三峽翻壩高速公路隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：三峽翻壩高速公路位于湖北,總投資40.13億元,2010年12月31日正式通車。翻壩高速公路全長(zhǎng)約58公里,橋隧比約54%,共需貫通13座隧道,其中超過3000米的特長(zhǎng)隧道5座,全線最長(zhǎng)的雞公嶺隧道長(zhǎng)達(dá)4500余米。 國(guó)內(nèi)目前的針對(duì)道路的照明節(jié)能系統(tǒng)種類繁多,主要分為以下幾種： (1)采用節(jié)能燈具進(jìn)行照明,如正在廣泛推廣使用的LED照明燈具； (2)策略控制,如定時(shí)開關(guān),光電控制,智能照明等； (3)新能源照明,如太陽能,風(fēng)能等； 照明節(jié)能系統(tǒng)可采用以上一種類型,也可多種類型疊加,如采用策略控制的同時(shí),更換節(jié)能照明燈具,進(jìn)一步節(jié)約能耗。對(duì)于道路的照明節(jié)能系統(tǒng),不同地區(qū)不同路段,由于外界環(huán)境,照明需求等不同,所采用的照明節(jié)能控制往往也不盡相同。普通道路白天光照良好條件下不需要打開照明,而在夜間由于道路環(huán)境比較復(fù)雜,又有人又有車,照明節(jié)能只能通過調(diào)節(jié)照明亮度進(jìn)行控制,不能完全關(guān)閉照明。 高速公路是不需設(shè)置照明設(shè)備的,而隧道由于其封閉性沒有自然光照,必須保證照明條件,特別是在一些特長(zhǎng)甚至超長(zhǎng)的隧道高速公路中,照明系統(tǒng)至關(guān)重要。隧道耗電占高速公路運(yùn)營(yíng)中的很大一部分,在實(shí)際營(yíng)運(yùn)中電能的浪費(fèi)十分嚴(yán)重,營(yíng)運(yùn)過程中為了節(jié)約電能,產(chǎn)生了照明與行車安全之間的矛盾等問題。 將傳統(tǒng)道路上使用的照明節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用于高速公路隧道照明,能夠節(jié)約一部分的能耗,但由于隧道照明的特別需求,不能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能需求。特別是在午夜后,由于車流非常小,大部分的隧道在無車情況下也只能打開,產(chǎn)生了嚴(yán)重的浪費(fèi)。 新型的基于隧道的節(jié)能照明控制系統(tǒng)針對(duì)高速公路隧道通車特點(diǎn),研究實(shí)現(xiàn)了一種“最有效”的節(jié)能系統(tǒng),即當(dāng)隧道內(nèi)無車通行時(shí),關(guān)閉隧道照明,根本上解決了能耗問題,且節(jié)能系統(tǒng)24小時(shí)運(yùn)行,特別是在午夜時(shí),節(jié)能效果非常明顯。初期運(yùn)行監(jiān)測(cè)顯示日關(guān)閉照明2-4小時(shí),而LED功率為50W,日均節(jié)電約72千瓦時(shí)左右。綜合疊加其他類型的節(jié)能方式,如選用LED燈具,無極燈等,三峽翻壩高速公路隧道將高速公路用于隧道照明的費(fèi)用降到最低,達(dá)到“綠色運(yùn)營(yíng)、低碳運(yùn)營(yíng)”的目的。 節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路清晰,實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜,特別是在一些較長(zhǎng)的隧道中。本論文中講到的隧道如不加說明,均為長(zhǎng)隧道。論文首先介紹一些目前國(guó)內(nèi)常見的照明系統(tǒng),研究了新型隧道照明節(jié)能方案的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對(duì)于隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)中的車流檢測(cè)的多種方案,進(jìn)行了詳細(xì)的研究與分析。最后,通過在三峽翻壩高速公路龔家壩隧道現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),計(jì)算新型照明節(jié)能控制系統(tǒng)的節(jié)能效率,闡述了今后系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)方案,拓展其應(yīng)用范圍。 【關(guān)鍵詞】：翻壩高速公路 隧道照明 節(jié)能 LED 車流檢測(cè) 節(jié)能效率
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM923;TP273.5
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 開關(guān)控制10-11
• 1.2.2 太陽能照明11
• 1.2.3 策略控制11-14
• 1.3 課題意義及研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)16-31
• 2.1 系統(tǒng)構(gòu)成16-17
• 2.2 車流檢測(cè)模塊17-24
• 2.2.1 感應(yīng)線圈17-18
• 2.2.2 視頻檢測(cè)器18
• 2.2.3 微波檢測(cè)18-24
• 2.3 控制模塊24-26
• 2.3.1 處理器24-25
• 2.3.2 接口板設(shè)計(jì)25-26
• 2.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)26-27
• 2.5 系統(tǒng)安裝27-31
• 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)31-41
• 3.1 嵌入式控制軟件31-34
• 3.1.1 車流計(jì)數(shù)策略與軟件流程31-33
• 3.1.2 嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)Qt簡(jiǎn)介33-34
• 3.2 監(jiān)控客戶端軟件34-41
• 3.2.1 子網(wǎng)廣播35
• 3.2.2 流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-39
• 3.2.3 進(jìn)程守護(hù)39-41
• 第四章 開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-45
• 4.1 系統(tǒng)開發(fā)周期41
• 4.2 開放式體系結(jié)構(gòu)41-45
• 4.2.1 物理層42-43
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)層43
• 4.2.3 傳輸層43
• 4.2.4 應(yīng)用層43
• 4.2.5 信息匯聚層43-45
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試及節(jié)能效率分析45-50
• 5.1 系統(tǒng)登陸45-46
• 5.2 用戶配置46-47
• 5.3 數(shù)據(jù)分析47-50
• 第六章 總結(jié)與展望50-52
• 6.1 系統(tǒng)總結(jié)50
• 6.2 系統(tǒng)展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-54
• 致謝54-55

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