亮度智能LED控制卡系統(tǒng)在隧道中應(yīng)用

(3)應(yīng)急照明控制

　　隧道意味著一旦供電系統(tǒng)停電，將使駕駛?cè)藛T難以把握方向，極易造成交通事故。城市短隧道通常可不設(shè)應(yīng)急照明系統(tǒng)，但考慮到壽春路隧道是一條弧形隧道的特殊性，設(shè)計(jì)時(shí)增設(shè)了不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)。

　　在高速公路隧道中，應(yīng)急照明亮度應(yīng)不小于基本照明亮度的10%，且布設(shè)間距一般在20～30米一盞。這種傳統(tǒng)的布設(shè)方式使得應(yīng)急照明狀態(tài)下的照度均勻度極差，這在突然停電的情況下依舊存在較大地事故隱患。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)應(yīng)急照明系統(tǒng)時(shí)放棄了傳統(tǒng)的大間距布設(shè)方式，充分利用LED燈的亮度可控特性，將所有的基本照明燈全部兼作應(yīng)急照明燈。當(dāng)市電斷電時(shí)，由EPS電源為基本照明燈具供電。此時(shí)LED控制卡裝置瞬間將基本照明燈具的功率同步控制到額定功率的20%左右。這使得系統(tǒng)在市電斷電情況下應(yīng)急照明的配光特性與原先的基本照明相同，最大限度地避免了交通事故的發(fā)生。在燈具安裝后，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急供電情況進(jìn)行了驗(yàn)證，在市電斷電瞬間，加強(qiáng)照明全部熄滅，基本照明燈具的亮度全部保持在低亮度狀態(tài)，經(jīng)測(cè)試，應(yīng)急照明狀態(tài)下路面平均亮度為0.6cd/m2，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.照明亮度智能無(wú)級(jí)LED控制卡系統(tǒng)介紹

(1)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　隧道LED照明的智能無(wú)級(jí)LED控制卡系統(tǒng)目前國(guó)內(nèi)已有多家公司研發(fā)出來(lái)，但大多未得到實(shí)際應(yīng)用，有的在實(shí)際應(yīng)用時(shí)無(wú)法控制。在本隧道照明設(shè)計(jì)中，我們采用了已在高速公路上得到良好應(yīng)用的控制方案。LED控制卡系統(tǒng)的洞外亮度監(jiān)測(cè)裝置將檢測(cè)到的隧道洞外亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳送至亮度智能無(wú)級(jí)LED控制卡上，再由其換算后轉(zhuǎn)換為0～5V的直流模擬信號(hào)輸出，去控制LED燈上的電壓控制電流源。電壓控制電流源的控制端電壓的變化會(huì)使其輸出電流隨之變化，而輸出電流的變化，又會(huì)引起LED輸出的光通量發(fā)生變化，從而達(dá)到控制被照?qǐng)鏊炼鹊哪康摹?p>(2)LED控制卡控制距離要求

　　本系統(tǒng)LED控制卡裝置放置在EPS電源柜內(nèi)。EPS電源柜設(shè)置在洞口附近的南側(cè)，距洞口約10m。從LED控制卡裝置到隧道的另一端，控制線長(zhǎng)度約220m。為了確保控制信號(hào)能夠長(zhǎng)距離傳輸而不會(huì)衰減，我們要求在采用0～5V的直流模擬電壓傳輸控制信號(hào)時(shí)，其首尾出入口的控制誤差不大于2%。信號(hào)能夠長(zhǎng)距離傳輸?shù)南扔X(jué)條件是燈具的控制輸入端具有很高的輸入阻抗。燈具的控制輸入端阻抗越高，其吸入電流就越小，則控制信號(hào)總線上的電壓衰減也就越小，控制信號(hào)的傳輸距離就越遠(yuǎn)。從一些廠家提供的燈具技術(shù)資料來(lái)看，有幾家的燈具控制輸入端的輸入阻抗非常高;這使得每盞燈所需的控制電流非常微小，從而確保了信號(hào)經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后衰減微不足道。有的廠家能在控制3000盞燈的情況下，有效控制距離長(zhǎng)達(dá)30km。這一控制距離幾乎可以滿足所有隧道和絕大多數(shù)城市道路的調(diào)光控制要求。

(3)電壓與亮度對(duì)應(yīng)關(guān)系

　　為了避免系統(tǒng)斷電，設(shè)計(jì)時(shí)采用了EPS電源為基本照明燈具供電，從而確保了電源不會(huì)中斷。但另一方面，在電源正常供電情況下，如果照明LED控制卡裝置發(fā)生某種故障，使得其無(wú)輸出(這是一些電子系統(tǒng)的常見(jiàn)故障模式，如控制器電源故障等)，仍然可能造成隧道內(nèi)的照明強(qiáng)度突然低于應(yīng)急照明的要求。為此，我們要求LED控制卡信號(hào)的0V對(duì)應(yīng)燈具的最大亮度，5V對(duì)應(yīng)燈具的最小亮度，且燈具的最小亮度不得低于額定亮度的10%。這一要求確保了任何故障狀態(tài)下，只要EPS電源工作正常，隧道內(nèi)的照明就會(huì)始終存在，從而最大限度地保障了行車安全。

3.應(yīng)用情況介紹

　　隧道LED照明亮度智能無(wú)級(jí)LED控制卡系統(tǒng)全部安裝完成后，我們對(duì)系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了驗(yàn)證。系統(tǒng)加強(qiáng)照明燈具的亮度白天可隨著洞外亮度的變化而變化，在陰天還可看到加強(qiáng)照明燈具亮度明顯低于基本照明，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)光。系統(tǒng)基本照明燈具白天的功率相對(duì)較高;在午夜23時(shí)至清晨5時(shí)車流量較小時(shí)，基本照明燈具均以白天功率的50%工作。在市電斷電后，應(yīng)急電源瞬間啟動(dòng)，所有基本照明燈具的功率均降至額定功率的20%。LED控制卡系統(tǒng)避免了過(guò)度照明所產(chǎn)生的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界長(zhǎng)期追求的按需照明的理想。系統(tǒng)與原分級(jí)調(diào)光的鈉燈照明相比，每年可節(jié)省電能70%以上。

4.結(jié)束語(yǔ)

　　隧道中成功地采用了隧道LED照明亮度智能無(wú)級(jí)控制系統(tǒng)。它的投入使用，將大幅降低隧道的照明能耗，減小LED燈具的光衰，延長(zhǎng)燈具和電源的使用壽命;同時(shí)也為關(guān)注照明節(jié)能的業(yè)內(nèi)人士提供了一種可供借鑒的城市隧道智能化照明工程案例，為隧道實(shí)現(xiàn)按需照明開(kāi)辟了全新的途徑。