摘要：通过对比分析LED灯与传统高压钠灯光学参数的优缺点，提出LED灯在隧道应用中存在的问题，并分析LED系统的经济性，探讨其在隧道照明中的应用前景，可为LED灯的推广提供参考和依据。

关键词：隧道；大功率LED灯；LED系统

“安全、环保、高效、节能”已成为现在公路工程建设追求的目标，“倡导绿色照明，更安全更节约”也已成为隧道照明的发展趋势。

隧道照明技术日新月异，特别是近年来，新型节能型绿色照明光源不断成熟，如电磁感应无极灯、LED灯。新型照明灯具开始逐步在隧道照明中取代高压钠灯一统天下的局面。

LED隧道灯在安徽省应用推广较快，已通车的黄塔（桃）高速公路是国内首条全线隧道全部采用LED隧道灯照明的高速公路，使用效果良好（见图1）。即将通车的六武高速公路隧道全部采用LED隧道灯，六潜（岳）高速公路采用基本照明LED灯和加强照明高压钠灯。这些项目的设计、应用和推广，对了解和认识LED灯在隧道中应用的优、缺点起到了关键作用

1LED灯与传统高压钠灯的光源对比

LED照明技术近年来发展迅速，已经在很多行业中得到广泛应用，节能效果得到充分的认可。LED灯由于其光源自身的特点（节能、使用寿命长、电源效率高以及瞬时启动、无级调控性），应用于隧道照明具有较大的优势。

高压钠灯属于第二代隧道灯，虽在隧道照明中得到广泛使用，但其在辐射形式、显色性、视觉敏感特性、功率规格、亮度控制等方面存在不足。

2LED灯在隧道照明中存在的问题及发展方向

早期影响LED隧道灯推广的最基本指标———LED光效已经不是问题，LED灯的光效每年都有大幅提高，灯具功率也足以满足隧道照明的需要。但其在隧道应用中仍然存在其他问题，主要有以下几方面。

2.1LED隧道灯具的二次配光问题

由于国内以LED为光源的隧道灯具的设计施工规范还未编写，LED隧道灯产品性能良莠不齐，绝大多数LED隧道灯没有进行专门的配光设计，会使其在隧道内照明的照明均匀度以及布灯间距受到限制。图2是两种常见灯具的配光，其中a）为蝙蝠翼型配光，b）为郎伯型配光。一般这两种配光均能满足隧道照明需要，但左侧的配光效果更好，照明均匀度更好

国内很多厂家生产的LED隧道灯的配光采用简易的平面，只能起到过渡性作用———扩展光源，而不能起到真正的配光作用。

2.2LED隧道灯的散热问题

作为光电器件，LED工作过程中只有小部分电能转换为光能，其余大部分电能转换成热能，使温度升高。而另一方面，LED的流明输出随着温度的升高而降低，寿命也随着温度的升高而缩短。例如，著名品牌Cree的LED光源要求在使用50000h后，流明维持率达到70%的前提是LED的结温不高于80℃。所以，LED散热处理的好坏将直接关系到隧道灯具的使用效果和寿命。现阶段，LED隧道灯的产品规范还未建立，对散热方式、指标没有强制性的规定，造成LED隧道灯散热能力参差不齐，极大地影响了其在隧道中的应用推广。

2.3LED隧道灯的控制系统、电磁干扰及电磁兼容问题

好的电子产品，既要保证能在其他设备的电磁干扰下正常工作，又要保证在工作时不对其他设备产生电磁干扰，这就是电磁兼容。

隧道照明中要求基于洞外亮度、洞内交通量和行车速度等因素对灯具亮度和洞内亮度进行无级调控。所以，LED隧道照明灯具的驱动电源应可以接受调光控制信号，并能够调整输出电流以调整LED光通量，最好能够具备灯具的故障监测机制、电源输出和电压异常检测等能力。

但国内LED隧道灯目前在控制系统、电磁干扰及电磁兼容设计这一块还没有完全成熟，且不同厂家产品性能参差不齐。国内部分隧道在应用LED隧道灯的过程中，考虑采用无级调光控制方式，但受制于灯具相关性能的限制，调控效果不理想，只能采用传统分级开关进行控制。

3某隧道照明设计应用情况对比分析

某双孔三车道城市隧道，右线长687m，左线长643m，根据隧道位置和周围环境确定洞外亮度为4000cd/m2，按照设计时速及交通量情况确定设计亮度标准为：入口段105cd/m2，过渡I段52.5cd/m2，过渡Ⅱ段26cd/m2，过渡Ⅲ段13cd/m2，基本段4cd/m2，出口段20cd/m2。3.1照明设计情况对比

原设计照明采用高压钠灯，有100W、150W、250W三种规格，优化后采用50W、100W两种规格的LED隧道灯，使用DIALux4.4照明计算软件进行模拟计算分析，均能满足照明标准要求。具体设计情况如表2所示

通过以上对比分析，现阶段LED隧道灯系统由于灯具成本较高，前期设备投入费用较高压钠灯系统多，但基于LED灯的节能、长寿命等优点，LED隧道灯系统后期运营使用成本大幅度减低。如上述例子，虽然LED灯前期建设费用增加了73万元，但每年可节约电费约27万元，5万h运营费可节省204万元。

以上设计方案中，未考虑显色性和照度对LED照明节能的影响。根据相关科研成果，若考虑显色指数的影响，则相对于高压钠灯而言，LED灯采用的照度标准应是规范规定的1.41/1.6=0.88倍，不论是灯具数量还是灯具总功率都会大幅下降，节能效果更加显著。

4大功率LED隧道灯的推广应用前景

通过不断的实践，LED照明系统产业本身的技术和创新应用已得到飞速发展。LED灯作为第三代照明革命的代表，其固有的特性明显优于其他传统光源。阻碍LED隧道灯推广的因素主要有三方面：

a）国内没有统一的LED灯具产品国家标准，缺少相应的检验、检测指标，造成LED灯具产品质量参差不齐，不利于LED灯具总体的推广应用；

b）国内隧道照明规范技术标准主要参照以高压钠灯为光源的隧道灯具编写，还没有建立以LED为光源的隧道灯具相关规范，随着大功率LED技术的成熟，包括LED隧道照明在内的各类LED灯具的相关规范需尽快编写，以便于设计单位的设计应用；

c）LED隧道灯应结合隧道照明的特点，在散热、配光、控制及电磁干扰技术上进一步创新突破，克服其技术缺点。在国家大力推广的“节能减排、绿色照明”等新技术、新产品的创新应用政策的支持下，随着技术不断成熟完善以及价格的不断降低，LED照明在隧道中具有广泛的推广和应用前景。