傳統(tǒng)的隧道照明大都是采用高壓鈉燈作為光源，也就是我們還能經(jīng)常看見的一進(jìn)隧道不刺眼但偏昏黃的燈。但是高壓鈉燈在輻射形式、顯色性、視覺敏感特性、功率規(guī)格、亮度控制等方面均存在許多不足，LED隧道照明燈具在亮度和可控性、節(jié)能方面非常優(yōu)秀，所以目前新建隧道基本都用LED光源隧道燈。
LED光源大量應(yīng)用之前，隧道照明控制系統(tǒng)大多采用分回路按洞外亮度或按時(shí)序控制加強(qiáng)照明。此方式通過開關(guān)照明回路的方式增減工作燈具，從而達(dá)到控制照度輸出的目的。組合一般照明和應(yīng)急照明回路，能夠滿足“晴天、陰天、重陰、夜間、深夜”等不同的工況要求。但我國(guó)隧道多呈現(xiàn)不同的地域，各地方經(jīng)濟(jì)條件，數(shù)量眾多等特點(diǎn)，所以傳統(tǒng)的隧道燈具還是占有相當(dāng)?shù)谋壤?。巨川就現(xiàn)有市場(chǎng)常見的隧道智能照明控制系統(tǒng)方案，進(jìn)行逐一對(duì)比，簡(jiǎn)單分析，具體方案在應(yīng)用中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行選配深化。
(1)按回路控制
其優(yōu)點(diǎn)在于控制系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，控制可靠性高。
隧道照明控制方案的實(shí)施，依賴于控制技術(shù)和控制方式的支撐。隧道照明控制方式在很大程度上體現(xiàn)出隧道運(yùn)營(yíng)管理的現(xiàn)代化程度。隧道照明系統(tǒng)配置了照明控制柜/配電箱，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人工控制和自動(dòng)控制，并且預(yù)留了遠(yuǎn)程控制模塊，提供控制照明設(shè)施的繼電器接點(diǎn)，將照明區(qū)域控制單元直接與照明控制柜/配電箱的繼電器接點(diǎn)相連，以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)施的遠(yuǎn)程控制。
隧道照明的自動(dòng)控制是利用光亮度檢測(cè)儀、車輛檢測(cè)器等沒備采集的相關(guān)照明控制參數(shù)，由電子設(shè)備直接控制照明回路的開/關(guān)或無級(jí)調(diào)控照明亮度，無須人工參與控制過程，其可細(xì)分為遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方式和本地自動(dòng)控制方式。在自動(dòng)控制方式下，隧道照明控制系統(tǒng)根鋸實(shí)H寸采集的洞外亮度。
隧道照明控制系統(tǒng)主要包括以三種：
①集中式控制系統(tǒng)。其是最常見的一種控制方式，即由中央計(jì)算機(jī)管理整個(gè)照明系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的集中處理單元。集中式控制系統(tǒng)(Centralized Control System.CCS)的優(yōu)勢(shì)在于可以充分發(fā)揮管理決策的集中性;缺點(diǎn)在于一旦中心計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障.整個(gè)照明系統(tǒng)將全部癱瘓，容易釀成隧道交通事故。由于短隧道控制點(diǎn)數(shù)較少，配以全套的控制設(shè)施成本較高，故可由中央控制窒對(duì)照明沒施進(jìn)行控制與管理，以減少投資。
②分布式控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是以分散的控制適應(yīng)分散的控制對(duì)象一一隧道照明設(shè)施，以集中的監(jiān)視和操作達(dá)到掌握全局的目的，具有較高的穩(wěn)定件、可靠性和可擴(kuò)展性。分布式控制系統(tǒng)(Dist ributed ControlSystem.DCS)的優(yōu)勢(shì)在于各控制部分相對(duì)獨(dú)立，某部分出現(xiàn)故障并不影響其他部分，系統(tǒng)仍然可以運(yùn)行。這種控制系統(tǒng)具有分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便的特點(diǎn)。
③現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Cont rol System.FCS)。其是分布式控制系統(tǒng)向全數(shù)字化發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之問的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。與DCS不同的是，這些現(xiàn)場(chǎng)裝置輸出(或輸入)的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)而非傳統(tǒng)的模擬信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)以數(shù)寧信號(hào)取代模擬信號(hào)，大量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與控制信息就地采集、處理、使用，許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場(chǎng)沒備。這樣不但使系統(tǒng)集成大為簡(jiǎn)化、維護(hù)變得十分簡(jiǎn)便。而且使系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步得到提高。
其優(yōu)缺點(diǎn)體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：
a.施工成本高。因同一供電距離內(nèi)有多個(gè)供電回路，造成電纜數(shù)量相對(duì)于其他方案成倍增加，布線施工費(fèi)用大幅上升。但目前已經(jīng)有了無線遠(yuǎn)程版本，免去布線的成本和人工費(fèi)用。
b.照明效果欠佳。因控制方式為回路開關(guān)控制，當(dāng)關(guān)閉部分照明回路時(shí)，該工況下照明燈具間距過長(zhǎng)，造成隧道路面連續(xù)且反復(fù)交叉出現(xiàn)“亮帶”和“暗帶”，形成斑馬效應(yīng);或當(dāng)關(guān)閉一側(cè)基本照明(深夜)時(shí)，造成各行車道之間的照度不均勻，使得隧道照明縱向均勻度過差，以致駕駛員的視覺效果變差并會(huì)加重視覺疲勞。
c.僅依靠時(shí)序和采集洞外照度值控制隧道內(nèi)燈具的開關(guān)，并沒有利用其他數(shù)據(jù)形成一個(gè)可控的閉環(huán)系統(tǒng)。忽視了燈具的調(diào)光特性，適用于不復(fù)雜的隧道內(nèi)環(huán)境、交通工況等變化需求。
(2)按回路調(diào)光
隨著LED光源的大量應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)燈具的調(diào)光成本越來越低，系統(tǒng)的可靠性也大幅上升。在原本的回路開關(guān)基礎(chǔ)上再加上調(diào)光總線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)分段的燈具亮度輸出調(diào)節(jié)功能。
相對(duì)于傳統(tǒng)的回路控制方案，其優(yōu)點(diǎn)在于：
a.大幅減少供電回路的數(shù)量，降低電纜的布設(shè)與施工成本。
b.同一段內(nèi)所有燈具統(tǒng)一調(diào)節(jié)亮度輸出，避免了回路開關(guān)方案中由于照度不均勻而導(dǎo)致的斑馬效應(yīng)。
c.燈具負(fù)荷比較平均，不會(huì)由于部分燈具使用頻度不一致而導(dǎo)致光衰不平衡。
d.可以根據(jù)燈具的光衰特性，在使用初期限制其亮度，保證在燈具整個(gè)生命周期內(nèi)照度輸出恒定。既節(jié)省了能耗，又有助于延長(zhǎng)燈具使用壽命。
回路調(diào)光控制的局限性是尚無法對(duì)每一盞燈具進(jìn)行獨(dú)立的控制，并獲取燈具的工況狀態(tài)數(shù)據(jù)。
(3)無線單燈控制
同時(shí)，針對(duì)一些隧道照明改建類項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)不具備二次布線的條件。目前也有一些隧道照明改造時(shí)開始嘗試采用無線通訊的單燈控制。理論上也能達(dá)到有限單燈控制同樣的功能效果。
但依目前實(shí)際使用的情況來看，隧道內(nèi)電磁環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，很容易受到各種無線電噪聲的干擾，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。無法滿足隧道照明控制對(duì)于可靠性的嚴(yán)格要求。
(4)有線單燈控制
今年來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，市面上也開始出現(xiàn)通過數(shù)字通訊總線對(duì)隧道照明燈具實(shí)施單燈控制的方案。一般采用RS485或DALI協(xié)議作為通訊協(xié)議，可以通過的地址對(duì)每一盞燈具進(jìn)行調(diào)光與開關(guān)控制。并實(shí)時(shí)反饋每一盞燈具的電壓、電流、功耗、溫度等工況運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)燈具故障或具有故障隱患時(shí)可以馬上向管理人員報(bào)警，以便及時(shí)安排更新與維護(hù)。
這種新方案的優(yōu)點(diǎn)是，可以進(jìn)一步減少供電電纜的使用量，并可以掌握每一盞燈具的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
但是就目前來講，其造價(jià)還是比較高昂，同時(shí)引用了大量的新通訊技術(shù)，調(diào)試復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性反而不及回路調(diào)光的方案。方案整體性價(jià)比不高。
LED燈具調(diào)光總線的選擇策略
目前常用的燈具調(diào)光接口一般采用PWM調(diào)光與0-10V調(diào)光兩種方式
(1) PWM調(diào)光
通過控制PWM占空比來實(shí)現(xiàn)燈具的調(diào)光輸出。
優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
缺點(diǎn)是長(zhǎng)距離傳輸容易引起波形畸變，影響調(diào)光效果，同時(shí)較容易發(fā)生頻閃的問題。
(2) 0-10V調(diào)光
通過調(diào)節(jié)總線電壓來實(shí)現(xiàn)燈具的亮度調(diào)節(jié)。
優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng)，調(diào)光無頻閃，效果穩(wěn)定可靠。
缺點(diǎn)是總線發(fā)生短路時(shí)，燈具將調(diào)至較暗，影響現(xiàn)場(chǎng)照明效果。
綜上所述，目前常用的兩種調(diào)光技術(shù)在隧道照明的應(yīng)用中都有其局限性，無法完全滿足公路隧道照明嚴(yán)格要求。
所以，在公路隧道照明的調(diào)光總線，建議采用0-5V的反邏輯電平。0V代表亮、5V代表暗。這樣既可以保證信號(hào)穩(wěn)定，無頻閃。同時(shí)還能夠保證在總線發(fā)生短路故障時(shí)，燈具能夠保持高亮度，無法滿足現(xiàn)場(chǎng)照度要求標(biāo)準(zhǔn)，造成安全隱患。
