图1模拟隧道灯
3系统方案设计
3.1LED智能灯电路系统方案
本方案设计有两套控制电路，一套控制LED灯组的照明亮度，另一套控制灯具的照明亮度。课题组在模拟隧道外设置了一个亮度监控装置，将自然光强度转化为0~5V的直流电压信号，再经ARM7（stm32f103vc,中央控制器）分析计算，控制LED灯的照明亮度使之符合国家规范（段亮度控制指令）；同时在模拟隧道内也设置了亮度监控装置，对模拟隧道内相应路段的照明亮度进行信号采集、并分析计算，如果照明亮度不足tdk电感器，就自动调整提高相应LED灯的亮度，做到智能补光，以有效补偿因灯具损耗或受灰尘、尾气等因素产生的照明亮度减弱。
3.2分段照明控制设计
来车检测传感器等间距设置如图2所示，D1为距离隧道口一段大电流电感距离的感应带，当有车行到D1处时，D1采集的信号传到中央控制器处理后让D2→D3路段灯组点亮；当车行至D2时，D2采集的信号让D3→D4灯组点亮；当车行至D3处时，D4→D5段点亮，此时如果D1→D3段内无车经过，则熄灭D2→D3灯组；之后的灯组以同样的原理控制。此方案在车流量较少的高速公路隧道使用，节能效果更加明显。方案如能得到推广，将为国家节省下大量的电能，为我国的节能减排做出巨大贡献。
图2分段控制传感器设置方法
3.3耗能比较
文中以工字电感器亚洲最长市政隧道---贵州省贵阳市黔灵山公路隧道为例，以说明本设计方案的节能优势，隧道全长1580m,设计时速60km,使用高压钠灯照明。
入口段：长90m,三盏灯一组，两侧间隔布置，每盏灯功率为150W,灯组间距5m.
过渡1段：长30m,三盏灯一组与两盏灯一组间隔布置，两侧对称布置，每盏灯功率为150W,灯组间距5m.
过渡2段：长70m,两盏灯一组，两侧间隔布置，每盏灯功率为150W,灯组间距5m.
基本1段：长610m,一盏灯一组，两侧间隔布置，每盏灯功率为150W,灯组间距10m.
基本2段：长750m,右侧一盏灯一组，灯组间距10m,每盏灯功率为150W;左侧一盏灯一组，间隔点亮，灯组间距10m,每盏灯功率为150W.
出口段：长35m,三盏灯一组，两侧间隔布置，每盏灯功率为150W,灯组间距5m.
基于隧道的基本情况，为了便于计算，以高压钠灯间距为10m,两侧间隔布置来进行分析，那么单洞两侧总计至少有300盏灯。隧道高压钠灯功率采用150W;为达到设计照明要求，需要考虑一定的冗绕行电感器余量、维护系数以及隧道建筑限界净宽、限界净高、灯具额定光通量等，LED智能灯设计调整范围为80~130W,依据《公路隧道通风照明设计规范》以及隧道实测的亮度数据实际使用时"平均取值90W计算",不改变灯的布局，对高压钠灯和LED智能灯做长明灯的年能耗比较，如表2所示。
表2高压钠灯与LED智能灯能耗比较
从表2中可以看出，用LED灯具24小时照明可降低60%的能耗，以0.30元/度的电价计算，仅是此段隧道每年将减少4.7万元照明电费开支。就目前通过该路段的车流量来算，如果实施"有车经过点亮、无车关闭"的照明方案，最少还可降低25%的能耗（1/4的时间关闭照明）。该方案如果推广全国高速公路隧道照明，对高速公路营运部门来说，有良好的经济效益；对国家节能降耗战略来说，社会效益显着。
4结束语
本方案基于西部隧道照明的实际情况设计的灯具结合了嵌入式系统和LED灯，不仅使灯具照明智能化、数字化，而且性能稳定、工作可靠；同时使用分段控制技术取代传统的整段控制技术，在节能上有着明显的优势，为今后的隧道照明方案提供了一一体电感器种新的参考。
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