一、概述
我国公路隧道照明系统能耗占隧道年均运营能耗的60%—80%。每年隧道运营能耗约106.7亿kWh，照明占其中六到八成，照明费用占隧道整个机电工程的30%左右。传统隧道照明采用“恒定高亮”模式，无论有无车辆通过，灯具始终保持满功率运行，造成了巨大的能源浪费。
2025年1月3日，生态环境部联合交通运输部发布了《温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能（CCER-07-001-V01）》。这是我国交通运输业领域和能源需求领域首个温室气体自愿减排项目方法学-，适用于单座或多座公路隧道照明系统的新建或在役项目。
方法学发布后，预计当前潜在项目的年减排量约为20万吨CO₂，至2030年减排量有望增加至80万吨CO₂。按照全国碳市场配额价格90元/吨估算，隧道照明节能改造的碳资产价值不容忽视。据统计，我国公路隧道年运营能耗对应碳排放超600万吨，其中照明系统占60%—80%。这意味着隧道照明节能改造不仅可以节电，还可以产生可交易的碳减排量，获得额外的碳收益。
隧道低碳照明智能控制系统以边缘智能控制为核心，融合毫米波雷达、洞外亮度感知与多回路调光策略，构建“感—算—控—评”一体化系统。车辆临近时自动点亮前方照明、驶离后动态调暗，无车时段维持最低安全照度；同时依据洞外自然光强实时匹配入口段亮度，有效缓解“黑洞”“白洞”效应。
二、参考标准
| 标准编号 | 标准名称 |
|---|---|
| JTG/T D70/2-01-2014 | 公路隧道照明设计细则 |
| GB/T 24969-2010 | 公路照明技术条件 |
| GB 50034-2024 | 建筑照明设计标准 |
| CIE 88:2004 | 隧道照明指南 |
| CCER-07-001-V01 | 温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能（2025） |
三、系统架构
浙江巨川隧道低碳照明智能控制系统采用“云-网-边-端”四级架构：
感知层（端） ：毫米波雷达车辆检测器、洞外亮度检测仪、洞内照度传感器、环境监测传感器。雷达车检器精准捕捉车辆位置与速度；亮度检测仪实时采集洞外自然光照度变化。
网络层（网） ：LoRa自组网、蓝牙Mesh、4G Cat.1/RJ-45通信。采用“LoRa+蓝牙拉手+中继”混合组网技术，攻克长隧道信号稳定传输难题。
控制层（边） ：边缘控制主机、物联网网关、智能照明控制器。边缘计算实现毫秒级调光响应，不依赖云端，保障隧道照明的实时性和可靠性。
管理层（云） ：隧道综合管控云平台，实现通风控制、照明控制、消防控制、交通控制、闭路电视监控、火灾报警、紧急电话系统的多系统集成联动。
四、系统功能
4.1 随车照明与智能调光（核心功能）
浙江巨川系统通过雷达车检器精准捕捉车辆位置与速度，联动可调光LED灯具。车辆驶入时前方灯光渐次亮起形成移动光区；驶离后自动调暗至基础亮度。控制策略按低速、中速、高速三档匹配亮灯时间与距离；多车场景下以最高车速为基准，保障安全冗余。
同时，边缘计算节点依据洞外自然光的实时变化，毫秒级动态计算隧道灯光的目标亮度，0-100%无级调光实现照明从“常亮”到“按需”的跨越。五种功能中，随车照明和智能调光是节能核心，建议优先部署；应急联动是安全底线，必须同步配置。
4.2 自适应照明——多场景自动切换
根据车流量自动切换工作模式：日均车流量低于5000辆时开启随车照明模式；日均车流量高于5000辆时切换为自适应照明模式，根据天气环境及洞内外亮度差自动调光。
典型场景配置：
- 平峰模式：常规调光，保障基础安全照度
- 高峰模式：100%亮度，应对大车流
- 深夜模式：最低安全照度，极致节能
4.3 应急联动——秒级响应
隧道内监控摄像机实时扫描，对异常交通事件自动检测、自动报警并记录。突发事故、交通拥堵、异常停车时触发“紧急照明模式”，强制启动全隧道高亮度照明，保障应急逃生需求。
4.4 一屏统管——远程集中运维
通过智能网关将隧道内各类设备连接成有机整体，实现远程集中管控。能碳数字管理平台对隧道能耗、碳排放精准计量并可视化展示，为绿色运营提供数据支撑。
五、浙江巨川设备配置方案
5.1 感知层设备
毫米波雷达车辆检测器
- 精准捕捉车辆位置、速度、车流量信息
- 探测范围覆盖隧道入口及内部通道
- 工作温度：-40℃至+85℃，防护等级IP67
洞外亮度检测仪
- 实时采集洞外自然光照度数据
- 测量范围0-20000lx，精度±5%
洞内照度传感器
- 监测隧道内各段实际照度，反馈闭环验证调光效果
5.2 网络层设备
LoRa网关
- 支持LoRa+蓝牙Mesh混合组网
- 多节点中继通信，单点故障不影响系统通信
4G智能网关
- 支持4G Cat.1/RJ-45双模通信，与控制中心或云平台双向通信
- 本地策略存储，断网期间独立运行
5.3 控制层设备
边缘控制主机
- 毫秒级调光响应
- 支持高/低车流、长/中/短隧道等多模式运行
- 本地策略存储，不依赖云端
智能照明控制模块（4/6/8/12路）
- 35mm标准导轨安装
- 每路额定负载16A，支持0-100%无级调光
- 内置电流测量电路，实时监测每回路负载电流
- 支持手动应急开关
单灯控制器
| 单灯控制器 | 1、具有电能计量、电压、电流采集功能； 2、超压、欠压故障报警功能； 3、电流越限报警功能； 4、开关灯异常报警功能； 5、具有0-10V调光输出接口，亮度0-100%可调； 8、IP67防水等级 10、防雷等级：6KV 11、继电器选用常闭触点，设备故障后，设备仍然具有输出，LED灯具处于全亮状态 12、宽电压设计：85–265V 13、温度范围：-40℃~~+85℃ 14、通讯协议：支持标准modbus协议对接 |
| 隧道调光控制柜 | |
| 中继器（区域协调器） | |
| 洞外亮度检测仪 | 每条隧道一台 |
| 洞内亮度检测仪 | 每条隧道一台 |
| 隧道智能控制系统 | |
| 4路0-10V调光模块 | 1、具有0-10V调光输出接口，亮度0-100%可调； 2、调光输出线具有多功能：升级程序，手动配置参数 3、通讯协议：支持标准modbus协议对接 |
| 12路智能开关模块 | 最多是12路 |
| 隧道主机网关 | RS485通讯技术，具有远距离、低功耗、传输速度快 ·支持RJ45网络上行，RS485对接设备，集中采集数据 ·自适应数据传输速率 ·实现多频点、多通道的同时接收 ·配电箱导轨式安装，方便快捷 |
- 远程控制1路负载开关
- PWM调光输出，占空比0-100%可调
- 内置电流与电压计量电路，实时采集负载工作情况
- 工作温度：-20℃至+85℃
5.4 管理层设备
隧道综合管控云平台
- 多系统集成联动：通风、照明、消防、交通、监控、火灾报警、紧急电话
- 远程集中控制与状态实时监控
- 能碳数字管理：能耗与碳排放精准计量、可视化展示
- 故障自动报警与精准定位
5.5 对配电箱厂家的选型建议
隧道照明智能控制系统对配电箱的选型和安装有特殊要求。综合行业规范与实际项目经验，配电箱厂家需关注以下要点：
一、防护等级与安装环境
隧道内配电箱需选用防潮、防尘、防腐专用箱体，防护等级不低于IP55-；安装在泵房内的箱体外壳防护等级不低于IP55-。箱体安装位置应避开积水、高温、易碰撞区域-，远离潮湿、阳光直射、有腐蚀的环境-。箱体底边距地面高度宜为1.5m-。
二、空间预留与模块安装
智能照明控制模块采用35mm标准导轨安装，但每个模块的宽度（4路约72mm，8路约144mm）、接线空间、散热间距都需要提前确认。多个模块集中安装时，导轨长度、箱体深度和通风散热条件直接影响模块长期运行稳定性。模块间需预留≥20mm散热间距，箱体深度需满足模块安装后接线空间需求。隧道内配电箱通常安装在壁龛或设备洞室内，空间条件需根据隧道断面尺寸提前确认箱体尺寸和安装方式-。
三、回路设计与容量冗余
配电箱的回路数、容量需与隧道照明布局、灯具点位密度、系统总功耗精确匹配-。建议根据隧道长度、分区数量确定控制模块数量，每个防火分区独立设置照明配电箱。容量需预留20%余量，便于后期扩展-。
四、通信接口与协议兼容
隧道照明智能控制系统需通过RS485总线或4G通信与集中控制器连接，配电箱内应预留通信接口安装位置和穿管空间-。进场施工前，集中控制器需与现有平台进行兼容性测试，确认通信协议匹配。
五、电缆选型
电缆选用WDZB1-YJY低烟无卤B1级阻燃电缆，桥架选用304不锈钢，适应隧道高湿、高温环境。
六、典型应用场景与效果
| 项目 | 技术方案 | 节能效果 |
|---|---|---|
| 安徽庄村隧道 | 51套雷达车检器+1051盏可调光LED | 综合节能率55%，年节电近6万元 |
| 陕西旬凤高速全线 | 隧道低碳照明智控系统 | 节电率53.5%，年节约电费约130万元 |
| 济南石房峪山隧道 | 平峰/高峰/深夜3种模式自动切换 | 节省电费36%以上 |
| 定临高速隧道 | 随车照明模式 | 综合节能率70%，年节约电费约171.13万元 |
| 桑龙高速帅乡隧道 | 低碳照明智控系统 | 综合节电率27.0%，年节约电费约6.9万元 |
七、常见问题
Q1：隧道照明节能改造能申请CCER碳减排收益吗？可以产生多少收益？
可以。符合条件的公路隧道照明系统节能项目可参与全国温室气体自愿减排交易市场并获得减排量收益-。按全国碳市场配额价格90元/吨估算-，当前潜在项目的年减排量约为20万吨CO₂，至2030年减排量有望增加至80万吨CO₂-。以一条年节电100万度的隧道为例，按0.6kgCO₂/度折算，年减排量约600吨，按90元/吨计，年碳收益约5.4万元，在合同能源管理模式中可进一步缩短投资回收期-。
Q2：隧道照明智能改造必须全部更换灯具吗？
不一定。如果现有LED灯具状态良好且照度达标，可通过加装智能照明控制模块、雷达传感器和边缘控制主机实现智能控制。但若现有灯具仍为高压钠灯等传统光源，建议同步更换为可调光LED灯具。
Q3：隧道内通信信号不稳定怎么办？
系统采用“LoRa+蓝牙拉手+中继”混合组网技术，攻克了长隧道信号稳定传输难题。LoRa自组网支持多节点中继通信，单点故障不影响系统通信。边缘控制主机支持本地策略存储，断网期间仍能按预设策略独立运行。
Q4：随车照明系统如何保障行车安全？
系统通过雷达车检器精准捕捉车辆位置、速度，按低速、中速、高速三档匹配亮灯时间与距离。入口段亮度根据洞外自然光强实时匹配，有效缓解“黑洞”“白洞”效应。
Q5：隧道照明智能改造的投资回收期大概多久？
隧道照明节能改造通常采用合同能源管理模式，由实施方承担前期投资，通过节能收益分成回收成本。以定临高速项目为例，综合节能率达70%，年节约电费约171.13万元。结合CCER碳减排收益，投资回收期可进一步缩短。
