安科瑞 陳聰

前言

雙(shuāng)碳(tàn)數字化能源管理(lǐ)對(duì)高速公路(lù)來(lái)說(shuō)是個新鮮事。今年(nián)的經(jīng)濟工(gōng)作會議提出：將(jiāng)“做好碳(tàn)達(dá)峰，碳中和工作(zuò)”作為(wéi)2021年的主要(yào)任(rèn)務(wù)之一，而我國高速(sù)公路裏(lǐ)程(chéng)15.5萬公裏，對(duì)能(néng)源的需(xū)求(qiú)與日(rì)俱(jù)增，碳排(pái)放(fàng)量增速明顯。高(gāo)速(sù)公路雙(shuāng)碳數(shù)字化能(néng)源(yuán)管理，就(jiù)是利(lì)用(yòng)智慧(huì)能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)，將(jiāng)高速(sù)公路的所(suǒ)有場(cháng)景(jǐng)納(nà)入(rù)檢(jiǎn)測範圍內，通過管(guǎn)理實現(xiàn)節(jié)能降耗。

關鍵字：高速公路(lù)，隧(suì)道照明，節(jié)能(néng)，能(néng)耗(hào)監(jiān)測(cè)

1，隧道(dào)照明節能(néng)的必(bì)要(yào)性

常(cháng)言道(dào)“日(rì)落西山，華燈初上(shàng)”，通常(cháng)的照(zhào)明的(dí)能耗都是(shì)集(jí)中發生(shēng)在夜(yè)間。但是(shì)有一(yī)些照明應用(yòng)的場(cháng)景(jǐng)是全天24小時都(dū)耗能的，而(ér)隧(suì)道照(zhào)明(míng)就是(shì)其中之(zhī)一。甚至由於高(gāo)速公路(lù)隧道照(zhào)明(míng)的特(tè)殊性(xìng)，為避免日間的“黑洞效應”，白(bái)天(tiān)的(dí)照明(míng)能(néng)耗會高(gāo)於(yú)夜間的，晴天的會高於陰雨(yǔ)天的。

隧道(dào)的長(cháng)期(qī)照(zhào)明(míng)對電能有(yǒu)較大的消(xiāo)耗，隧道的(dí)電費支出在(zài)運(yùn)營單(dān)位(wèi)的日常開支(zhī)中占比(bǐ)非常(cháng)高。根(gēn)據(jù)某(mǒu)高速隧道管理運營單(dān)位的統(tǒng)計，電費(fèi)支出在日常(cháng)隧(suì)道(dào)運維開支中的占(zhān)比(bǐ)高(gāo)達(dá)85%。

所(suǒ)以，通過技術(shù)與管理手段來提(tí)高(gāo)隧(suì)道照明的能效，對於節(jié)能減(jiǎn)排，降(jiàng)低隧道運營(yíng)成本，早日(rì)實(shí)現雙(shuāng)碳(tàn)目標(biāo)具有(yǒu)不可(kě)估量的價值。

2，節(jié)能與安全之間的平衡

今(jīn)天(tiān)我們(mén)討(tǎo)論隧道(dào)照明(míng)的(dí)節(jié)能(néng)議(yì)題，但是(shì)在討(tǎo)論(lùn)這個議題(tí)前(qián)有一個基礎的(dí)前提不(bù)能(néng)不提。隧(suì)道照明的基(jī)本(běn)要(yào)求是(shì)確保隧(suì)道內(nèi)部的(dí)光綫(xiàn)強(qiáng)度均匀(yún)合適，從(cóng)而保(bǎo)障高速公路隧(suì)道(dào)交通的安全(quán)。所以不(bù)能(néng)以犧(xī)牲隧(suì)道內(nèi)交通通行的安(ān)全性或幹擾交通的便利性為(wéi)代價來(lái)提升照明的節(jié)能效(xiào)果。 

3，隧(suì)道(dào)照明節能的技術路綫與(yǔ)措施

隨(suí)著新材料，新技術(shù)的(dí)發展，目(mù)前隧(suì)道(dào)照明的節能主(zhǔ)要(yào)手段(duàn)有以下這(zhè)些：

A）光(guāng)源替(tì)換(huàn)

隧(suì)道照(zhào)明節(jié)能簡單(dān)直接的(dí)方(fāng)法就是(shì)燈具(jù)（光源）的更(gēng)換。過去隧道(dào)內(nèi)照(zhào)明(míng)主要采(cǎi)用高(gāo)壓鈉燈作(zuò)為(wéi)光源(yuán)，具有(yǒu)能效低，壽(shòu)命(mìng)短(duǎn)，無法(fǎ)靈(líng)活調節輸出等缺(quē)點(diǎn)。近些(xiē)年隨(suí)著LED照明(míng)技術(shù)的推(tuī)廣(guǎng)，新的(dí)高(gāo)光(guāng)效(xiào)LED在保證(zhèng)同樣照(zhào)度輸(shū)出的(dí)前提(tí)下(xià)可(kě)以提(tí)升(shēng)50%以上(shàng)的節能(néng)效(xiào)果(guǒ)。

B）采用可調光照(zhào)明係統，解決隧(suì)道照明(míng)亮(liàng)度(dù)過(guò)高(gāo)造成的能源(yuán)浪(làng)費

為了(liǎo)滿足(zú)駕駛(shǐ)員在(zài)隧道行駛過(guò)程中(zhōng)的(dí)明適應(yīng)和(hé)暗適應反應，故隧道照明按(àn)照不(bù)同的(dí)區段可劃(huá)分(fēn)為(wéi)引(yǐn)入段（入(rù)口段），適(shì)應端(duān)（過渡(dù)段），基本(běn)段和(hé)出口段照(zhào)明，按(àn)照不同(tóng)的(dí)區域設(shè)置(zhì)不同(tóng)的(dí)光照(zhào)亮度(dù)。根(gēn)據(jù)《公(gōng)路隧道(dào)照明設(shè)計細(xì)則》（JTG/T D70/2 - 01-2014）的(dí)規定(dìng)設(shè)計(jì)時速120km/h的(dí)高(gāo)速(sù)公(gōng)路，其隧道中(zhōng)間段(duàn)可按100km/h對(duì)應亮度(dù)取(qǔ)值。以下(xià)為某(mǒu)隧道的設計(jì)亮(liàng)度值與實測亮度(dù)的(dí)對照表(biǎo)

由(yóu)此可見，在沒有調光係統(tǒng)的情況下(xià)隧(suì)道絕大部分的實際(jì)亮度都遠高(gāo)於(yú)設(shè)計(jì)亮(liàng)度，如果我們(mén)采(cǎi)用可調(tiáo)光燈具和隧(suì)道(dào)調光(guāng)控(kòng)製(zhì)係統，通過調光(guāng)的技(jì)術手(shǒu)段(duàn)將洞內亮(liàng)度(dù)調(tiáo)節到(dào)剛好滿足(zú)設計亮(liàng)度的(dí)水平(píng)，就(jiù)可以在(zài)不影(yǐng)響照明效(xiào)果和交通安全性(xìng)的前提下(xià)進一步(bù)為我(wǒ)們帶(dài)來(lái)可觀的(dí)節能收(shōu)益(yì)。

C）通(tōng)過綜合能(néng)耗分(fēn)析(xī)，實(shí)現(xiàn)照明節能(néng)的(dí)有序(xù)，精(jīng)細化管理

隧(suì)道照明(míng)能(néng)耗占比(bǐ)很(hěn)高，但是(shì)究竟有(yǒu)多高(gāo)，什(shí)麼(mó)時候高(gāo)
？夏季高還是冬季高
？哪(nǎ)些區域(yù)哪(nǎ)些分(fēn)段高
？本(běn)月(yuè)與上(shàng)月的(dí)環比如何
？與去年的同(tóng)比又如何
？照明能(néng)耗(hào)與(yǔ)交通(tōng)量(liáng)相(xiāng)對照(zhào)的曲綫數(shù)據如(rú)何
？

以上(shàng)這(zhè)些問(wèn)題(tí)，絕(jué)大部(bù)分隧道(dào)管(guǎn)理(lǐ)養(yǎng)護(hù)單位都無從(cóng)回答。由於缺少具(jù)體統(tǒng)計(jì)數據(jù)的支撐(chēng)，就(jiù)沒(méi)有抓(zhuā)手(shǒu)來進(jìn)一(yī)步(bù)深化(huà)節(jié)能措施(shī)。對於(yú)已(yǐ)經(jīng)采(cǎi)取的(dí)節能(néng)手段(duàn)也(yě)無法評估其(qí)效用(yòng)。

通(tōng)過精(jīng)細化的(dí)綜合(hé)能(néng)效采(cǎi)集(jí)與分析，我們可以(yǐ)掌(zhǎng)握(wò)每(měi)一個(gè)區段，每(měi)一(yī)個回路(lù)的實時(shí)與歷史用(yòng)能細(xì)節數(shù)據，配(pèi)合隧道(dào)內現場(cháng)大(dà)量的(dí)傳感器設備（車(chē)流(liú)量(liáng)傳感器，照(zhào)度傳感器，溫(wēn)濕度(dù)傳感(gǎn)器）。我們(mén)就好(hǎo)比有了CT機(jī)的(dí)醫(yī)生(shēng)，可(kě)以一眼(yǎn)望盡(jìn)所有隧道(dào)照明能(néng)耗(hào)的(dí)細(xì)枝(zhī)末節，了(liǎo)解每(měi)一份電能的(dí)實際去(qù)向(xiàng)，了(liǎo)解哪裏(lǐ)還有很大的(dí)提升與(yǔ)改(gǎi)進(jìn)餘地(dì)，該往哪裏投資(zī)。

4，AcrelEMS高速公路微(wēi)電網能(néng)效管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台與(yǔ)智能照明解(jiě)決方案智(zhì)慧點亮隧(suì)道(dào)

Acrel高速公路綜(zōng)合解(jiě)決方案對(duì)高速公路沿綫變電(diàn)站內的高低(dī)壓(yā)配電(diàn)設備(bèi) ， 發(fā)電(diàn)機(jī)，變(biàn)壓(yā)器(qì) ，UPS，EPS ，外(wài)場照明 ， 隧(suì)道內的變(biàn)壓器與照明(míng) ，通風及排(pái)水等機(jī)電(diàn)設備(bèi)進(jìn)行實時分布式(shì)監控和集中管(guǎn)理(lǐ) , 實現無(wú)人(rén)值(zhí)守 , 確(què)保(bǎo)高(gāo)速公(gōng)路安(ān)全通暢, 提高(gāo) 自動化(huà)管理(lǐ)水平 , 降(jiàng)低(dī)機(jī)電(diàn)設備的運(yùn)行維護(hù)成(chéng)本(běn) 。

高速(sù)公(gōng)路(lù)綜(zōng)合解(jiě)決方案包括(kuò)隧道(dào)變電所，服(fú)務(wù)區(qū)變電(diàn)所，收(shōu)費站變電(diàn)所，沿(yán)綫(xiàn)箱式變電(diàn)站，互(hù)通(tōng)樞(shū)紐(niǔ)等區域的(dí)電(diàn)力綜(zōng)合(hé)監控(kòng)。

4.1 照(zhào)明開關(guān)驅動(dòng)器

ASL220Z係列(liè)開關驅(qū)動器(以(yǐ)下簡稱(chēng)模(mó)塊(kuài))，是安(ān)科瑞ALIBUS智(zhì)能照明控(kòng)製係統(tǒng)的控製模塊。該模(mó)塊和其(qí)他模(mó)塊（諸(zhū)如智能麵板，傳感(gǎn)器(qì)等(děng)）連接到(dào)一起，組(zǔ)成(chéng)一套完(wán)整的控製係(xì)統(tǒng)，實現(xiàn)大型(xíng)工程(chéng)照明係(xì)統的智能(néng)控(kòng)製。

該整(zhěng)機作(zuò)為(wéi)驅動模(mó)塊，直(zhí)接控製負(fù)載電(diàn)源(yuán)的(dí)通(tōng)斷,實(shí)現多種(zhǒng)控製功能(néng)，如：開(kāi)關(guān)功能，電(diàn)流(liú)檢測(cè)，故(gù)障報警(jǐng)，延(yán)時功(gōng)能，場景(jǐng)控製(zhì)，閾(yù)值(zhí)功(gōng)能等(děng)。

4.2 隧道(dào)照(zhào)明管理(lǐ)與綜(zōng)合能耗(hào)分(fēn)析係(xì)統(tǒng)

智能照(zhào)明控製

對(duì)隧道的敞開段，入(rù)口(kǒu)段，過(guò)渡(dù)段，基(jī)本段，出口段，管廊與逃生(shēng)通道的(dí)照明(míng)進行管理，可以實現實時手(shǒu)動控製，定時控(kòng)製，通(tōng)過(guò)傳(chuán)感器(qì)實(shí)現(xiàn)自動控(kòng)製(zhì)。

照明(míng)能(néng)耗(hào)分析(xī)

實(shí)現(xiàn)隧道(dào)照(zhào)明(míng)的(dí)能耗數據化，數據可(kě)視(shì)化，節能指標化(huà)

5，總(zǒng)結

目前(qián)全(quán)國(guó)仍(réng)有900多(duō)個(gè)縣沒有(yǒu)國道覆(fù)蓋(gài)，有(yǒu)18個新增的城鎮人口(kǒu)超(chāo)過(guò)20萬的(dí)城市和29個地(dì)級行政中心未實(shí)現與國家高(gāo)速公路網(wǎng)相(xiāng)連。根(gēn)據(jù)《國(guó)家公路網規劃（2013年-2030年(nián)）》，國(guó)家(jiā)高(gāo)速公(gōng)路(lù)將新建(jiàn)2.5萬至(zhì)3.3萬(wàn)公裏。加速(sù)綠色交通(tōng)基(jī)礎設(shè)施(shī)建(jiàn)設(shè)對我國(guó)碳達峰，碳中(zhōng)和(hé)戰略(lüè)具有重(zhòng)要意義。