2022年湖南省高速公路隧道通风 .pdf

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1、湖南省高速公路隧道通风、照明与供配电节能的实践与探索来源：湖南高速公路网发布时间： 2009-12-03 一、隧道通风、照明与供配电节能的背景西部大开发的战略使得我国中西部目前新建设的高速公路急剧增加，由于中西部地区往往是山岭重丘地区，因此新近规划的公路隧道，无论从数量还是长度上，都呈现逐年上升的趋势。在湖南省，目前已建成和在建的很多高速公路都地处湖南西部和南部，比如邵怀、怀新、常吉和永蓝等高速公路，这些地处湘粤、湘鄂、湘黔等交界处，5km以上隧道已经很常见，因此这些道路的共同特点就是隧道、隧道群较多，并且有很多特长隧道。根据 JTG 026.1-1999 设计规范（以下简称照明规范）：长度大

2、于100m的隧道应设置照明。因此相应的100m以上的隧道都将设置隧道供配电设施。一般 800m以上的隧道设置远期通风设施，1.0km以上的隧道设置近期通风设施。根据统计，目前我国隧道的通风和照明运营电费惊人，以湖南省某3km长的高速公路隧道为例，其照明总功率接近300kw ，按照每天有一半左右的灯工作，电费按0.6 元 /度计算（实际电价还在不断升高），每年的电费大约是80 万元，每天平均是2160元，这样庞大电费对于车流量较少的西部高速公路，所收过路费甚至不能满足隧道的照明电费；再比如我们如果将3km的隧道折算成多座中短隧道，例如换成10 座 300m的隧道，由于这些隧道主要都是加强照明，其

3、明总功率接近1400kw，按照每天有一半左右的灯工作，电费按0.6 元 /度计算，每年的电费大约是307 万元，每天平均是8400元，电费的支出将更是惊人。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页隧道通风和照明无论从设备的一次性投资上，还是以后的运营费用都将会是一笔很大的花费。对于刚刚建成的中西部高速公路，其在一定时期内的交通量一般不会达到工可中所预测的交通量，设计的隧道照明和通风指标普遍偏高，如果运营中将过多的灯具和风机投入使用，将会造成运营费用的指数上升。但是具体对灯具和风机应当控制在一个怎样的合理水平，并没有相应规

4、范要求，运营单位只能靠经验把握，这样易造成某些很极端的现象：例如对一些隧道的所有灯全部关闭，风机也基本不开等，其直接后果是给公路的安全运行埋下很大的隐患。供配电设计方案的缺陷，比如电源方案不合理，线路负载损耗较大，也会造成极大的电能浪费。如设计单位在选择供电方案时，考虑的更多是可靠性和节约投资，而并没有结合后期的运营费用进行综合的比选；同时在进行配电方案设计时，若按电压降、载流等进行校验，而对于经济电流密度关注较少，也会造成后期运营电能的浪费。为了符合国家 “ 建设节约型社会” 的要求，有必要对隧道通风、照明和供配电的节能措施进行实践和研究，争取探索出既经济又可靠的方式，来解决越来越尖锐的建设

5、与运营中的矛盾。二、隧道通风、照明与供配电节能实践的意义由于湖南省新建道路的隧道较多，因此湖南省高速公路在隧道节能方面做了大量的实践和探索，本文通过总结目前已经建成的高速公路的隧道通风、照明和供配电节能实践的相关经验，以进一步探索更经济、可靠的节能方案，其意义在于：（1）进一步提高高速公路隧道的通风、照明和供配电节能水平；（2）通风、照明和供配电节能方案要以提高运营的整体效率为目标；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 18 页（3）降低高速公路隧道后期的维护费用。（4）为隧道运营管理部门提供经验。三、隧道通风、照明与供配电节

6、能的实践3.1 通风设施3.1.1需风量计算参数的几点建议隧道通风需风量计算参数比较多，除了隧道长度、行车速度、海拔高度、大气压强、交通量等外，还有值得大家去学习、探讨的参数分别交通量、车辆汽柴比、车辆基准排放量折减系率。由于工可和规范没有直接给出上述两个参数，设计取不同的参数可能直接影响隧道的通风方案和风机配置数量。1. 车辆汽柴比隧道通风计算中车辆汽柴比合理取值，影响隧道具体风机数量的配置。如果参数取值合理，隧道通风配置风机数量恰好满足隧道不同特征年交通量的需要，节约隧道通风设备电费和维护费用。在湖南衡炎、郴宁和永蓝等高速公路设计中，充分分析工可文件中对相关路段的OD 调查和拟建工程车型构

7、成比例预测等相关数据，并根据中国汽车工业的现状和发展趋势。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 18 页2. 车辆基准排放量折减率规范中给出的各类车辆基本排放量是1995年的测试结果，并按每年1-2%的系数折减，在隧道通风计算中究竟取值多少，没有具体明确。下列以湖南永蓝高速公路的观音岭隧道为例，介绍车辆基准排放量折减率对隧道通风方案的影响。观音岭隧道远期（2030年）预测交通量为40131辆/日 .小客车，预测车型比例中货车比例占到80.12%，隧道右线纵坡为2.3% ，以 50km/h车速计算需风量，按1% 折减计算烟雾需风

8、量为649.5m3/s、按 1.5% 折减计算需风量为558.5m3/s、 按 2% 折减计算需风量为479.0m3/s。从上面计算值可以看出，观音岭隧道基准排放量按1.0%折减计算，隧道右线需要采用分段纵向通风方式，按2.0% 折减计算，隧道右线采用纵向全射流通风方式。因此，隧道通风计算时，需要特别注意车辆基准排放量的折减率，它直接影响隧道的通风规模，隧道不同通风方式，运营通风费用相差非常大。3.1.2隧道风机安装高速公路交通量预测按不同的特征年逐年增加，则隧道内计算需风量值也在逐年增加，因此，隧道通风风机配置应分期实施。目前，公路隧道通风设计均采用分期实施，风机安装数量按道路开通5 年、

9、10 年、 15年、 20 年配置，不同时间段安装数量不同，以降低隧道运营费用。3.1.3隧道通风控制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 18 页根据隧道通风采用的设备，可分为变频控制和动力可调控制；根据隧道通风采用的控制参数，可分为直接控制法、间接控制法和混合型控制法。目前，国内公路隧道主要采用直接控制法，通过分布在隧道内各点的CO 检测仪和能见度检测仪直接检测行驶车辆在隧道内排放出的烟雾浓度和CO 浓度值，给出控制信号，启动控制分布在隧道内相应点的风机，供给新鲜空气量，达到稀释CO 和烟雾浓度的目的，并将有害物质引出洞外

10、，以达到隧道规范所要求的环境标准。为了有效提高隧道通风效率，降低隧道风机运营电费，隧道内合理设置CO 和 VI 检测器位置。隧道CO 和 VI 浓度从隧道入口至隧道出口呈线性增长趋势，因此CO 和 VI 检测器一般安装隧道出口后隧道内人字坡的坡顶。永蓝高速公路九嶷山隧道采用斜井分段纵向通风方式，隧道内的浓度分布曲线如图1 所示，隧道入口和斜井送风口处浓度最小（空气质量最好），斜井排风口和隧道出口浓度最大，隧道内环境检测器应在安装在隧道斜井排风口处和隧道出口。3.2 照明设施目前高速公路中主要通过如下的几类方案进行节能，这几种方案在湖南的许多道路上均进行了相关的实践。3.2.1设计指标的优化目前

11、隧道运营后照明产生的电能浪费的主要原因在于采取了不太合理的隧道照明设计方案，而不合理的设计方案关键在于对于设计指标的选择上不够优化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 18 页通过对公路隧道照明通风设计规范的分析，影响设计指标的主要因素是洞外亮度和交通量，下面我们将就这两项进行分析：（1）降低洞外亮度隧道照明规范的照明计算中，一个重要的参数就是L20(S)，即洞外亮度，就其取值，因为受多种条件的局限，设计人员不可能得到准确的数值，因此往往不管洞口环境、洞门型式和装饰色彩，简单的按照照明规范的建议值进行取值，一般以采用4000

12、cd/m2的居多，而往往很多隧道的洞外达不到此亮度。合理的对洞外亮度进行取值，可以减少入口段、过渡段照明的亮度指标，因而能够减少加强照明的亮度要求，对于照明的节能至关重要。由于隧道照明亮度取值与隧道洞外亮度有关，因此可以采用降低洞外亮度的办法来降低隧道的照明设计指标。在公路隧道照明通风设计规范第3.7.1条对接近段的减光措施进行了相关的规定，主要包括植树、绿化、洞口型式和墙面反射率等。（2）合理的交通量照明规范的照明计算中另一个重要参数就是交通量，而往往工可中的交通量并不能反映实际运营后的交通量，交通量直接影响着照明的亮度指标，相应也就影响着一次投资和运营的费用。例如：如果隧道照明按常规工可交

13、通量进行照明计算，在基本段的照明中采用100W精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 18 页高压钠灯，两侧间隔布置，间距都为9M ，相当于对于1000m隧道，其左右洞基本灯具大约需要448 盏，功率44.8KW，照度为4.5cd/m2；而在另一工程中按照比较准确的交通量采用100W高压钠灯，中间布置，间距7M ，同样对于1000m隧道，其基本灯具大约需要284 盏，功率28.4KW，照度为2cd/m2。从以上数据可以看出，采用合理的交通量，照明的投资和运营可以得到大幅度的降低。湖南省目前在邵怀、常吉等高速公路工程通过采用对隧道

14、交流量进行预测、隧道洞口减光等多项措施，对隧道洞外亮度、照明折减系数等进行了合理的优化，减少了灯具数量，降低了照明负荷。常吉路有隧道33 座。隧道单洞累加总长43 公里，优化设计相对于原设计，照明灯具总数量减少6141套，减少 27% ；照明负荷总功率减少712384W，降低 16% ，按照常吉路的平均电价1 元/度计算，平均每年可以节约电费624 万元。3.2.2节能光源目前湖南采用较多的是采用节能光源进行照明节能，主要采用如下几种节能灯具：（1) 无极灯无电极荧光灯系统不像普通荧光灯一样，利用电极将外部的电能转化为灯内部工作所需精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

15、 - - - - - - -第 7 页，共 18 页要的能量，由于其没有电极，灯管部分不存在有易损元件，因此整个系统的寿命主要取决于电子镇流器，所以这类灯的寿命长，可达到6 万小时以上。特别适用于换灯困难、节约能源、节约运营费用、以及对安全要求极高的重要场所。如隧道、交通复杂地带、地铁站、天花板很高的厂房、危险地域照明、大厅、运动场等。目前湖南高速公路的多条道路，比如邵怀、怀新、常吉、衡炎等均采用了无极灯作为应急照明光源。其中邵怀的雪峰山隧道长7km ，其左右洞主线应急照明灯具577 套(100W)、紧急停车带的64 套(2*58W) 80W、路灯20 套 (100W)，共 661 盏均采用了

16、无极灯，根据计算，预计每年节省的电能在10 万度左右。（2) LED灯由于 LED 灯的光效一直在稳步上升，其最主要缺点价格也在逐步下降，因此这种灯具作为未来光源的发展方向，已经发展到应用阶段，也非常适合在高速隧道照明中使用。常吉高速的凉水井隧道长759M ，照明采用LED 灯替代高压钠灯，灯具数量增加了84套，但照明总功率由原设计的73486W降低至 36820W，节能率达49.9 ，并且经过实测，凉水井隧道右洞照度测试结果完全满足设计的技术指标要求。3.2.3高压钠灯节能方案由于无极灯和LED 灯的造价还较高，因此目前在湖南省仅限在应急照明和部分中短隧道中采用，还处在探索中，而主流灯具仍然

17、是高压钠灯，因此高压钠灯和荧光灯的节能方精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 18 页案更具有现实意义。（1) 提高功率因数高压钠灯通常采用电磁镇流器启动，加补偿电容后一般可达到0.85 。由于功率因数不高，需要较大截面的电缆供电。不仅浪费了部分电能，还消耗了铜材资源。另外电磁镇流器本身也要消耗一定电能，一半为20 。目前有厂家生产电子镇流器，能使灯具的功率因数提高到0.99以上，但由于成本较高，可靠性参差不齐灯原因，在湖南省目前实际应用的较少。考虑到高压钠灯技术的发展，目前湖南省很多工程对高压钠灯的功率因数要求都提高到0.9

18、 ，此方案隧道技术含量不高，但是此方案对造价影响不大，且最实用，因此更具有广泛推广的意义。（2) 节能控制柜节能控制是通过内置的节电优化自动平滑的调节灯光电路的电压和电流幅度，其主要是采用降压方式。采用降压方式与灯具能够长期承受的工作电压有很大的关系，因此电压降低的额度受灯具的额定电压所限，并且由于隧道照明属于长距离分散均布负荷，沿线路存在电压降，设在线路始端的降压装置无法将线路每处的电压降到合适的数值，往往线路始端的电压合适而线路末端的电压就低了，就会发生末端灯具熄灭。因此这种降压节能技术在最开始应用时存在一定的局限性。但是随着人们认识的提高，发现高速公路隧道往往地处偏僻，电源供电质量不佳，

19、昼夜精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 18 页间夜间的供电电压高于白天的正常值，造成夜间灯具的耗电量远远高于白天，而采用节能控制柜这种技术可将夜间过高的电压调至额定值以降低灯具能耗，同时稳定的电压又可延长灯具寿命，这种运行方式给节能柜的大量应用创造了更好的便利条件。目前湖南高速公路的多条道路，比如邵怀、怀新、常吉等均采用隧道照明节能控制系统，其中常吉计算节电率36.1 ，考虑灯具亮度降低率，确认隧道照明节能控制系统节电率 30 。通过对采用节能控制器的隧道进行检测：灯具工作在节能状态，灯具照度均匀柔和，无闪烁和灭灯，隧道照

20、明节能控制系统运行稳定、可靠，符合JTJ 026.1-1999设计规范标准的要求。隧道照明节能控制系统目前节电率都在30 以上，并且主要通过降压节能，变成主要是稳压节能的工作方式，可延长光源使用寿命，降低隧道照明的运行成本，具有重大的经济效益。3.2.4应用洞外亮度自动检测技术进行分级控制在 JTJ 026.1-1999 设计规范中，高速公路隧道照明设计的仍沿用了传统设计思路。即以天空面积百分比和隧道计算行车速度作为参考，来确定隧道洞外亮度值。再以隧道洞外亮度值来计算入口段、过渡段的亮度。而对于洞外亮度，就其取值，因为受多种条件的局限，设计人员不可能得到准确的数值，因此往往不管洞口环境、洞门型

21、式和装饰色彩，简单的按照规范的建议值进行取值，例如对于80km/h的隧道，一般洞外亮度都取4000cd/m2,实践证明，隧道的洞外达不到此亮度，尤其对于北向的隧道洞口一般不超过3500cd/m2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 18 页洞外亮度除了和洞口所处的位置有关外，白天还与天气状况有关。晴天、多云、阴天、重阴的天气对洞内入口段、过渡段、出口段亮度的调节均产生较大影响，洞外亮度增加，隧道内各段灯具的照度也相应增大，反之相应减小。雨天或是大风的天气，不但影响洞外亮度，还影响车速，而车速又直接影响隧道内各段照明的长度和

22、照度。通过洞外亮度自动检测技术的使用，可以解决一天中隧道洞外亮度变化很大，对司机产生“ 黑洞效应 ” 的问题；同时通过合理的开启灯具，使电能的节省达到最优化。目前湖南高速公路的多条道路，比如邵怀、怀新、常吉等工程均采用了洞外亮度自动检测系统进行隧道照明控制，通过采集到的环境参数调整照明方案，从而既年那个满足隧道安全行车的照明要求，又能达到节能最大化。3.3 供配电设施3.3.1供电方案节能目前在邵怀、衡炎等供电方案中，对于有通风设备的变电站，均采用了两台变压器的方案，两台变压器分别供动力和照明负荷，低压采用单母线分段的主接线型式。在实际的运营时，可以根据实际运营方案来调整变压器运行方案，比如在

23、负荷使用较少的季节，可以采用一台变压器运行，另一台变压器备用的方案，减少变压器的空载损耗。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 18 页采用这种方式即保障了变压器检修时候的供电可靠性，还具有节能的功效，因此具有重要意义。3.3.2配电方案计算节能许多工程在进行配电方案设计时，均以热稳定、电压降和载流等进行电缆的校验，而忽视了经济电流密度的校验，这将会造成电缆的损耗较大，也会造成后期运营电能的浪费。目前湖南省的多条高速公路在配电设计在电缆截面选取时，均进行了经济电流密度校验，其负荷利用小时主要结合隧道机电设备的运营时间来综合选

24、取，具有一定的借鉴意义。3.3.3设备选型节能对于变压器的容量及品牌型号选择，主要从两个方面着手，一是对变压器的容量根据实际的负荷情况进行了调整，二是选择了节能型变压器。传统的各类变压器容量的选择请核，由于变压器制造水平的提高，传统的70% 左右的负载率为最佳运行区段的设计概念已变化，变压器负载率宜控制在40 50% 之间较妥，以使变压器处于最佳经济运行区段。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 18 页目前在衡炎高速等正在建设工程的隧道供电方案中，对变压器的负载率进行了优化计算，另外已建成的常吉高速公路工程全线11 个隧道

25、变电所内的变压器均选用非晶合金变压器。这些节能措施具有一定意义。3.3.4采用新能源目前正在建设的衡炎高速的官冲隧道，准备以后预装风、光互补发电站，目前已经通过降低隧道的总功率为采用新能源创造了条件。四、隧道通风、照明与供配电节能的进一步探索4.1 通风设施4.1.1通风设计参数研究影响隧道通风需风量计算的参数比较多，一部分是隧道结构设计是确定的参数，一部分是规范规定的参数，还有一部分参数是上面两种都没有给定参数，需要设计人员根据相关行业发展及实际调查落实，这就给设计工作带来许多麻烦，也直接影响隧道通风方案及规模，最终反应在隧道运营成本上，因此，这部分参数值得相关科研和设计单位进行研究。1.

26、车辆汽柴比从目前设计单位对隧道通风计算的车辆汽柴比来看，不同的设计单位对车辆汽柴比的取值完全不相同的，除了与工程交通量的组成有关外，还与大家对汽车行业的认知不同，还需要结合相关行业的发展进一步研究。2. 车辆基准排放量折减率从湖南永蓝高速公路的观音岭隧道隧道需风量计算看出，车辆基准排放量直接影响到隧精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页道的通风方案及规模，工程设计中究竟取值多少，仍旧是一个未知数。但是，随着我国汽车工业的蓬勃发展，对车辆尾气排放量的限制要求正在不断提高，2004年 7 月及 2007年 7 月，我国已

27、分别实行了与欧、欧标准相当的国、国标准，2010年 7 月与欧标准相当的国标准也将实行。因此，车辆基准排放量折减率应按工程的近、中、远期设计年限分别进行选择，并参照相应的限值进行折减。需要注意的是，由于计算方式不同，该系列限值的基本排放因子不可直接用于我国JTJ 026.1-l999设计规范，应参考 PIARC2002、2004报告中的相关方法进行计算。另外，车辆基准排放量折减率可参考公路隧道设计细则（送审稿）中，有比较明确的建议值。4.1.2隧道风机设备选择 1. 香蕉形射流风机射流风机在隧道内的实际通风效果计算公式为：(1) 式中： Pj= 为射流风机的升压力（N/m2 ）， 为隧道空气密

28、度（kg/m3）， Vj 为射流风机的出口风速（m/s ）， Aj 为射流风机的出口面积（m2 ）， Vr 为射流风机的出口风速（ m/s ）， Ar 为射流风机的出口面积（m2 ）， 为安装位置摩阻损失折减系数。从上公式看出在射流风机功率一定的条件下，风机的出口面积和出口风速是负关系，提高风机的唯一办法就是降低风机在隧道拱顶的安装距离，减少射流风机与隧道拱顶的摩阻，提高风机声压效果。一种新型的香蕉形射流风机改变了传统射流风机与消音器位于同一轴线上的形式，将风精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页机两端的消音器向下方

29、车道处小角度倾斜（与风机轴线夹角一般7。），减少空气射流与隧道壁面的摩擦损失，达到提高风机的通风效率，风机安装如图2 所示。隧道通风采用香蕉形射流风机可以降低风机的配置功率，根据理论计算，22KW香蕉形射流风机可以替代30KW传统射流风机，大大降低隧道内安装风机的总功率，达到节能的效果。香蕉形射流风机将在湖南永蓝高速公路部分隧道实施，进一步探索其节能效果。2. 动叶可调轴流风机动叶可调轴流风机是通过调整风机叶片的角度来个改变风机风量、压力和功率，降低隧道通风运营用电费用。九嶷山隧道轴流风机风量和功率计算过程中，近远期的计算数据是不一样的，如果按近远期单独考虑，轴流风机的电机功率配置是不一样的，

30、但隧道配置相同功能轴流风并列运行要求必须是同规格、同型号，因此，近远期风机配置需要结合考虑，这样会使近期轴流风机功率配置偏大，造成运营成本的增加，动叶可调轴流风机可以解决上述问题，近期风机配置电机功率可以和远期风机功率结合，通过调节叶片的角度，减低风机功率，满足近期风机功率和风量配置要求。动叶可调轴流风机转子叶片角度可以在风机运行过程中从0% 到额定最大角度100%之间连续调节，在风机启动过程中，可先将叶片角度设定为0% ，即空载状态下启动电机，这样可以减低风机启动电流和缩短风机启动时间，也能实现隧道运营节能的效果。3. 变频调速器变频调速起主要用在隧道轴流风机控制，通过改变风机电机的供电频率

31、来改变其同步转速而实现调速。目前，变频器在建筑和矿井行业已有成功应用，但是公路行业停留在理论分析研究阶段，其主要原因在与隧道轴流风机采用地下风机房，地下机房环境对变频器设备的要求比较高，需要提高变频器的防护等级，则变频器的散热有待进一步解决。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页湖南永蓝高速公路九嶷山隧道斜井机房采用地面风机房，变频器的防护等级和散热问题已经不存在，主要研究变频器如何根据隧道的需风量控制隧道轴流风机，将在隧道施工图阶段进一步探索和研究变频调速控制在满足隧道控制标准的条件下，尽量减少风机开启台数和风机频

32、繁启动，延长风机的使用寿命和隧道运营节能作用。4.2 照明设施4.2.1隧道照明与运营的结合从目前全国通车的几处隧道看，比如湖南邵怀高速公路已经通车，隧道照明设计按照80km/h，但是在通车时候，考虑到其它安全因素，隧道限速是60km/h，部分坡度较差的隧道甚至限速为40km/h，也就意味着隧道照明采用60km/h设计就可以满足隧道的行车安全。同时好多高速路运营单位规定进入隧道的车辆必须打开车灯等措施，我们需要研究这些措施是否有助于节能，并且能够达到哪种效果。4.2.2通过辅助设施进行隧道照明节能隧道照明只是保障行车安全的一个手段，同时隧道还采取了其它一些措施保证隧道的行车安全，比如安全设施在

33、隧道内设置的轮廓标，设置在隧道壁上60cm高度，对于安全行车有一定的帮助；同时对于长大隧道，在隧道壁上130cm设置了疏散标志灯，可以只是隧道的轮廓，也为安全行车提供了一定的照明。另外目前在很多地区都采用LED 诱导灯，设置在电缆沟盖板侧壁上，通过我们对已通车隧道的现场调查，这种诱导灯有助于隧道的线形显示，并且效果也比较理想。以上这些设施对于车流量较少的时候可以满足行车的部分需求，因此我们需要研究通过这些辅助设施是否能够有效地降低隧道照明亮度，从而达到节能的目的。4.2.3专家系统与隧道照明节能的结合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

34、16 页，共 18 页虽然根据工可上的交通量，隧道交通量随着运营年的开通是在逐渐上升的，但是其在某一年里上升的趋势是缓慢的，除了特殊情况可能是跳跃的外，应当是连续的，因此在某一时段其交通量可以认为是在一个合理的取值内。因此我们可以借鉴“ 地铁通过在不同时刻采用不同列车间隔的措施来调整人流量的” 方式( 常规地铁是按照周一到周五的上、下班时刻，周六到周日出行和返家时刻等调整发车间隔) ，根据隧道在不同时期的交通量确定每一段的照度指标，比如周五晚上一般具有高峰车流量相应可以按照较大车流量进行照明，而别的时刻可一律采取较小车流量的照明，因此此项方式的关键技术在于如何根据监控采集的交通量创建出适合隧道

35、调整照明亮度的合理和完善的 “ 专家数据库 ” 。专家系统的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。因此通过建立合理和完善的“ 车流量专家数据库” 将使得隧道灯具的开启更加优化和合理。4.2.4木桶效应对隧道照明节能的影响由于节电器主要采取母线降低电压的方式，而隧道照明配线采用十几个甚至几十个灯具的并联，这样线路最末端灯具由于电压已经降到一定水平，为了保证电压下降最远距离的灯具的正常工作，整个隧道的灯具降压只能处在一个较低的水平，这就是最末端灯具影响整体回路始端灯具降压效

36、果的“ 木桶效应 ” 。本研究的创新点不仅仅在于首次提出“ 木桶效应 ” 的概念，对其研究的局限性也不仅仅限于其影响节电器的降压效果，而是要进一步扩大到：如果我们掌握 “ 木桶效应 ” 的一些规律，那么我们在配电电缆的选取上并不再单纯的依靠选取大的截面积来降低线路的损耗，而是要考虑在不影响设备运行和寿命的同时，通过适精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 18 页当的电缆电压降降低灯具的功率( 灯具的电阻是一定的，灯具电压降低相应地降低了灯具的使用功率 )来代替节电器的降压效果，并且对于如何将电压的降低与线损处在一个平衡点上作

37、进一步的探讨和研究。4.3 供配电设施4.3.1供电方案与运营的结合山岭高速公路特长隧道最大的用电负荷是通风风机，特别是采用分段通风的隧道。比如雪峰山隧道三个轴流风机房配置风机总功率为2090KW，轴流风机风机供电电压等级为0.38KV ，整个隧道的供电电流非常大，则整个运营费用明显增大。在永蓝高速公路九嶷山隧道通风设计中，轴流风机的供电电压采用0.6KV等级，可以降低供电系统电流，减少运营成本，但供电方案需要与隧道通风配合，整个方案的应用和风机的电机电压等需要进一步调查研究。4.3.2新能源的进一步探索隧道照明绿色光源的推广，逐渐降低了隧道照明用电负荷大小，中短隧道照明供电可采用风光互补方式，降低隧道运营费用。但作为一个系统工程，需要从新光源、新能源、新技术等方面综合考虑。五、结论隧道运营节能的方法和措施，在湖南高速公路部分隧道已有不同程度的应用和研究。随着高速公路的建设逐步深入山岭地区，隧道运营节能将越来越受到社会公众及相关管理部门的重视，更需要及时、认真地研究和解决相关技术和管理问题，使节能效果真正在实际运营中得以显现。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 18 页