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?？刹辉O(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)計時增設(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，我們在設(shè)計應(yīng)急照明系統(tǒng)時放棄了傳統(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，由EPS電源為基本照明燈具供電。此時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，我們對現(xiàn)場應(yīng)急供電情況進(jìn)行了驗證，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)計目標(biāo)。

2.照明亮度智能無級LED控制卡系統(tǒng)介紹

(1)系統(tǒng)簡介

　　隧道LED照明的智能無級LED控制卡系統(tǒng)目前國內(nèi)已有多家公司研發(fā)出來，但大多未得到實際應(yīng)用，有的在實際應(yīng)用時無法控制。在本隧道照明設(shè)計中，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)測裝置將檢測到的隧道洞外亮度信號轉(zhuǎn)換為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號傳送至亮度智能無級LED控制卡上，再由其換算后轉(zhuǎn)換為0～5V的直流模擬信號輸出，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使其輸出電流隨之變化，而輸出電流的變化，又會引起LED輸出的光通量發(fā)生變化，從而達(dá)到控制被照場所亮度的目的。

(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，控制線長度約220m。為了確保控制信號能夠長距離傳輸而不會衰減，我們要求在采用0～5V的直流模擬電壓傳輸控制信號時，其首尾出入口的控制誤差不大于2%。信號能夠長距離傳輸?shù)南扔X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，則控制信號總線上的電壓衰減也就越小，控制信號的傳輸距離就越遠(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，從而確保了信號經(jīng)長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)電壓與亮度對應(yīng)關(guān)系

　　為了避免系統(tǒng)斷電，設(shè)計時采用了EPS電源為基本照明燈具供電，從而確保了電源不會中斷。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，使得其無輸出(這是一些電子系統(tǒng)的常見故障模式，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控制卡信號的0V對應(yīng)燈具的最大亮度，5V對應(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照明亮度智能無級LED控制卡系統(tǒng)全部安裝完成后，我們對系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了驗證。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，實現(xiàn)了無級調(diào)光。系統(tǒng)基本照明燈具白天的功率相對較高;在午夜23時至清晨5時車流量較小時，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，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)避免了過度照明所產(chǎn)生的電能浪費現(xiàn)象，實現(xiàn)了業(yè)界長期追求的按需照明的理想。系統(tǒng)與原分級調(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

　　隧道中成功地采用了隧道LED照明亮度智能無級控制系統(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，延長燈具和電源的使用壽命;同時也為關(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，為隧道實現(xiàn)按需照明開辟了全新的途徑。