亮度智能LED控制卡系統在隧道中應用

(3)應急照明控制

　　隧道意味著(zhù)一旦供電系統停電，將使駕駛人員難以把握方向，極易造成交通事故。城市短隧道通?？刹辉O應急照明系統，但考慮到壽春路隧道是一條弧形隧道的特殊性，設計時(shí)增設了不間斷應急照明系統。

　　在高速公路隧道中，應急照明亮度應不小于基本照明亮度的10%，且布設間距一般在20～30米一盞。這種傳統的布設方式使得應急照明狀態(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，我們在設計應急照明系統時(shí)放棄了傳統的大間距布設方式，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急照明燈。當市電斷電時(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。這使得系統在市電斷電情況下應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，我們對現場(chǎng)應急供電情況進(jìn)行了驗證，在市電斷電瞬間，加強照明全部熄滅，基本照明燈具的亮度全部保持在低亮度狀態(tài)，經(jīng)測試，應急照明狀態(tài)下路面平均亮度為0.6cd/m2，達到了預期的設計目標。

2.照明亮度智能無(wú)級LED控制卡系統介紹

(1)系統簡(jiǎn)介

　　隧道LED照明的智能無(wú)級LED控制卡系統目前國內已有多家公司研發(fā)出來(lái)，但大多未得到實(shí)際應用，有的在實(shí)際應用時(shí)無(wú)法控制。在本隧道照明設計中，我們采用了已在高速公路上得到良好應用的控制方案。LED控制卡系統的洞外亮度監測裝置將檢測到的隧道洞外亮度信號轉換為4～20mA標準信號傳送至亮度智能無(wú)級LED控制卡上，再由其換算后轉換為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(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，從而達到控制被照場(chǎng)所亮度的目的。

(2)LED控制卡控制距離要求

　　本系統LED控制卡裝置放置在EPS電源柜內。EPS電源柜設置在洞口附近的南側，距洞口約10m。從LED控制卡裝置到隧道的另一端，控制線(xiàn)長(cháng)度約220m。為了確?？刂菩盘柲軌蜷L(cháng)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時(shí)，其首尾出入口的控制誤差不大于2%。信號能夠長(cháng)距離傳輸的先覺(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，則控制信號總線(xiàn)上的電壓衰減也就越小，控制信號的傳輸距離就越遠。從一些廠(chǎng)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，從而確保了信號經(jīng)長(cháng)距離傳輸后衰減微不足道。有的廠(chǎng)家能在控制3000盞燈的情況下，有效控制距離長(cháng)達30km。這一控制距離幾乎可以滿(mǎn)足所有隧道和絕大多數城市道路的調光控制要求。

(3)電壓與亮度對應關(guān)系

　　為了避免系統斷電，設計時(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的照明強度突然低于應急照明的要求。為此，我們要求LED控制卡信號的0V對應燈具的最大亮度，5V對應燈具的最小亮度，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，隧道內的照明就會(huì )始終存在，從而最大限度地保障了行車(chē)安全。

3.應用情況介紹

　　隧道LED照明亮度智能無(wú)級LED控制卡系統全部安裝完成后，我們對系統的控制性能進(jìn)行了驗證。系統加強照明燈具的亮度白天可隨著(zhù)洞外亮度的變化而變化，在陰天還可看到加強照明燈具亮度明顯低于基本照明，實(shí)現了無(wú)級調光。系統基本照明燈具白天的功率相對較高;在午夜23時(shí)至清晨5時(shí)車(chē)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控制卡系統避免了過(guò)度照明所產(chǎn)生的電能浪費現象，實(shí)現了業(yè)界長(cháng)期追求的按需照明的理想。系統與原分級調光的鈉燈照明相比，每年可節省電能70%以上。

4.結束語(yǔ)

　　隧道中成功地采用了隧道LED照明亮度智能無(wú)級控制系統。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(cháng)燈具和電源的使用壽命;同時(shí)也為關(guān)注照明節能的業(yè)內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)現按需照明開(kāi)辟了全新的途徑。