基于目前高速公路隧道照明耗費的電能巨大，特別是在中國的西部地區，隧道多、車流量不大，夜間更少，由此造成了大量的電能浪費。為此結合西部的實際情況，提出了一套新的公路隧道照明應用方案，采用LED 燈結合分段控制技術，通過模擬隧道的實驗實現了亮度智能控制、照明隨車的移動而改變、最大限度節能的目的。

　　在哥本哈根世界氣候大會上***總理代表中國承諾，到2020 年，二氧化碳/GDP 總值比要在2005 年的基礎上降低40%~45%.中國多山，山區面積占全國總面積的2/3，給交通建設帶來很大的不便，截止2009 年底全國公路隧道多達6 139處，其中特長隧道190 處，長隧道905 處，隧道照明上所耗費的電能相當巨大。為此我們對高速公路隧道照明方法展開研究。

　　1 隧道照明設計要領

　　白天駕駛員駕駛車輛從隧道外接近、進入和通過隧道的過程中，如果隧道沒有照明裝置，由于隧道內外亮度差別極大，入口處將呈現一個“黑洞”，出口處則看到一個“亮洞”;夜間駕駛員行車進入和通過有照明系統的隧道，情況就又剛好相反，這些現象都會引發安全事故。為此，《公路隧道通風照明設計規范》制定了相關的規范，對入口段、過渡段、中間段、出口段的亮度做了詳細的規定，相關規定如下：

　　1）入口段亮度需求Lth（cd/m2）

　　式中k 為折減系數，L20（S）為洞外亮度（cd/m2）

　　2）過渡段亮度需求

　　照明段TR1的亮度Ltr1如下：

　　照明段TR2的亮度Ltr2如下：

　　照明段TR3的亮度Ltr3如下：

　　3）中間段亮度Lin，如表1 所示。

　　表1 中間段亮度規范

　　4）出口段亮度。

　　亮度取中間段亮度的5 倍。

　　夜間照明分兩級控制：交通量較大時，亮度與中間段亮度Lin相等；交通量較小時，亮度為0.5Lin但不小于1 cd/m2。

　　2 LED 智能燈的設計方案

　　2.1 隧道中LED 智能燈具照明與傳統燈具照明的比較

　　1）傳統的隧道照明方案

　　傳統的隧道照明方案為了做到節能， 通常采用4 級照明，即晴天、云天、陰天和重陰天4 種照明模式，這種控制方式一般采用的都是控制亮燈的數量和位置來達到分級照明的目的。采用的燈也是傳統的高壓鈉燈，由于高壓鈉燈光源的功率規格通用型只有100 W、150 W，250 W 和400 W 幾種，而許多高速公路隧道基本照明燈具僅需40~120 W 即可，但目前隧道的基本照明通常選用100 W、150 W 或更高的高壓鈉燈［3］，普遍存在過度照明，或要人工控制的問題。

　　在設計燈具功率時，必須要考慮一定的維護系數，這樣才能確保在實際的運營過程中當燈具光源亮度衰減和燈具受到污染而使亮度下降30%以上時，其照明的強度依然能夠滿足規范的要求。

　　在《公路隧道通風照明設計規范》中規定，維護系數取0.7，如某隧道實際需要80 W 的燈具，那么設計的時候燈具功率最少要選115 W;同時還要考慮到燈具會隨著時間的推移，自身會有損耗，為了確保燈具能符合設計規范，就必須有一定的冗余量，一般取1.7 倍，那么設計的時候燈具功率就要高于136 W，于是選用150 W 的高壓鈉燈。

　　2）LED 智能燈具照明方案

　　LED 有發光效率高、壽命長、易控制等特點。如某隧道實際需要80 W 的燈具， 用LED 智能燈就可以控制成80 W 的規格，避免過度照明。根據隧道外的亮度智能化控制隧道內LED 燈的照明亮度，特別是入口段、過渡段這兩段的亮度調節， 即根據隧道的設計行車速度來設計該路段需要多亮，照明燈具就控制多亮（LED 智能燈也必須有一定的冗余量），以避免過度照明，這樣可以節約電能，減少污染排放。