1范围
本标准规定了公路隧道照明节能控制系统的术语与定义、总体要求、软硬件技术要求、安装要求和检测要求等。
本标准适用于采用LED灯、高压钠灯和无极灯等照明灯具的新建/改建公路隧道照明节能控制系统的设计、安装和检测。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 5700照明测量方法
GB/T 13259高压钠灯
GB 16895.15建筑物电气装置
GB 17625.1电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)
GB/T 18226高速公路交通工程钢构件防腐技术条件
GB 18595一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求
GB/T 24969公路照明技术条件
GB 29142单端荧光无极灯能效限定值及能效等级
JTG/T D70/2-01公路隧道照明设计细则
JTGD 70/2公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施
JTGF 80/2公路工程质量检验评定标准第二册机电工程
JTGH 30公路养护安全作业规程
JT/T 817公路机电系统设备通用技术要求及检测方法
QB/T 2938单端无极荧光灯
3术语与定义
GB/T 5700、JTG D70/2和JTG/T D70/2-01界定的以及下列术语与定义适用于本标准。
3.1
隧道照明节能控制系统energy-saving control system for tunnel lighting
对隧道照明灯具进行调光控制的硬件和软件总称。
3.2
隧道照明控制器lighting controller of tunnel
对隧道照明灯具进行调光控制的硬件装置。
3.3
可调光照明灯具dimming lightingluminaires
由光源、配光组件、与电源连接附件、调光控制接口、机架外壳和安装连接件等组成,并可通过接收隧道照明控制器输出的控制信号调节光源亮度。
3.4
亮度检测器luminance detector
用于检测隧道洞内外亮度的装置。
3.5
故障响应emergency response
控制系统故障时将隧道照明灯具自动切换到满功率照明状态。
3.6
点播调光unicast dimming
对隧道内单个灯具进行调光。
3.7
组播调光multicast dimming
对隧道内具有相同组地址的灯具同时进行调光。
3.8
广播调光broadcast dimming
对隧道内所有灯具同时进行调光。
3.9
场景调光scene dimming
对隧道内灯具设置场景号和亮度指标进行调光。
4总体要求
4.1设计原则
4.1.1隧道照明节能控制系统(以下简称控制系统)应遵循安全可靠、经济实用和技术先进的原则。
4.1.2应根据隧道长度、隧道照明设计文件、隧道实际运营状况等确定合理的控制方案。
4.1.3应满足隧道照明运营安全要求。
4.2系统构成
控制系统包括隧道照明控制器(以下简称控制器)、洞外亮度检测器、入口段亮度检测器、车辆检测器、控制信号输出模块以及控制软件等,如图1所示。
4.3功能要求
4.3.1应依据采集的隧道洞外亮度和隧道内车辆通行状态等参数,可选用广播调光、组播调光、点播调光、场景调光等控制模式,对隧道照明灯具进行调光控制,并能根据实测的入口段亮度参数对隧道照明灯具进行闭环反馈调节。
4.3.2可调光照明灯具的调光等级和调光范围应满足以下要求:
a)隧道LED灯的调光等级应不低于24级,可调光范围宜为10%~100%。
b)隧道高压钠灯的调光等级应不低于8级,可调光范围宜为70%~100%。
c)隧道无极灯的调光等级应不低于12级,可调光范围宜为50%~100%。
4.3.3应采用渐变方式对隧道照明灯具进行调光,不宜进行跨等级突变调光。
4.3.4完成单次调光控制的时间宜不大于1.0s。
4.3.5应具备开机自检、时钟校准、电源状态指示、通信状态指示、控制参数设定、查询和修改等功能。
4.3.6应具备数据采集与存储、通信传输、照明能耗数据监测统计和安全管理功能。
4.3.7应具备本地控制功能,即控制器在不接收任何远端控制指令条件下独立完成调光控制。
4.3.8应具备远程调光控制功能,即控制器通过网络接收远端控制指令完成调光控制,优先级应低于本地调光控制。
4.3.9应具备降级处理、故障响应和特殊工况条件下隧道照明调光控制功能。
4.3.10隧道照明调光控制后的亮度指标应满足JTGD 70/2-01的规定。
5软硬件技术要求
5.1硬件要求
5.1.1控制器
控制器应满足以下技术要求:
a)工作环境:
1)相对湿度:≤98%;
2)环境温度:-20℃~+85℃。
b)接口:
1)通信接口:应满足远程调光控制的通信要求;
2)输入接口:用于输入隧道洞外亮度、入口段亮度和车流量等参数。控制器应至少配置一路RS485输入接口、二路模拟量输入接口、二路开关量输入接口,模拟量接口可输入电压或电流信号,电压信号宜0~5V,电流信号宜4mA~20mA;
3)输出接口:用于调光控制信号输出。调光控制信号采用模拟量的控制器应至少配置一路DC0~5V或一路DC0~10V模拟调光输出接口;调光控制信号采用数字量的控制器应至少配置一路RS485数字调光输出接口、一路开关量输出接口;脉冲宽度调制(PWM)的数字调光控制信号波形频率应≥200Hz,高电平幅值宜为12V±2V,低电平幅值应为0±2V;
4)接口物理形式:控制器宜采用螺钉式印刷电路板(PCB)接线端子,并作永久性标识。
c)断电保护
断电条件下,控制器内部时钟运行时间应≥30d。
d)可靠性
平均无故障工作时间应≥30000h。
e)防护等级:
1)室内安装的控制箱、控制柜防护等级应不低于IP43;
2)室外安装的控制箱、控制柜防护等级应不低于IP65。
f)防腐处理
采用钢构件材料作外壳时,防腐性能应满足GB/T 18226的规定。
g)电气安全性能:
1)绝缘电阻:控制器电源接线端子与机壳、控制端子的绝缘电阻应不小于100MΩ;
2)电气强度:在控制器电源接线端子与机壳之间施加频率50Hz、有效值1500V正弦交流电压,历时1min,应无火花、闪络和击穿现象;
3)接触电阻:控制器应设置安全保护接地端子,接地端子与机壳连接可靠,接地端子与机壳的接触电阻应小于0.1Ω;
4)控制器应能在以下条件下正常工作:
——电压:交流220V±15%;
——频率:50Hz±2Hz。
h)谐波电流限值应满足GB 17625.1的规定;
i)浪涌试验应满足GB 18595的规定;
j)辐射电磁场抗扰度应满足JT/T 817的规定。
5.1.2亮度检测器
亮度检测器应满足以下技术要求:
a)洞外亮度检测器与入口段亮度检测器的功能应满足JTGD 70/2的规定;
b)洞外亮度检测器技术指标应满足以下要求:
1)防护等级不低于IP65;
2)测量范围:0~7000cd/m2;
3)输出信号:模拟量信号输出电压0~5V或输出电流4mA~20mA;数字量信号RS485;
4)亮度检测最大允许误差:±5%;
5)环境温度:-20℃~+85℃;
6)相对湿度:≤98%;
7)平均无故障时间:≥10000h。
c)入口段亮度检测器技术指标应满足以下要求:
1)防护等级不低于IP55;
2)测量范围:0~500cd/m2;
3)输出信号:输出电压≤5V;输出电流4mA~20mA;
4)最大允许误差:±5%;
5)环境温度:-20℃~+55℃;
6)相对湿度:≤98%;
7)平均无故障时间:≥10000h。
5.1.3车辆检测器
车辆检测器应满足以下技术要求:
a)车辆检测器功能应满足JTGD 70/2的规定;
b)车辆检测器应满足以下技术要求:
1)防护等级不低于IP65;
2)测量范围:5km/h~200km/h;
3)检测精度:≥95%;
4)具有故障自诊断功能;
5)环境温度:-20℃~+85℃;
6)相对湿度:≤98%;
7)平均无故障时间:≥10000h;
8)防雷接地:≤10Ω。
5.1.4可调光照明灯具
可调光照明灯具技术要求见本标准附录A。
5.1.5调光控制信号线
调光控制信号线应选用阻燃控制电缆,截面积宜为2.5mm2~4mm2。
5.2软件要求
5.2.1应能采集、存储和查询隧道洞外亮度、入口段亮度、车辆通行状态、电压、电流、照明能耗、运行时间和故障信息等状态参数,并生成相关报表。
5.2.2应能对隧道洞外亮度、入口段亮度、车辆通行状态等参数进行分析处理,并输出调光控制信号。
5.2.3应能完成各种控制信息和指令的上传和下发。
5.2.4应能执行特殊工况条件下隧道照明调光控制预案,如表1所示。
5.2.5应具备故障监测、报警和响应功能,当控制系统故障时,应将隧道内所有照明灯具自动开启到最大亮度。
5.2.6应能实现对控制系统访问权限的管理。
5.2.7应支持开放式接口协议,具备可扩展性。
6安装要求
6.1控制器
6.1.1宜安装在隧道洞外配电房控制柜内或隧道洞室的配电箱内。
6.1.2安装前应对控制器进行开箱检验。
6.2调光控制信号线
6.2.1敷设应符合设计要求,避免短路。
6.2.2宜与强电导线分开敷设,如敷设间距<150mm,应采取屏蔽措施,屏蔽层应做好有效接地,防止电磁干扰。
6.2.3应予以固定并标识清楚。
6.3洞外亮度检测器
6.3.1宜安装在距隧道洞口一个停车视距处,高度宜为2.5m,检测器探头方向应指向隧道洞口中心。
6.3.2支撑立柱垂直度应≤5mm/m。
6.3.3应安装牢固,耐机械振动性能应满足JT/T 817的规定。
6.3.4接地端应与隧道接地网可靠连接,工作接地电阻应≤4Ω。
6.4入口段亮度检测器
6.4.1宜安装在隧道洞内距离隧道洞口一倍隧道净高的侧壁上,高度宜为2.5m,检测器探头方向应指向行车前进方向且距离检测器一个停车视距位置的路面中心处。
6.4.2安装应牢固,耐机械振动性能应满足JT/T 817的规定。
6.4.3接地端应与隧道接地网可靠连接,工作接地电阻应≤4Ω。
6.5车辆检测器
6.5.1安装于隧道洞口外,安装位置距隧道洞口距离符合表2的规定。
6.5.2应安装牢固,当采用立杆支撑方式时,垂直度应≤5mm/m,耐机械振动性能应满足JT/T 817的规定。
6.5.3接地端应与隧道接地网可靠连接,工作接地电阻应≤4Ω。
7检测要求
7.1检测机构
检测机构应通过实验室计量认证,并具有交通工程专项检测资质,检测人员应具有公路机电工程试验检测工程师或检测员执业资格证书。
7.2检测仪器
7.2.1亮度计:用于测量洞外亮度和洞内各照明段的亮度,垂直方向视角应≤2′;水平方向视角应为2′~20′。
7.2.2光谱仪:用于测量显色指数和色度参数,波长范围:380nm~780nm,测光重复性应在1%以内;波长示值:≤±2.0nm;光谱带宽:≤8nm;光谱测量间隔:≤5nm;色品坐标测量误差:Δx≤0.0015,Δy≤0.0015。
7.2.3检测仪器应经过国家计量部门检定,并在有效期内。
7.3检测依据
控制系统的检测依据包括隧道照明节能控制系统设计文件、本标准4.3、5.1、5.2和6的技术要求以及JTGF 80/2的规定。
7.4检测内容与方法
7.4.1隧道入口段、过渡段、中间段、出口段路面平均亮度、总均匀度、亮度纵向均匀度、洞外亮度以及有关测点相关色温和显色指数的检测按附录B的规定进行。
7.4.2控制系统主要功能检测项和检测方法如表3所示。
7.4.3控制系统安装质量检测应满足JTGF 80/2的规定。
7.5相关指标(数值)计算或获取方法
相关指标(数值)计算或获取方法按附录C的规定进行。
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