物联网高速公路隧道智慧照明系统

一、随车照明:隧道照明节能的核心路径

公路隧道照明系统能耗占隧道年均运营能耗的60%—80%。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,是隧道运营能耗的最大支出项。

随车照明系统正在改变这一局面。核心逻辑很简单:有车时灯亮,无车时灯暗。 车辆驶入隧道时,前方灯光如浪潮渐次亮起,形成移动光区;车辆驶离后,灯光自动调暗至基础亮度。中铁科研院研发的公路隧道低碳照明智控技术,对比设计功率理论节能率最高达85%,对比现有无级调光系统的节电率达到30%-60%

隧道环境智能控制箱,隧道照明无级调光方案通过模拟量调光信号控制前端灯具特有的调光装置实现照明调光。

安徽庄村隧道建成全省首个“随车照明”智慧系统后,综合节能率达55%,年节电近6万元,灯具寿命延长至5万小时以上。定临高速随车照明控制系统综合节能率达70%,按工业用电0.7元/kWh计算,年节约电费约171.13万元。山西榆和高速隧道照明节能改造项目(据公开招标资料)年节电量609.1万度,节能率50.5%,年节约电费383.52万元

浙江巨川电气提供从感知层(雷达型调光控制器、车流量车速检测设备)、决策层(智能网联边缘控制主机、物联网多模网关)到执行层(物联网调光控制器、自适应隧道调光系统软件)的全套隧道智慧照明硬件产品体系,可支撑随车照明系统的完整落地。

浙江巨川隧道智能照明控制方案分段调光逻辑图:根据洞外亮度和车流量自动计算各段亮度值,隧道内传感器,通过CAN总线或GPRS下发至灯具控制器
隧道智能照明控制方案

二、系统架构:感知—决策—执行

随车照明系统采用“感知—决策—执行”的三层闭环架构。

感知层:毫米波雷达车检器精准捕捉车辆位置与速度,洞外亮度检测仪实时采集洞外自然光照度变化。隧道仅用51套雷达车检器即可覆盖全线,精准指挥1051盏可调光LED灯具。

决策层:边缘控制主机作为“智能大脑”,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。系统按低速、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。系统同时持续监测照度与能耗数据,通过边缘控制主机上传至调光系统控制工作站,形成闭环优化。

执行层:物联网调光控制器接收指令后,通过0-100%无级调光精准控制每一盏LED灯具的亮度。依托雷达型调光控制器物联网调光控制器组成的分布式执行网络,可实现60米左右照明单元的精细分段控制。系统支持“节能、手动、应急”三种运行模式——“节能模式”为默认运行状态,“手动模式”供维护检修使用,“应急模式”在突发事件时强制切换至最高亮度。

三、核心功能:安全与节能的协同统一

分段跟随控制,消除无效照明

系统将隧道划分为60米左右的照明单元,仅在车辆通行的核心区维持标准亮度,后方区域自动转入节电模式。石黔高速智慧照明系统落地后,实现“车来灯亮、车走灯暗”。

洞外亮度联动,消除“黑白洞”效应

系统依据洞外自然光的实时变化动态调整入口段亮度,有效缓解“黑洞”“白洞”效应。在车流量较大、天气多变的场景中,系统可切换至自适应照明模式,保障安全优先。

事件检测联动,风险秒级响应

系统创新融合事件检测功能。一旦检测到交通事故、交通拥堵、异常停车等事件,瞬间触发“紧急照明模式”,强制启动全隧道高亮度照明。绵阳公路隧道智慧照明系统可在隧道入口段、过渡段、出口段检测车流、车速、车距、停车、撞击等事件,异常时自动切换应急照明模式。

隧道调光控制柜内置隧道智能照明系统控制器和数显手动/自动转换器。搭配海内外灰度检测器,入口段亮度检测器,中间段亮度检测器。

随车感光与智能调控

无车或低流量时段自动降低照明亮度,车辆驶入时迅速恢复至安全亮度。依托高精度光感链路与AI车流算法开展多目标检测,可消除80%无效照明

2025年1月,生态环境部联合交通运输部发布了《公路隧道照明系统节能(CCER-07-001-V01)》温室气体自愿减排项目方法学。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,产生可交易的碳减排量,为隧道运营方提供额外的收益来源。

五、常见问题

Q1: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与速度,按低速、中速、高速三档匹配亮灯时间与距离(低速≤60km/h、中速60-100km/h、高速≥100km/h对应不同的亮灯长度和渐变速率)。入口段亮度根据洞外自然光实时匹配,有效缓解“黑洞”“白洞”效应。同时融合事件检测功能,交通事故或拥堵时瞬间触发“紧急照明模式”。

Q2:随车照明能省多少电?

定临高速综合节能率达70%,年节约电费171.13万元。庄村隧道节能率55%,年节电6万元。山西榆和高速年节电609.1万度,节能率50.5%。具体节电率取决于隧道车流量和原有照明方案。

Q3:随车照明系统需要全部更换灯具吗?

不一定。如果现有LED灯具支持调光且照度达标,可仅加装调光控制器和边缘控制主机,无需全部更换灯具;否则需同步更换为可调光LED灯具。庄村隧道更换了1051盏可调光LED灯具。灯具寿命延长至5万小时以上

Q4:系统断网时还能正常工作吗?

能。边缘控制主机内置本地策略存储,断网期间仍按预设的经纬时控、随车调光策略独立运行。系统支持“节能、手动、应急”三种运行模式,确保照明不中断。

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于灯火阑珊处,于暗香离别时,未曾放弃。
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浙江巨川城市道路照明直流控制柜

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