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LED照明在井冈山特长隧道的应用

2017-05-22 02:25:19本网

  技术< LED照明在井冈山特长隧道的应用廖庆华,郝国昌(江西方兴科技有限公司,江西南昌,330000)灯具近些年已经在全国高速公路隧道照明实际应用中表现出巨大的优势。它既符合了建设节约型环保型社会的宏观要求,又满足了隧道照明的需求。但由于LED灯的成本较高,还没有达到广泛应用的程度,其性能也没能得到最大限度的发挥。本文通过对江西睦高速公路特长隧道照明中LED灯的应用分析,探讨LED灯在隧道照明系统应用的发展趋势。

  灯具型号单位入口段入口过渡段I入U过渡段入口基本段I基本段H出口基本段I出口段灯具数量合计功率40W基本灯套6126122448040W应急灯套6126122448060W基本灯套1612158383102191314060W应急灯套64527274734380100W加强灯套802010010000150W加强灯套220262463690040W停车带应急灯套7272288060W横洞照明灯套34342040单洞LED灯具合计功率(W)118300整个隧道WD灯具合计功率(W)236600 120中国交通倌息化丨2D14.04井冈山隧道是江西井冈山至睦村(赣湘界)高速公路的一座特长隧道,是赣湘两省高速公路网规划旅游高速公路的重要通道,为一分体双洞隧道,单洞全长6850米,是江西省最长的高速公路隧道。为保障高速公路交通安全,隧道照明是高速公路的重要组成部分,根据么v路隧道通风照明设计规范规定,每延公里隧道照明负荷应不小于60kW,按每日平均开通丨0个小时计,平均年耗电量达21.6万度(折合76吨标准煤),能耗巨大。公路隧道照明用电能耗已成为运营单位的巨大负担,节能降耗、保障安全是运营单位迫切需要解决的难题。

  影响公路隧道照明耗电量的主要因素有灯具效率、灯具布设方式、控制方案等。随着近些年国家科技技术的迅速发民,LED(发光二极管)照明灯具成为一种新型高效光源,具有能耗低、光效高、寿命K、启动快、无污染等优点,目前各行业照明领域得到了广泛应用。根据井高速公路井冈山隧道特点,建设单位通过调查研究、方案论证,依托井冈山特长隧道机电工程的综合节能技术应用研究及示范课题,本隧道采用高效LED照明系统,通过灯具比选、配光设计、智能控制等技术措施在达到良好的照明效果同时节能降耗、减少排放,积累了经验,是交通行业节能减排一个示范工程,具有良好的经济效益和社会效益。

  一、实施方案(一)照明亮度设计要求井冈山隧道照明全部采用LED灯具,依据照明原理和灯具特点,按照公路隧道通风照明设计规范(7H 026.1-1999)的要求,明视觉与中间视觉理论、显色性与照度关系等科研成果,综合考虑进隧道前的人体生理反应、道路交通量的发展情况及设备寿命、一次投资及运营费用等因素,隧道按照行车速度80km/h设计各照明段长度,对隧道的照度分布和不同路段的亮度要求进行准确的计算和分析,通过测试手段,对计算数据加以验证,进行优化设计,以满足本项目不同路段隧道LED照明方案的亮度指标要求及隧道照度分布要求,L20g3500cd/m2考虑,入口段设计亮度Lth按L20的0.035倍计算,全隧道照明分为6段:(二)LED灯具主要技术指标各段的灯具规格及数量对如表1.原装进口芯片。

  LED芯片的发光效率不小于130lm/W光源寿命:50000h显色指数70Ra色温:40006500K灯具整灯光效90lm/W 20000小时温度范围:-30501湿度范围:109896防护等级:IP65二、特点分析运营成本节能1、与高压钠灯用电量比较与常规的高压钠灯相比,LED光源灯具的功率组成:光源功率+电源损耗=整灯功率,现在LED驱动的效率已经可以做到91%甚至更好,而且不需要做无功补偿。而钠灯整灯功率组成比较复杂,因为钠灯的效率较低只有0.38-0.45,存在无功功率,LEM丁具比钠灯的效率高得多,正常情况LED灯具比高压钠灯的节电率在50%6%之间,井冈山隧道根据设计及运营方的管理要求,平时照明主要按晴天、阴天、晚上和夜间(24点以后)4级进行,计算出平均每天的照明负荷如表2.表2名称开启小时合计功率(Kff)白天开的回路负荷晚上开的回路负荷夜间开的回路负荷每天用电量井冈山隧道LED照明相对于高压钠灯的电费对比如下:LED照明年电能消耗量(电费按1元/度):按LED节电率在50%算高压钠灯每天总功率应该在6480KW高压钠灯的年电费:648030T12=2332800元故LED比高压钠灯每年节约电费最少为:116640玩。

  根据以往项目的维护经验,以寿命结束平均需要更换的费用计算维护费用‘则高压纳灯维护费用平均约150/盖。年;高压钩灯1年维护费用:1958盏x150S/盏。年x1年=295200元LEW丁:0元(厂家难内包修包换)。

  (二)有效的智能控制系统本隧道照明控制系统分为三种模式:手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和有级控制模式。时序控制模式和有级控制模式在上位机交通监控上监控人员可以根据管理的要求可以随时切换,操作简单,界面人性化。

  而对有级控制模式则是基于环境亮度、交通量的隧道照明自适应智能控制系统,根据车流量变化和洞外环境亮度,制定不同环境的LED照明智能控制方案,也是节能的有效途径。

  1、根据光强数据对加强照明LED灯具亮度自动调光由于LED灯具可安装有智能芯片及电源,通过RS485总线方式实现照明的自动调光控制,井冈山隧道对加强照明LED灯具内置智能控制芯片,通过综合布线的方式将控制芯片组网,灯与灯之间通过组成的网络,可实现远程开灯、关灯、多级调光等功能,能够随着洞外亮度实时调节灯具亮度,有效降低隧道照明的运营成本。)、自动调光实施逻辑智能控制器接入PLC的工网交换机,上位机与智能控制器遵循TCP/IP协议;智能控制器与光照度采集器、所控灯具信号采用RS485通信线传输。调光流程如照度采集器每3秒对光照度进行采集并上传至上位机;上位机每30秒对最近15分钟的照度值进行平均计算,得出当前需调节亮度百分比,并发出调光指令;智能控制器根据上位机指令给智能电源发送调光指令,灯具执行,实现亮度调节。上位机软件中可设定最低光强(照度)及调光对应值A%、最高光强2014.04丨中国交通倍息化技术(照度)及调光对应值(100%)。当光强小于等于最低光强,调光值为A%;当光强大于等于最高光强,调光值为100%;当光强介于两者之间。调光值为对应比例调光。

  目前既定的调光设置是最低光感值600时调节亮度20%,最高光感值3000时调节亮度100%,即当外界光感值大于等于3000时调光100%,当光感值低于600时调光为最低亮度20%,6003000 2、车辆有无判断照明自动控制由于井冈山隧道为地方加密高速公路,考虑到在旅游淡季时,可能车流量较小,从节能的角度考虑,井冈山隧道充分利用机电设备,将隧道前后方约5公里两个互通的微波车检器及隧道内的线圈车检器数据充分利用,在原照明控制方案基础上增加了判断有无车辆进入隧道区域而对隧道内加强照明回路的控制的功能,在交通监控软件上进行隧道照明的自动控制。

  以A至D方向行车的控制方案为例:当车辆行至互通A位置时,利用A处微波车检采集的数据,隧管所交通监控软件经分析有车辆驶入隧道方向,A-B距约5公里,按车速130Km/h(此路段限速80),需2.3分钟到达隧道口B点,为使车辆进入隧道时,照明需提前开启,因此软件中设为2分钟自动开启右洞BC间半个洞的所有加强照明回路;当此车辆进入隧道入位置,由安装在洞内入口处的线午检器检测到车辆数据时,监控软件分析并开启右洞大桩号侧C-D间半个洞的加强照明,当车辆驶过D点时,如果此时在A互通微波车检器检测无车辆车驶向隧道时,将会关闭B-C间的加强照明回路,反之保持常亮;当车辆驶过E点时,可以判断是否关闭C-D间的加强照明。同理,从E往A向的车辆有无判断进行左洞的加强照明回路控制,在开启此功能模式下,整个隧道左右洞内白天该开启的应急照明和基本照明必需正常开启,对有的车辆进入此区域之后停在某位置(如维护车辆或故障车辆),这些因素也考虑在开启照明的逻辑中。

  三、结论区域对应比例调光。

  (2)、自动调光樽式下对加强照明的节能分析据查井冈山经度:114.206.,讳度:26.586°,按全年平均计算,每天的夜晚时间为11小时,白天为13小时,早晨与晚上的昼夜交替总时间按4小时计算,如。

  无自动调光模式时加强照明的用电量=1%24无自动调光模式时加强照明的用电量=1%'13.6节能率为:(24-13.6井冈山隧道特长隧道自通车运行以来,成为井睦高速公路的亮点,建设单位利用科技及节能环保的理念,选择用全隧道LED照明灯具,采用现代化智调光及等控制技术,这在当今环保型、科技型的宏观环境下,LED灯在高速公路隧道照明中有着传统灯具不可比似的优越性。有着巨大的发展前景。尽管目前LED灯具的成本较高,一定程度上影响了其推广应用。但随着科技的进一步发展,LED灯的成本会明显下降并适应市场。因此,井冈山特长隧道LED照明系统将为今后高速公路隧道照明中节能减排提供良好的示范作用。3中国交通信息化I

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