光,使得重叠的车辆很难被分辨,极易造成重大交通事故。因此,在公路隧道的进出口需要加装加强照明装置,使亮度平稳下降或上升,满足人眼对亮度变化梯度的要求, 有效防止交通事故的发生。据有关数据表明,隧道照明费用要占到公路运营费用的30%左右,就世界上规模第一、长度第二的秦岭终南山公路隧道而言,其每月的照明费用就高达120万元。俨然,隧道照明费用已成为公路隧道照明运营中极大的一笔费用。因此,在保证行车安全的前提下,对公路隧道节能的研究意义重大[1~5]。
1PV-LED公路隧道加强照明系统
近年来,我们研制的PV-LED(Photovoltaic—Light Emitting Diode,光伏发电直接驱动发光二极管发光)公路隧道加强照明系统已成功应用至绩黄高速黄山玉台隧道工程,工程实物图如图1所示。该系统主要由光伏电池组、控制器以及LED灯三部分组成[4,5]。虽然该系统能够通过光伏电池板发电,直接驱动LED灯对隧道进行加强照明,减少了对市电的依赖。但是在实际应用中发现存在以下问题:
1)成本高、太阳能利用效率低;
2)不能满足隧道加强照明系统要求其亮度随着隧道外部太阳光强度而自动变化(光强自适应特性)的特点。
因此,全面仔细分析现有照明系统的特点,通过查找大量文献资料和反复试验,对其进行了较大改进,对PV-LED公路隧道加强照明系统的大范围推广应用具有十分重大的意义。
2聚光型PV-LED公路隧道加强照明系统
由于传统光伏技术具有发电效率低、成本高等劣势,使得光伏发电一直很难充分打开市场,与常规电能相竞争。但是随着技术上的突破, 聚光光伏发电技术正在逐渐代替传统光伏发电。聚光光伏系统因其用高效聚光太阳能电池代替价格昂贵的硅电池,因此与传统光伏发电相比,如表1所示,在发电成本和太阳能利用率等方面具有其极为有利的一面。聚光型PV-LED隧道加强照明系统由聚光太阳电池模块、控制器和LED灯组三部分组成。聚光太阳电池模块又包括了聚光器、太阳能电池、散热器和太阳自动跟踪器四部分[8~13]。
2.1聚光器
聚光器按光学原理可分为反射聚光器和折射聚光器[6,7]。 鉴于菲涅尔透镜具有质量轻、厚度薄,比传统连续透镜可以有更大口径,制作材料可以是塑料或者有机玻璃, 便宜轻便、方便批量生产等优势,在聚光光伏折射聚光器中应用较为普遍。为了提高聚光比,采用配备二维跟踪的点聚焦菲涅尔透镜。
2.2太阳能电池
太阳能电池是将光能转换为电能的器件。与普通的太阳能电池相比,聚光太阳能电池在高强度的太阳光和高温度的条件下工作,接收到的电流密度是普通太阳能电池的几十到几百倍。根据聚光程度的不同,聚光太阳能电池主要有特制的单晶硅聚光电池和Ⅲ-Ⅴ族多结聚光电池两种。高性能的砷化镓(Ga As)聚光太阳能多结电池因其具有极高的光电转换效率,高倍的聚光倍率,并且具有很好的耐高温特性,在高辐射照度下仍具有很高的转换效率等特点,成为目前聚光电池研究的热点,被国际公认为最具发展前途和最具有商用价值的新一代太阳能器件。因此,采用砷化镓聚光太阳能多结电池作为本系统的太阳能电池。
2.3散热系统
在聚光条件下,聚光太阳电池组件的温度会上升, 由于太阳电池的效率温度系数是负值,温度升高时,太阳电池的功率就要下降。为减小因电池温升而造成的效率降低,必须考虑散热问题,可以在太阳电池下面安装散热器,使太阳电池的温度保持在一定范围内,保证输出效率最大化。散热方式分为主动散热和被动散热。主动散热就是通过流动的水或者其它介质将聚光组件工作时产生的热量带走,以达到冷却的目的;被动散热是指不借助任何主动工作元件,仅靠空气对流和辐射将太阳电池产生的热量直接散发到空气中。但是,主动散热方式在成本、维护和可靠性等方面有许多限制,所以被动散热方式是聚光太阳电池首选的降温方式。提高散热效率需遵循散热规律,尽量减少导热层,以减少接触热阻。所以,采用的被动散热结构使太阳电池热量依次通过如下介质层:太阳电池芯片—芯片封装贴片粘结材料—覆铜陶瓷基板—导热胶—散热器—表面热交换或者热辐射到外界。
2.4太阳自动跟踪控制器
由于采用了点聚焦菲涅尔透镜作为聚光器,所以就必须为之配备一套具有二维(太阳方位角和高度角)跟踪的太阳自动跟踪系统。
本跟踪系统主要由阳光传感器、模数转换装置、 主控制器、驱动电路、聚光太阳电池模块、电源接入接口、按键显示接口和串口通信接口组成。其结构图如图2所示。阳光传感器输出端连接模数转换输入端,模数转换装置输出端连接主控制器输入端,主控制器输入端连接驱动电路,驱动电路输出端再连接聚光太阳电池模块,主控制器还连接有电源输入接口,按键显示接口和串口通信接口。阳光传感器由8个性能参数完全一致的光敏电阻组成,光敏电阻分布图如图3所示。1~4号光敏电阻分布在外侧,作为“粗调”单元,帮助系统大范围寻找太阳,对太阳进行快速定位;5~8号光敏电阻分布在内侧,作为“细调”单元,实现高精度跟踪太阳。阳光传感器采集太阳光位置并将其转为电信号,通过模数转换后,将数字信号送入Atmega32单片机,单片机根据偏差信号计算出太阳位置,并输出相应的控制信号,经过驱动电路控制电机,保证聚光太阳电池模块始终与太阳光垂直,从而实现大范围、高精度、快速跟踪太阳目的。按键显示接口连接按键模块,用于安装、调试、维修。
聚光太阳能电池模块原理示意图如图4所示。这种安装方式有以下四个优点:一是可以充分发挥菲涅尔透镜质量轻、厚度薄、透光率高及成本低的优点;二是汇聚了更多的太阳光能量,克服了太阳辐射能流密度低的先天缺陷,获得更多的电能输出;三是菲涅尔透镜有一定的强度和抗风沙能力,使透镜和外罩共同起到保护太阳电池的作用;四是在电池下方安装散热器,使散热器处于电池外罩的阴影里,不被太阳直射,散热效果更好。
3智能调光控制方法
如图5所示,聚光型PV-LED隧道加强照明系统主要包括聚光太阳电池模块、控制器和LED灯组三部分。 针对公路隧道进出口段加强照明的具体亮度需满足人眼亮度适应曲线,能随着隧道外部太阳光照强弱的变化而自动变化(光强自适应性)。根据电路中将相同元器件串联起来可以增大电压,并联起来可以增大电流这条基本特性,设计了一种聚光太阳电池智能连接电路,通过控制常开型继电器触点的开闭,使聚光太阳电池合理连接,从而调节太阳电池的输出电压和电流,即LED灯的输入电压和电流,实现LED灯的智能调光,满足隧道加强照明光强自适应性的要求。但是为了保证负载LED灯正常工作,在控制器内LED灯的线路上安装了稳压保护装置。具体控制方法如下(以三块太阳电池举例,更多太阳电池原理相同):
1)在晴天太阳光强的情况下,控制器中的太阳光信号采集器采集太阳电池的相应光伏电信号提供给控制芯片,由控制芯片控制常开型继电器KM1、KM3、 KM4、KM6的触点闭合, KM2、KM5触点断开,此时太阳电池全部并联连接,输出电压与一块电池板电压相同,但电压足以点亮LED灯,输出电流是一块电池板的三倍,加强了LED灯的亮度,满足隧道加强照明要求随洞外光强的加强而变亮的要求。
2)在太阳光强度中等的情况下,控制芯片根据接收到太阳光信号采集器传来的电信号,控制常开型继电器KM1、KM3、KM5触点闭合,KM2、KM4触点断开,此时太阳能电池板混联连接,两块电池板并联再与第三块串联,输出电压提高两倍,驱动LED点亮,输出电流也提高至两倍,使LED灯稍微增亮一些。
3)在阴雨天或者傍晚太阳光很弱的情况下,控制芯片接收到太阳光信号采集器传来光照很弱的电信号, 控制常开型继电器KM2、KM5触点闭合, KM1、KM3、 KM4触点断开,此时太阳能电池板全部串联连接,用以提高LED灯的输入电压,驱动其点亮。输入电流较小, 导致LED灯较暗,与隧道外部光照很弱的具体情况相同,使LED灯实现随隧道外部光照进行智能调光。
该控制方法省去了蓄电池,使得使用成本大大降低,无需再来回更换寿命较短的蓄电池,同时避免了太阳电池发出的电力因为进出蓄电池而造成的接近30%的损耗。并且充分利用了通常所说的光伏发电(太阳电池—蓄电池—负载)在阴雨天由于散射太阳光能量相对较小导致达不到充电基本要求(如阈值电压)而无法充入蓄电池而被白白浪费掉的能量,对隧道直接进行加强照明,大大提高了对太阳能的利用率。同时,满足了隧道加强照明自适应性的要求,使驾驶员进出隧道视线更加清晰,既有效减少了交通事故的发生,又实现了隧道照明方面的节能降耗。
4结束语
本文所设计的聚光型PV-LED公路隧道加强照明系统中,所采用菲涅尔透镜作为聚光器,对太阳电池进行聚光,大大提高了太阳能利用率、减少了成本,并且通过太阳电池智能控制电路,实现LED灯智能调光,使其满足隧道加强照明自适应性的要求。本系统具有很大的可行性,且其安装方法简单易行,系统电路简单,实现同样照明效果成本低廉,实用高效,节能环保,在当前倡导节能减排的背景下具有很大的推广价值。
隧道加强照明 篇2
甲方应积极配合乙方施工，给乙方施工创造有利条件，保证施工段内的场地、通道平整畅通;
第三条 乙方责任
3.1按照国家电力工程质量验评标准，担负施工任务。
3.2负责协调电业局，办理施工许可、竣工验收，相关资料转移及手续的办理。
3.3在施工前，由乙方申报开工报告，报告经甲方同意后，方可进行工程施工。工程竣工后，乙方负责协调电业局做好工程竣工验收工作。
第四条 施工条件
4.1做好施工前的线路测量定位，并进行复测;
4.2基坑的回填夯实，要求夯实程度达到原状土密实度的80%及以上。
第五条 关于工程的约定
5.1甲方要求比合同约定完成的工期提前竣工时，应征得乙方的同意。
5.2因甲方未按约定完成工作而影响工期，工期顺延。
5.3因乙方责任不能按期开工或中途无故停工同，影响工期的，工期不顺延。
第六条 关于工程质量及验收的约定
6.1本工程质量应达到国家质量评定合格标准，将按照《城市电力规划规范》中的有关规定验收。甲方要求部分或全部工程项目达到优良标准时，应向惭方支付由此增加的费用。
6.2甲乙双方应及时办理隐蔽工程和中间工程的检查与验收手续。甲方不按时参加隐蔽工程和中间工程验收的，乙方可自行验收，甲方应予承认。若甲方要求复检时，乙方应予办理复检。若复检合格，甲方承担复检费用，由此造成的停工，工期顺延; 复检不合格，其复检及返工费用由乙方承担，工期不顺延。
6.3由于乙方原因造成任何质量事故，其返工费用及因质量事故给甲方造成的损失均由乙方承担。
6.4工程竣工后，乙方通知甲方验收。验收合格后，由乙方协调电业局及相关部门办理验收、移交手续。
第七条 保修期的约定
工程竣工投运后，保修期一年。在保修期内出现由乙方原因引起的质量问题，乙方无条件保修。因使用不当所造成的一切责任事故，由使用方负责。
第八条 关于工程价款及结算的约定
8.1工程款的60%。工程竣工验收合格在建设单位付款后30个工作日内付至工程款的95%。下余5%做为工程的质保金，自工程竣工验收合格之日起满一年后，一月内付清质保金。
8.2质保金在质保期满后，如不发生维修情况，由甲方返还乙方。
第九条 有关安全生产和防火的约定
9.1乙方提供的施工图纸或做法说明，应符合10KV电力电缆埋地方式铺设施工及验收规范(GB50173-92)及电力部门的有关规定。
9.2由于乙方原因造成的任何安全事故，均由乙方承担一切经济损失。
第十条 争议或纠纷处理
10.1本合同在履行期间，双方发生争议时，在不影响工程进度的前提下，双方可采取协商解决或请有关部门进行调解。
10.2当事人不愿通过协商、调解解决或者协商、调解不成时，双方同意由工程所在城人民法院裁判。
第十一条 附则
11.1本合同未尽事宜，双方另行协商约定。
11.2本合同正本二份，双方各执一份。
甲方(签章)： 乙方(签章)：
经办人：
年 月 日
隧道照明工程施工合同范文三
发包人： (以下简称甲方) 承包人： (以下简称乙方)
依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其它有关法律、行政法规，遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则，甲、乙双方就 隧道工程(工程项目)的有关事项经协商一致，订立本合同。
一、工程概况
工程名称：
工程地点： (起点： ;止点： )
工程内容： 工程咨询有限公司编制的工程预算书(下称预算书)及招标文件所述工程内容。
二、工程承包范围：
1、甲方提供的施工蓝图范围内涉及的所有施工内容;
2、该隧道工程总长997m,断面5m×5m,坡降1.04%。
三、合同工期
开工日期：8月1日
竣工日期：4月20日(不可抗拒自然因素除外，工期顺延)合同工期总日历天数：260天(日期期间节假日除外)
四、质量标准：
工程质量标准：合格
五、合同价款：
1、工程价款总金额：319.78万元(大写：叁佰壹拾玖点柒捌万元整)，最终结算按照乙方实际完成的工程量结算工程款。
2、施工中发现与设计图纸不一致进行变更的由甲、乙双方及监理单位共同确定工程量后据实结算。
3、材料因价格波动引起价格变化不予调整价差,人工费调整按湖北省相关规定执行。
4、工程价款支付办法：工程动工付工程总价款的20%(其中动工时付10%，隧道完成100米时付10%);完成总工程量的50%后应付工程款总额的15%;竣工验收后付清工程总价款的95%;剩余工程总价款的5%作为工程质量保证金，二年后无质量问题付清(二年内隧道发生质量问题，由乙方负责加固处理，费用由乙方自行承担)。
六、乙方应严格按工艺流程和设计图纸要求施工，甲方负责聘请有资质的工程监理机构对该工程项目进行全程监理，确保工程质量达到合格要求。
七、乙方在施工中涉及相邻关系的协调工作由甲方负责牵头协调，确保工程顺利推进。
八、承包人在施工过程中必须严格执行国家现行施工规范和建筑工程检验评定标准，经检验后符合设计要求，质量要求达到合格等级，否则自行承担一切经济损失。
九、承包人为施工总承包。本工程严禁转包，违法分包;如有违法分包行为，发包方一经发现，立即终止合同，并根据国家相关政策、法规追究其责任。
十、发包人向承包人承诺按照合同约定的期限和方式支付合同价款，工程完工乙方在结算合同价款时应提供合法的税务发票。
十一、发包人不为承包人提供材料和工程设备。
十二、承包人采购材料进行管理，但材料必须先报告发包人许可，并提供材料样品，必须有出厂合格证等有资质单位出具的检验报告，同时必须服从发包人对部分材料的变更，变更后发生的费用由甲方承担。
十三、承包人未能按合同完成全部工程，每延误一天的违约金为 元/天，不可抗力及不能归责于承包人的原因除外。
十四、承包人应按照《安全生产法》的要求在施工过程中做好安全工作，确保工程安全施工，采取必要的安全防护措施，消除事故隐患，杜绝安全事故的发生;因乙方安全措施不力造成事故的责任和因此而产生的费用由乙方承担，与甲方无关。
十五、乙方在施工中的人员由其自行雇请，人员工资和费用由其自行与所请人员结算，相应的权利和义务关系在乙方与所雇请员工之间产生，与甲方无关。
十六、违约责任：
1、本协议自签订之日起生效，除《合同法》规定情况外，甲、乙双方任何一方不得单方终止或解除，若单方解除合同或出现严重违约行为，由违约方向守约方支付违约金10万元，同时赔偿对方因此而造成的经济损失。
2、甲方延期付款的，按应付款额月利率15‰的标准向乙方支付延期付款利息。
3、承包人承诺按施工合同约定承担工程的实施、完成及缺陷修复。因发包时无图纸和地质勘查资料及工程清单，如实际工程地质与招标文件承诺有不一致的，经甲方、监理单位、施工单位(乙方)共同协商，按实际数量及定额单价据实结算。
十七、其它条款：
(一)本合同的组成部分：
1、本施工合同书及各种合同附件(含评标期间和合同及谈判过程中的澄清文件和补充资料);
2、关于隧道工程施工的标准、规范及有关技术文件;
3、图纸;
4、工程量清单;
5、工程报价单或预算书;
6、中标通知书;
7、投标函及投标函附录;
8、项目专用合同条款;
9、通用合同条款;
10、双方有关工程的洽谈、变更等书面协议或文件，视为本合同的组成部分;
11、承包人有关人员、设备投入及投标文件中的施工组织设计等投标书所述内容;
12、其它合同文件。
(二)隧道内防护：若遇有漏顶现象，须喷浆的地方(防护支架、喷浆)10米以内(含10米)处理费用由乙方负担，超出10米的费用由双方另行协商。
(三)隧道除渣：由发包人指定地点堆放，承包人负责修路、运输。所有除的砂石料所有权归发包人，治理由发包人负责，治理费用由发包人承付。
(四)工程完工后按实际工程量结算，若超出997米，对超出部分由甲、乙双方会同监理据实结算。
十八、本协议未尽事宜由甲、乙双方另作补充协议，补充协议协议与本协议有同等约束力。
十九、本协议自签订之日起生效，甲、乙双方及见证单位(马桥法律服务所)各执一份，具有同等约束力。
发包方(公章)： 承包方(公章)：
住所： 住所：
法定代表人： 法定代表人：
委托代理人： 委托代理人：
电话： 电话：
传真： 传真：
开户银行： 开户银行：
账号： 账号：
现代隧道照明技术研究 篇3
一、当前可用的新光源
隧道内的照明环境较为复杂, 通常将其划分为入口段照明、适应段照明、内部照明和出口段照明来区别对待。针对这些复杂的照明环境, 选择的光源就需要具备节能环保、可靠性高、安全性好、控制灵活、使用寿命长等特点, 而目前具备以上条件的新型节能环保光源主要有飞速发展的LED、迅速普及的电磁感应无极灯和近几年刚刚兴起的光纤照明, 其光源性能见表1。
无极灯的特点是无灯丝、无电极、产品寿命长、防震防爆、易于维护和管理。另外, 其工作频率高达2.5MHz以上, 可以消除频闪, 不会造成视觉疲劳, 有效保护眼睛。LED无极灯的优点在于体积小、重量轻, 可封装成轻薄短小的产品, 应用极其灵活, 缺点是单体功率较小。光纤照明的特点是可以自由变换光线颜色, 同时具有不怕水、不发热、无电磁干扰等优点, 但由于是新兴的照明技术, 目前主要应用于引导性照明和装饰性照明, 在建筑物内完全取代灯光照明的工程案例还不多见。因此, 在当前阶段, 隧道内可选择的照明光源主要有LED和无极灯。
二、现阶段LED照明存在方案的问题
随着市场需求的发展, 近年来LED照明呈现出价格下降、光效提升的趋势。2006年之后, 高亮度LED尤其是超高亮度LED (UHB—LED) 在多领域内应用, 同时LED的各项指标参数也不断被刷新。在德国欧司朗公司的业务计划上, LED开始向普通照明扩展, 因此, 2~3年后, LED将大范围地取代传统的照明光源。
目前, LED在特种照明、景观亮化和道路照明等领域推进速度特别快, 但LED照明技术仍然处于快速发展阶段, 技术和工艺还没有稳定, 产品还存在着很大的不确定性。例如, 大功率LED对温度的要求十分严格, 部分优良产品可以做到10万小时10%的光衰, 但如果散热不好, 在达到60℃以上后, 光衰将变得非常严重。并且, 不同厂家的LED产品在实际使用中差别极大。同样80W的LED隧道灯, 有些产品使用不到1万小时, 其光衰已经达到了50%, 完全无法满足使用要求。
以上问题的存在还有一个主要的因素是LED产业缺乏相关的标准和规范。虽然2005年信息产业部相继出台了《半导体发光二极管测试方法》、《LED显示屏测试方法》、《功率LED空白详细规范》等, 但由于LED在不同应用场合的要求各不相同, 而标准的制定和修订速度却远远落后于整个行业的发展现状, 致使目前LED产品市场混乱, 甚至出现达不到实际应用要求等情况。
三、电磁感应无极灯的应用
电磁感应无极灯由于没有电极, 可避免电极发射层的损耗以及其对荧光粉的损害而产生的寿命短的弊端。使其使用寿命大幅提高。电磁感应无极灯灯管采用的高硼硅玻璃, 是一种无铅的环保玻璃。荧光粉的涂覆采用免球磨稀土三基色荧光粉和水涂粉工艺不仅可提高光效, 由于选用了粒径合适且粒径分布窄的荧光材料, 有效地改善了灯管的光色和显色性, 提高光通维持率和使用寿命。正是由于电磁感应无极灯的特点, 极大地扩展了其在公路照明领域内的应用。如, 郑州至石人山高速公路始祖山隧道的照明光源最终选用了电磁感应无极灯的方案 (见图1) 。
四、照明光纤的应用及新技术探讨
目前, 利用太阳能采光的光纤照明系统已经研发成功。采用这种技术, 太阳光经过照明光纤传导至隧道内, 等于将太阳光直接加以利用, 不仅提高了能源的利用效率, 同时还具有清洁、安全、经济、无污染等优点。该照明系统发出的光线光谱与太阳光是完全一致的, 这就意味着即使在隧道内, 也一样可以分享到太阳光所带来的各种能量, 等同于将太阳光转移到了隧道内。
如果在隧道内安装太阳能采光的光纤照明系统, 在正常情况下, 白天就可以几乎不消耗任何电能来解决隧道内的照明问题, 就能减少三分之二的用电消耗, 经济效益十分突出。但目前该系统的市场化应用程度不够, 没有成熟的市场案例可以借鉴。
五、总结
根据隧道内部的环境特征, 结合新兴照明光源的相对特点, 当前阶段隧道内部的照明可以采用LED隧道灯或电磁感应无极灯作为隧道内部的主光源。根据设置在隧道两端洞口外的光强度检测器所取得的实时光强度信息, 控制需要开启的照明灯具的数量。也可以采用发光光纤作为隧道内部内引导性照明, 根据隧道内的实时环境变化情况, 调节发光光纤的颜色, 从而调节隧道出入口、内部及过渡段的日常照明亮度。
清远某隧道照明设计 篇4
关键词：隧道照明,亮度,动态调光,节能减排
随着社会经济的发展, 原有城市交通已不满足发展的需要, 须完善相应的路网, 促进社会经济发展。清远市位于粤北山区, 地势自西北向东南倾斜, 以山地、丘陵为主, 交通网比较复杂, 需新建城市交通隧道或穿山隧道才能较好的完善路网建设。
引言
由于“黑洞效应”和“白洞效应”的存在, 使得隧道照明质量的好坏会直接影响隧道的正常及安全使用。若隧道照明质量过差, 则会使得进、出隧道的驾驶员无法适应光线的急剧变化而使行车安全隐患长期存在, 导致发生交通事故的概率大大提升, 对人民的生产生活造成很大的影响。另外, 与普通的道路照明不同, 由于隧道照明的特殊性, 使得其能耗大大的高于普通道路照明。因此, 消除黑洞和白洞效应节能减排, 是隧道照明设计中两个关键的问题。
1 隧道照明设计
隧道照明是保证隧道行车安全的重要环节, 与道路照明不同, 不仅有照度、亮度、均匀度、眩光等方面的考量, 更重要的是要解决驾驶员白天进出隧道时产生的一系列视觉适应性的问题。这使得隧道照明的设计比普通道路照明要复杂, 它不仅跟隧道环境条件, 如隧道附近地形, 洞口朝向, 洞口附近视野情况, 植被等有关, 还跟土建结构的设计方案、交通状况通风方式等有很密切的关系。根据作者的设计经验, 就清远某一城市隧道照明设计提出自己的设计思路, 以供同行讨论。
本隧道为城市交通双洞人车混行隧道, 南北走向, 位于贯通城区南北主干道南侧咽喉位置, 地理位置十分重要 (如图一所示) , 每洞三车道, 设计时速60km, 全长495m, 是城市快速路的一部分。根据《建筑设计防火规范》及《广东省高速公路隧道LED照明设计与施工技术指南》, 为城市三类短隧道, 应设置一般照明、应急照明及疏散指示。
1.1 一般照明
一般照明是指保证隧道内正常行车所需的基本照明和消除出入口黑洞、白洞效应的加强照明。目前隧道照明的光源主要有高压钠灯、LED灯、荧光灯等。根据广东省相关文件, 采用LED灯作为隧道照明光源。一方面LED灯启动快, 可控性好的特点可以较好的满足隧道照明的要求;另一方面能耗低的特点也可以极大的减少高速公路运营费用, 响应国家节能减排的要求。
为了降低黑洞、白洞效应对驾驶员视觉的影响, 隧道照明入口段必须逐步逐级减光, 出口段须逐步逐级增加亮度。根据《公路隧道照明设计细则JTG/T D70/2-01-2014》, 隧道照明分为入口段1, 入口段2, 过渡段1、过渡段2、过渡段3、中间段、出口段1、出口段2.。与《公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-1999》相比, 分段更加细化:入口段由一段变为两段, 后半段照度减半;出口段由一段变为两段, 出口段1照度改为3倍中间段亮度, 使照度变化更加均匀, 同时也能降低能耗, 减少运营维护费用。经计算, 隧道照明各段长度及照度标准值如表1所示。
隧道的布灯方案采用双侧对称布置方式, 灯具安装在距地6米的隧道侧壁上, 为了兼顾功能性, 安装方便和景观效果, 加强照明灯具与基本照明灯具安装高度保持一致, 加强照明均布于基本照明灯具间, 具体照明方案如表1所示。
1.2 应急照明
隧道是一个特殊封闭的构筑物, 当市电断电时, 驾驶员如不及时开启车灯, 将在一个狭小漆黑的空间内高速行驶, 危险性很大, 容易引起交通事故, 进而影响隧道甚至于整条道路的通行状况, 因此, 隧道内设置应急照明是非常有必要的。
根据《建筑设计防火规范》相关规定:隧道两侧应设置消防应急照明灯具。三类隧道的消防用电应按二级负荷要求供电, 连续供电时间不应小于1.5h, 为了避免重复投资, 本段隧道不单独设置应急照明, 采用隧道内基本照明作为应急照明。根据广东省高速公路隧道LED照明设计与施工技术指南, 隧道内基本照明应按一级负荷供电, 加强照明可按二级负荷供电。基本照明电源采用双电源末端切换形式供电, 可以满足应急照明需要。应急照明系统应保证照明中断时间不超过0.3S, PC级双电源切换动作时间小于80ms, LED灯启动时间可以达到150ms或更快的启动时间, 因此可以满足作为应急照明光源要求使用。
1.3 节能减排
隧道照明应结合洞内外亮度, 交通流量等参数来制订调光措施, 来达到节能减排目标。本隧道洞外亮度取值为4000cd/m2, 若将洞外亮度标准降低到2500cd/m2, 年耗电量将能减少30%以上。而洞外亮度随季度, 气象等变化明显, 因此, 利用调光技术来达到节能减排目标效果明显。而且根据洞外亮度改变过渡段亮度可以使驾驶人员更好的适应洞内外光线强弱变化, 保证行车安全。
2 结束语
公路隧道照明控制技术综述 篇5
1 公路隧道照明的要求
公路隧道的特殊性决定了其照明要求比其他道路的照明要求更高, 主要表现在以下2 方面。
1.1 黑洞和白洞效应方面的要求
黑洞效应是指驾驶人员在进入隧洞前, 在隧道外观察到的隧道为黑色的洞口, 从明亮的环境中进入黑暗的隧道后, 驾驶员的眼睛会不适应;白洞效应恰恰相反, 是指从驾出隧道后进入明亮的环境时, 驾驶员的视线会被强烈的光线影响。黑洞效应和白洞效应会使驾驶员的眼睛产生一定的错觉, 进而使驾驶人员无法准确判断周边路况。因此, 隧道中的照明设备应能有效消除黑洞效应和白洞效应, 减轻光线变化对驾驶人员眼睛的影响, 使其在进入黑暗或明亮环境的过程是循序渐进的。
1.2 能源节约方面的要求
与普通道路的路灯相比, 公路隧道内的照明是全天候的, 会消耗更多的能源。因此, 隧道照明在满足使用要求的同时, 也要达到节约能源的目的, 尽量使用耗能较低的照明设施、采用先进的照明控制方法。
2 公路隧道照明控制技术的应用
现阶段, 我国的公路照明技术获得了较大的发展, 主要在照明的控制方式和控制系统方面获得了改善。
2.1 隧道照明控制方式
2.1.1 人为控制
人为控制是隧道照明系统最传统的控制方式, 即根据道路的车流量、天气状况、车辆行驶状况等得到相应的数据模型, 并分析这些数据模型, 人为地在适当的时间段控制照明电路。人为控制一般适用于路程较短、车辆行驶有规律的小型公路隧道, 具有简便、易操作的特点, 但会消耗大量的人力, 主要分为远程控制和现场控制。
2.1.2 自动控制
自动控制系统与人为控制系统的工作原理基本相同, 即根据隧道特点控制照明设备的启闭;不同之处在于自动控制采用的是计算机系统, 可事先设定电路, 进而使电路在指定时间自动断开或连接, 减少了人力的使用, 一般情况下比人为控制更具优越性。
2.1.3 智能控制
所谓“智能控制”, 是指照明设备可根据光线、车辆、车速等的情况探测隧道内的环境, 当探测到有车辆通过且照明情况较差时, 会自动连接电路;当没有车辆通过或光照条件足以满足行驶需求时, 会自动关闭照明设备, 以减少电能消耗。智能控制系统是目前较为先进的照明控制系统之一, 结合了自动控制系统、检测系统和人工智能技术等, 不仅能控制照明设备的启闭, 还可以控制灯光的强弱, 使之与自然光线充分配合, 且能消除黑洞效应和白洞效应。因此, 相关单位应在条件允许的情况下采取该控制方式。
2.2 隧道照明控制系统
2.2.1 集中控制系统
采用集中控制系统可集中控制整个隧道中的所有照明设施, 并由单个控制开关控制。该控制系统是我国最常用的控制系统之一, 主要优点为操控方便, 但无法充分满足隧道使用的客观要求, 比如该系统隧道口、隧道中部的部分照明设备的使用频率和使用时间段是不同的, 无法分批管理设备。
2.2.2 分散控制系统
采用分散控制系统可分别控制隧道中的照明设备, 但采用该系统时需要根据天气情况等控制照明设备。
2.2.3 总线控制系统
现场总线控制系统是目前最先进的照明设备控制系统之一, 是传统控制系统与数字化结合的产物。通过计算机和收集装置对现场状况的检测、计算、分析, 可智能控制照明设备, 既不需要耗费较多的人力、物力, 也可以很好地结合环境, 创造更完善的照明条件。但是这种控制系统对相关工人人员的技术水平要求较高。
3 公路隧道照明控制存在的问题
3.1 耗费大量人力
虽然目前的照明设备控制系统和照明设备都有了较大的进步, 但在隧道中使用人力控制照明设备的情况仍较多, 这不利于照明科技的发展。
3.2 能源耗费严重
目前, 节能观念并未深入人心, 很多隧道照明控制系统仍然存在严重浪费电能的现象, 很多不必开启照明设备的时间段仍开启照明设备, 造成了严重的能源浪费。
3.3 脱离实际
目前, 我国升级了很多隧道内的照明控制系统, 采用了较为先进的照明技术, 但相关部门未考察实际情况, 而是千篇一律地采用已有的照明技术。采用这种未考虑实际情况的改进方法难以达到使用要求, 无法完美地解决隧道自身存在的问题。
4 结束语
我国目前的隧道照明控制系统比传统的照明系统有了很大的进步, 但并未解决隧道照明存在的所有问题。因此, 隧道照明控制技术的研发任重而道远, 在节能照明设备、控制系统等方面都有待进一步提升。
摘要：只有保证城市交通安全、顺畅, 才能促进地方经济的快速发展。在城市交通中, 公路隧道是事故多发区。公路隧道一般处于山区, 隧道是通过山路的主要途径。在公路隧道的使用中, 最重要的是保证隧道内的照明。因此, 阐述了公路隧道照明控制技术的应用现状和存在的问题。
隧道加强照明 篇6
太阳能是一种绿色能源, 取之不尽、用之不竭。自然光的导入可采用光纤。光纤是近年新兴气的高科技照明方式, 透过光纤的传输, 可以将自然光导到任意区域里。这也是光纤最特殊的地方。作为一种节能、高效、安全、维护费用低的绿色照明技术, 光纤照明越来越广泛的应用于工业、科技、医学及景观设计中, 是未来隧道照明的趋势。
本文利用光纤和LED混合照明对隧道进行照明设计, 以高效的方法达到照明节能的效果, 节约能源, 保护环境。
1 隧道照明的特点
隧道照明是为了保证隧道内交通顺畅而设置的功能性照明, 其照明的目的是为了给驾驶员在隧道行驶过程中提供一个安全、舒适的视觉环境, 保障交通运行, 提高运输效率。由于隧道是一个半封闭空间, 在行车视觉特性上要比其他照明复杂得多, 它不仅需要24小时不间断照明, 而且白天照明要比夜间照明更复杂隧道照明的。特点主要体现在以下几个方面。
1.1 分段式照明
分段式照明是隧道照明最显著的特点。车辆通过隧道, 白天和黑夜的视觉环境变化不同。黑夜隧道内只是隧道外视觉环境的延续, 在白天则经历突然从亮到黑和由黑到亮的急剧变化过程, 产生视觉的“黑洞效应”和“白洞效应”, 为使视觉适应隧道外和隧道内亮度的急剧变化, 一般将长隧道划分为5个照明区段:接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段 (如图1所示) 。不同区段的视觉现象不同, 应设置不同的亮度, 各区段的长短和亮度值随设计车速、隧道外亮度等而变化。
1.2 加强照明
由于隧道白天与夜间的照明要求不同, 因此入口段及出口段的照明是由基本照明和加强照明两部分组成。有研究表明, 对于长度不大于3000m的中长隧道, 加强照明所需的用电量约占整个隧道照明用电量的50%, 而且随着长度的减少, 加强照明所占的比例将更大。
1.3 非恒定照明
隧道照明中出、入口段和过渡段的照明要求并非恒定不变的, 出、入口段需要的加强照明水平的变化规律与洞口外天然光的变化规律是同步的, 即洞外天然光强度大, 则要求出口段的加强照明辐射出更多的光通量, 反之亦然。对于过渡段的路面亮度最好是能根据人眼暗适应曲线的特点从入口段结束点的路面亮度逐减过渡到中间段的路面亮度。
2 隧道照明的组成
光纤和LED混合照明系统主要由聚光器、光纤、放射装置、LED照明系统和照明控制系统组成。其工作原理是透镜聚光器根据太阳运动轨迹将太阳光汇聚后经光纤传输, 为隧道洞口段提供加强照明, LED作为基础照明。在隧道洞内中间段则全部采用LED照明。在当隧道洞外光线较暗、夜间或隧道发生紧急情况时, 开启LED照明, 保证隧道正常运营安全。
2.1 聚光器
聚光器通过跟踪传感器、控制电路、传动装置和驱动电机, 提高了日光聚光器的跟踪精度。当光纤的输入端置于聚光器的焦点处时, 可提高太阳光的入射能量密度。能够实现对太阳光的追踪采集, 紫外线及有害射线的过滤, 阳光的聚焦耦合等功能。
2.2 光导纤维
用于将光从光源传输到灯具的材料被称为光导纤维。光纤按使用方式的不同, 分为端光光纤和侧光光纤两类。端光光纤, 又称尾光光纤或点发光光纤, 导光光纤束是由高折射率的透明芯材和低折射率的透明皮材经过独特工艺复合而成, 光在芯皮界面发生全反射而将光线从一端传递至另一端, 光束传到端点后, 通过尾灯进行照明。侧光光纤, 又称通体发光光纤, 将芯皮界面以一定的工艺进行规律性加工后, 光纤全反射被破坏, 光线从边上均匀逸出, 光纤本身就是发光体, 利用光晕来达到装饰的效果。本系统在隧道的出入口段选用端光光纤, 过渡段选用侧光光纤。
光纤在传输光时, 单位长光纤的光能衰减量用公式 (1) 表示:
从表1中看出, 如采用光能衰减量为-20d B/km的石英芯光纤在隧道出口段长为60m的光能损耗仅为24%, 相当于光通过厚度为6mm的普通玻璃的光损耗。因此, 从光损耗的角度上看, 在隧道60m长的出、入口段, 如果将天然光引入到出入口段作为补充加强照明之用是合理的。
2.3 放射装置
放射装置的作用是固定导光光纤纤尾, 形成多样的发光形式。实质上, 它就是一个灯具, 只不过灯具不用供电, 通过光纤来供光, 能均匀向周围投射弥散的自然光, 出光柔和。
2.4 LED照明系统
目前, 国内隧道光源多采用荧光灯、高压钠灯等。大多存在光带窄、能耗高、质量稳定性差、寿命短等问题。因此, 采用新型照明光源对保证隧道经济安全运行有着十分重要的意义。LED作为新型照明光源除满足隧道对光源光效、光通量、寿命、工作特性、光色、显色性和配光控制难易程度等要求外, 还能节约运行和维护成本, 实现稳定经济运行, 因此本系统采用LED作为基础照明的光源。
2.5 照明控制系统
控制系统由光亮度检测器、车辆检测器、隧道本地控制器、隧道照明控制屏、隧道监控中心计算机等构成。控制流程如图所示, 人工控制级别最高, 其次为自动控制。应急照明作为基本照明一部分, 不受照明控制柜控制。在火灾等危险状况时, 无论照明状态是什么, 照明控制系统应将照明开到最大限度, 以利于救援。
3 隧道照明设计方案
3.1 入口段和出口段的混合照明设计
隧道入口段和出口段的照明要求较高, 同时这两个照明段的位置临近隧道口, 具有利用天然光的先天优势, 可将出口段和入口段照明对称布置。因此, 采用光导纤维作为照明光源既可以节约能源, 又符合出入口段路面亮度随洞外亮度变化而变化的规律。
日光跟踪聚光光纤采光系统只有当太阳照射大地时才能发挥作用, 当太阳被云遮挡时, 该系统的采光效果失效。因此, 在白昼时, 当发生太阳被云遮挡的情况, 有时天空还很明亮, 天空或地物的亮度还很大, 此时应对隧道出口段采用LED光源进行加强照明, 以提高交通安全性和舒适性。尤其当太阳被厚云遮挡而时隐时现时, 就要求LED照明光源立即进行起动、减弱或关闭, 并能进行亮度自动调整。节约电能, 保证隧道出口段合理的照明水平。
3.2 过渡段侧光光纤照明设计
天然光光纤照明系统在隧道照明中的应用照明中, 宜采用石英光纤与侧光光纤结合的综合照明技术, 即采用光传输效率高的石英光纤将洞外采集的光传输到过渡段起始点, 过渡段的照明则采用侧光光纤进行传输及照明。虽然侧光光纤的传光效率随着传输距离的增大而减弱, 但这正与过渡段路面亮度需要逐减降低过渡到中间段的路面亮度的照明特点相吻合, 故在过渡段采用石英光纤与侧光光纤综合照明技术可以充分发挥不同光纤的特点和性能。
侧光光纤照明将光能均匀的分配到整个光传输装置上, 在隧道纵向上是连续的, 提高了亮度均匀度, 避免频闪效应和眩光干扰。侧面发光照明所产生的线光源形成一条较明亮的光带, 提醒驾驶者注意路面方向的变化, 使隧道具有良好的视觉引导性。
3.3 中间段LED照明设计
中间段距洞口较远, 太阳光反射到隧道拱顶效率较低, 难以满足隧道照明要求, 且中间段对亮度要求不高。所以对于中间段, 如果采用太阳光照明, 一方面需要大量增加设备;另外一方面由于中间段长度过大, 使用太阳光照明效果较差, 所中间段根据照明要求全段LED照明。可对中间段的LED灯进行无级调光控制, 可以实现“按需照明”和节能度目的。
3.4 接近段减光设计
接近段采用减光措施, 可降低接近段隧道口处亮度, 增加视觉适应时间, 相对减少隧道内亮度水平。可以在隧道口采用百叶天棚、端墙和遮光棚等, 将入口段延伸出隧道洞口之前, 同时入口段上部的构架还为光导装置的安装提供了有利条件。其他减光措施还包括采用削竹式洞门的形式、采用暗色不反光粗糙材料装饰洞口和大幅破面绿化等, 研究表明选用上述2种或3种处理方式, 隧道外亮度可降低10%~50%, 可以大大节约光纤和LED混合照明系统设备的数量, 减少前期投入。
4 结语
据相关统计数据统计, 我国照明耗电占全国发电总量的12%, 而公共照明占照明总耗电的30%。在“低碳经济”背景下, 要建设资源节约型、环境友好型社会, 公共交通的节能降耗也是节能减排工作的重要内容。本文设计的宗旨就是利用光纤与LED混合照明来达到节能与舒适的效果。白天使用光纤照明系统进行隧道口的加强照明, 节约能源, 并且可自适应调节, 无需复杂的控制系统, 亮度会随着光线变化而变化。采用响应快的LED灯具作为补充照明, 也起到了节能的效果。从未来发展看, 随着光纤照明系统效率增长和费用减少的趋势己经出现并将持续下去, 合理使用光纤照明独特特性, 采用太阳光光纤照明系统, 直接将太阳光引入隧道进行照明, 将成为公路隧道照明节能减排的重要支撑技术之一!
参考文献
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隧道电力照明安装工艺的探讨 篇7
某隧道为南北走向的市政道路, 隧道全长2.86km, 其电气照明安装工程包括照明设备安装、电缆敷设、隧道照明灯具安装及隧道进出口亮化施工等。主要工程数量为:照明配电柜14台, 保护屏4面, 动力、照明配电柜212台, 电缆敷设136km, 各种电线244km, 镀锌钢管敷设45km, 隧道灯5900套, 电缆桥架2600m, 电缆支架6611只等。
隧道基本照明按照隧道里程分为18个区段, 采用2×40W荧光灯, 全隧道设有应急照明, 隧道进出口设有加强照明, 应急照明及加强照明都采用高压钠灯, 隧道及通道内照明导线均为穿钢管敷设, 各灯具分支通过三通接线盒与干线相接, 并穿不锈软管敷设。
2 施工准备
根据施工图纸的要求, 编制施工组织方案、着手施工队伍布点、材料定购、施工机具调遣、岗前培训、设计文件会审和施工技术交底等工作, 并按有关规定报批施工方案、报告。
3 施工工艺
3.1 施工测量
为了保证隧道照明灯具安装后线条流畅、感观度良好, 采用了全新的测量仪器---全站仪、激光投影仪进行灯具定位。
灯具定位时, 按施工图及技术交底确定灯具位置及标高, 并与其他专业施工图纸核对是否矛盾。组织技术人员对现场每30m隧道中心线 (曲线段每个灯具布置点) 和路面标高进行整体测量, 根据隧道设施断面布置及安装图和隧道灯具安装高度的要求, 计算出灯具底座中心线 (沿行车方向) 距隧道中心线的水平距离L。根据隧道灯具平面布置图和数值L, 利用全站仪找出灯具底座中心位置在地面上的投影点。根据投影点的位置, 利用激光投影仪划出灯具底座在隧道墙壁上的中心点和中心线 (沿行车方向) 。根据单独灯具及成排灯具的位置, 采用十字交叉放线, 画线。
3.2 灯具安装
3.2.1 底座安装
根据灯具底座的安装孔间距尺寸, 利用1.0mm镀锌铁皮做出一个划线的模型, 根据底座中心点和中心线 (沿行车方向) 利用模型划出钻孔的位置。
3.2.2 灯具安装角度调节
灯具与底座连接牢固后, 利用灯具底座的调节螺栓并按照设计及实际配光要求调整灯具的俯仰角。
3.3 明管敷设
根据设计首先测出盒、箱与出线口等的准确位置。测量时最好使用自制尺杆。
根据测定的盒、箱位置, 把管路的垂直、水平走向弹出线来, 按照安装标准规定的固定点间距的尺寸要求, 采用抱箍法固定钢管。固定点的距离应均匀, 管卡与终端、转弯中点、电气器具或接线盒边缘的距离为150~500mm;中间管卡最大距离见表1。
管路敷设时:检查管路是否畅通, 内侧有无毛刺, 镀锌层或防锈漆是否完整无损, 管子不顺直者应调直;水平与垂直敷设明配管允许偏差值, 管路在2m以内时, 偏差为3mm, 全长不应超过管子内径的1/2;敷管时, 先将管卡一端的螺丝拧进一半, 然后将管敷设在管卡内, 逐个拧牢。
3.4 管内穿线
3.4.1 穿带线
穿带线的方法:带线一般均采用Φ1.2~2.0mm的铁丝。先将铁丝的一端弯成不封口的圆圈, 再利用穿线器将带线穿入管路内, 在管路的两端均应留有10~15cm的余量;在管路较长或转弯较多时, 可以大敷设管路的同时将带线一并穿好穿带线受阻时, 应用两根铁丝同时搅动, 使两根铁丝的端头互相钩绞在一起, 然后将带线拉出。
3.4.2 放线及断线
放线前应根据施工图对导线的规格、型号进行核对。放线时导线应置于放线架或放线车上。剪断导线时导线的预留长度应按以下4种情况考虑接线盒、开关盒、插锁盒及灯头盒内导线的预留长度应为15cm;配电箱内导线的预留长度应为配电箱体周的1/2;导线在变形缝处, 补偿装置应活动自如, 导线应留有一定的余度。
3.4.3 导线与带线的绑扎
当导线根数较少时, 例如2~3根导线, 可将导线前端的绝缘层削去, 然后将线芯直接插入带线的盘圈内并折回压实, 绑扎牢固。使绑扎处形成一个平滑的锥形过渡部位。
3.4.4 管内穿线
钢管 (电线管) 在穿线前, 应首先检查各个管口的护口是否齐整, 如有遗漏和破损, 均应补齐和更换;当管路较长或转弯较多时, 要在穿线的同时往管内吹入适量的滑石粉;两人穿线时, 应配合协调, 一拉一送。
3.5 照明配电箱安装
隧道照明配电箱采用预留孔洞安装的形式。
配电箱本线排列整齐, 并绑扎成束, 在活动部位应固定。盘面引出及引进的导线应留有适当余量, 以便于检修。
导线剥削处不应伤线芯或线芯过长, 导线压头应牢固可靠, 多股导线不应盘圈压接, 应加装压线端子。如必须穿孔有顶丝压接时, 多股线应涮锡后再压接, 不得减少导线股数。
照明配电箱应安装牢固、平正, 其垂直偏差不应大于3mm;安装时, 照明配电箱四周应无空隙, 其面板四周边缘应紧贴墙面, 箱体与建筑物接触部分应涂防腐漆。
采用暗配管时, 待箱找准位置后, 将导线理顺, 将导线端头引到箱内, 逐个剥削导线端头, 再压接在器具上, 同时将PE保护地线压在明显的地方, 并将箱调整平直后进行固定。
配电箱全部电器安装完毕后, 用500V兆欧表对线路进行绝缘摇测。摇测项目包括相线与相线之间, 相线与中性线之间, 相线与保护线地线之间, 中性线与保护地线之间。进行摇测, 做好记录, 做为技术资料存档。
3.6 电缆桥、支架安装
3.6.1 桥、支架安装
按标注的位置, 将支架紧贴在墙壁上, 根据支架上的孔位, 用记号笔在墙壁上做出标记。取下支架, 在记号位置用电锤将孔打好, 将膨胀螺栓敲边敲入眼孔, 装好支架, 紧固膨胀螺栓将底板固定牢固。电缆支架安装要横平竖直, 同层横档应在同一水平面上, 其高度偏差不大于5mm。
桥架安装时在一定间隔 (20~30m) 的托臂两端边缘拉一线绳做直线, 将区段内所有托臂沿线绳固定后将桥架每6~8m为一段上架调直固定, 依次类推, 最后将安装好的桥架做整体调整, 保证外观的整齐美观, 达到设计要求。对于个别地段, 因隧道墙壁不平时要对桥架立柱进行现场加工以求最佳平整度。
3.6.2 接地线安装
在金属电缆支架的立柱, 敷设接地扁钢或圆钢作接地线, 采用焊接方式, 并进行防腐处理。接地线与接地干线可靠连接。
3.7 系统调试
灯具安装完毕及供配电设施安装完毕以后, 进行送电试运行。送电以前, 应对线路和设备的绝缘情况进行测量, 绝缘值应符合规范及标准要求。先将电源送至隧道照明配电箱内, 测量配电箱内端子电压是否符合标准。然后, 按回路及相序依次从配电箱送电至各灯具, 验证各灯具是否按设计要求点亮, 亮度是否达到设计和规范要求。
4 质量控制
本工程施工难度较大的工作量主要集中在照明灯具、管线和电缆敷设两方面。一方面, 从照明灯具保护管的安装、导线的穿管敷设到灯具的打孔安装、配线, 都是在4.5m以上的高空作业, 安装成为首要问题, 施工梯车上狭窄的空间也大大限制了工作效率的提升。另一方面, 电缆支架安装、电缆敷设都是在净高1.8m、净宽1m的电缆通道内进行, 严重影响工作面的展开。技术难点集中于风机、水泵控制箱的安装配线及联动调试, 以及隧道变电所的设备安装工程。前者关系到整个专业的密切配合, 后者则因设备的技术复杂、标准严格而成为一贯的技术难点
参考文献
西柏坡隧道照明模糊控制研究 篇8
1 照明计算
以L′1、L′2、L′3、L′4、L′5、L′6分别表示入口段、过渡段1、过渡段2、过渡段3、基本段和出口段的照明亮度计算值,设共有n个序列,以L0和Q分别代表洞外亮度和交通量的实际检测值序列,即
根据《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1—1999),可得入口段亮度折减系数k、入口段亮度计算值L′1、过渡段1亮度计算值L′2、过渡段2亮度计算值L′3、过渡段3亮度计算值L′4为:
根据国际照明委员会(CIE)16x:2004,当交通量为700≤Q≤2400时,基本段亮度采用内插。根据《规范》,3 000m以上隧道的基本宽度亮度可取《规范》表中4.2.1中的80%,从而可得如下基本段宽度与交通量的关系式:
(若L≥3000,X=0.8,否则X=1)
按上式计算基本段需要亮度时,若Q>2400,取Q=2400;若Q<700,取Q=700。无论隧道多长,只要Q>2400,则取影响系数X=1。
根据《规范》,出口段需要的亮度为:
2 模糊自动控制模型
照明自动控制是根据洞外亮度和交通量的实时变化,自动调节照明灯的功率,使在满足运营要求的条件下,照明功率最少。其是典型的具有参考模型的自适应自动控制系统,即MRAC系统。
2.1 参考模型
设lij表示第i个照明段落根据l0j和qj按照公式(3)～(9)计算的第j个序列需要的照明亮度,此即照明控制希望达到的控制效果。对不同的照明段落,可用下式表示,即
2.2 控制模型
设各照明段落都安装有亮度检测仪,以Li表示第i个照明段落照明效果的检测序列,Lij表示其序列值,即
设实际达到的亮度Lm与需要亮度L′m的差组成的序列为εm,εm,i为第m个照明段落第i个误差序列的值,εm,i=Lmi-L′mi,即
设εi的预测值序列为εi*,ε*i,j为第j-1个序列的下一步预测,则考虑了误差反馈后,第i个照明段落第j个时间序列要求达到的照明亮度L*i,j为:
2.3 模糊预测
采用模糊逻辑系统的表格查询学习算法来计算ε*i,j。εi是个时间序列,求解ε*i,j的问题,转化为如何从已知的εi,j-n+1,εi,jn+2,……,εi,j中确定出εi,j+1。设εi,1,εi,2,εi,3,……,εi,j已知,可以产生(j-n)个输入输出数据对:
可以采用以下步骤进行一步预测:
1)设已知输入与输出的范围,将输入划分为2N+1个区间,将输出划分为2M+1个区间。
2)计算每个数据对中每个输入值2N+1个区间的最大隶属度,输出在2M+1个区间最大隶属度对应的中值,输入最大隶属度的积,输入最大隶属度和输出最大隶属度对应的中值的积。
3)对每个数据对输入最大隶属度的积求和(以Σu(xy)代之)。
4)对每个数据对输入最大隶属度和输出最大隶属度对应的中值的积求和(以Σu(xy)代之)。
5)Σu(xy)/Σu(x)即一步预测值。
3 模拟验证
笔者构造了一组模拟数据,应用上述方法,采用5个样本分别进行一步预测与二步预测。每次预测时,用一组新的信息代替其上一个序列的信息,由预测结果知模糊预测能较好地反映实际的发展趋势。
4 讨论
4.1 照明控制系数
白天照明控制随洞外亮度和交通量的变化而变化,可按上述公式计算需要的亮度予以控制,其变化过程是随着洞外亮度的减少,过渡段与入口段照明要求逐渐趋于基本段的照明要求。夜间照明控制仅随交通量的变化而变化,根据《规范》,这时整个隧道亮度要求一样,当交通量较小时,需要的亮度最小值为1cd/m2,而不是4.5cd/m2。以代表调光控制系数,假设Q=700～2400,Δk=1采用内插,由于Q≥2400时,Δk=1,Q≤700时,Δk=0.5/X,故可推得如下Δk计算公式:
4.2 白天与夜间的概念
《规范》没有明确提出白天与黑夜的概念,按调光控制系数来理解可以看出,当洞外亮度大于0.13L20时,按白天进行调光控制;当洞外亮度小于0.13L20时,按夜间进行调光控制。0.13L20是白天与夜间照明调光控制的分界点。
但是,还有值得商酌的地方。例如,若L20=5000,Q≥2400;当L0=0.13,L20=650时,隧道入口段、过渡段1、基本段、出口段的要求亮度分别为22.75cd/m2、6.825cd/m2、4.5cd/m2、22.5cd/m2。这时若按白天进行控制,驾驶员能适应;若按夜间控制,则洞内控制亮度全部为4.5cd/m2,可能在出入口仍有一定的不适应性。因此,笔者建议,假设存在某一临界洞外亮度Lc,以其作为白天与夜间的分界点,无论是按白天进行控制,还是按夜间进行控制,驾驶员都能适应。基于此,应使洞外亮度等于Lc时,入口段需要的亮度与基本段需要的亮度之比不大于某一临界值Rc。根据《规范》,当照明设计误差小于25%时,不进行重新设计,因此建议Rc=1.25,从而Lc=1.25L′5/k。
4.3 亮度检测仪的要求
照明计算误差应不大于25%,洞内最小亮度为1cd/m2,故亮度检测仪误差至少应小于0.25cd/m2。建议检测精度为1%。
5 结语
本文的核心工作主要有三点:第一,建立了闭环照明模糊控制模型,不仅实现照明节能,而且可避免因照度不足造成交通事故;第二,明确了白天与夜间分界点的确定方法,该值不是定制,其与基本段的亮度要求相关,可避免现《规范》的不适应性,达到视觉适应于提高交通安全的目的;第三,通过仿真验证了进行预测控制的可行性。文章针对设计速度为80km/h的高速公路单向交通隧道的照明控制进行了讨论,对于其它情况可参照本文的方法确定相关参数。
摘要：论述隧道照片亮度的计算方法,建立隧道照明模糊控制模型,讨论照明控制参数的取值方法,提出白天与黑夜的照明控制界限。通过模拟分析,验证模糊预测的可行性。
关键词：隧道照明,模糊控制,控制系数,昼夜划分
参考文献
[1]JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范[S].
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