一、概述
我国公路隧道照明系统能耗占隧道年均运营能耗的60%—80%。每年隧道运营能耗约106.7亿kWh，照明占其中六到八成，照明费用占隧道整个机电工程的30%左右。传统隧道照明采用“恒定高亮”模式，无论有无车辆通过，灯具始终保持满功率运行，造成了巨大的能源浪费。
2025年1月，生态环境部联合交通运输部发布了《温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能（CCER-07-001-V01）》。这是我国交通运输业领域和能源需求领域首个温室气体自愿减排项目方法学，适用于单座或多座公路隧道照明系统的新建或在役项目。这意味着隧道照明节能改造不仅可以节电，还可以产生可交易的碳减排量，获得额外的碳收益。
隧道低碳照明智能控制系统以边缘智能控制为核心，融合毫米波雷达、洞外亮度感知与多回路调光策略，构建“感—算—控—评”一体化系统。车辆临近时自动点亮前方照明、驶离后动态调暗，无车时段维持最低安全照度；同时依据洞外自然光强实时匹配入口段亮度，有效缓解“黑洞”“白洞”效应。系统支持高/低车流、长/中/短隧道等多模式运行。
二、参考标准
标准编号
标准名称
JTG/T D70/2-01-2014
公路隧道照明设计细则
GB/T 24969-2010
公路照明技术条件
GB 50034-2024
建筑照明设计标准
CIE 88:2004
隧道照明指南
CCER-07-001-V01
温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能（2025）
三、系统架构
隧道低碳照明智能控制系统采用“云-网-边-端”四级架构：
感知层（端） ：毫米波雷达车辆检测器、洞外亮度检测仪、洞内照度传感器、环境监测传感器。雷达车检器精准捕捉车辆位置与速度；亮度检测仪实时采集洞外自然光照度变化。
网络层（网） ：LoRa自组网、蓝牙Mesh、4G Cat.1/RJ-45通信。采用“LoRa+蓝牙拉手+中继”混合组网技术，攻克长隧道信号稳定传输难题。
控制层（边） ：边缘控制主机、物联网网关、智能照明控制器。边缘计算实现毫秒级调光响应，不依赖云端，保障隧道照明的实时性和可靠性。
管理层（云） ：隧道综合管控云平台，实现通风控制、照明控制、消防控制、交通控制、闭路电视监控、火灾报警、紧急电话系统的多系统集成联动。
四、系统功能
4.1 随车照明——“车来灯亮、车走灯暗”
系统通过雷达车检器精准捕捉车辆位置与速度，联动可调光LED灯具。当车辆驶入隧道，前方灯光如浪潮渐次亮起，形成移动光区；车辆驶离后，灯光自动调暗至基础亮度。
控制策略：按低速、中速、高速三档匹配亮灯时间与距离；多车场景下以最高车速为基准，保障安全冗余。
4.2 智能调光——感-算-控-评一体化
感知：雷达和亮度仪充当系统的“眼睛”，实时采集车辆轨迹、车速与洞外光环境数据。
计算：边缘计算节点依据洞外自然光的实时变化，毫秒级动态计算隧道灯光的目标亮度。
控制：控制器执行调光指令，0-100%无级调光，实现照明从“常亮”到“按需”的跨越。
评价：平台持续监测能耗与碳排放数据，评估节能效果，优化调光策略。
4.3 自适应照明——多场景自动切换
根据车流量自动切换工作模式：当日均车流量低于5000辆时，开启随车照明模式（车来灯亮、车走灯暗）；当日均车流量高于5000辆时，切换为自适应照明模式，根据天气环境及洞内外亮度差自动调光。
典型场景配置：
平峰模式：常规调光，保障基础安全照度
高峰模式：100%亮度，应对大车流
深夜模式：最低安全照度，极致节能
4.4 应急联动——秒级响应
系统创新融合事件检测功能。隧道内监控摄像机实时扫描，对异常交通事件自动检测、自动报警并记录。在突发事故、交通拥堵、异常停车等事件时，瞬间触发“紧急照明模式”，强制启动全隧道高亮度照明，保障应急逃生需求。
4.5 一屏统管——远程集中运维
通过智能网关构建的网络将隧道内各类设备连接成有机整体，实现远程集中管控。管理人员可实时掌握设备运行状态，精准定位故障，大幅减少线下巡检频次。能碳数字管理平台对隧道能耗、碳排放精准计量并可视化展示，为绿色运营提供数据支撑。
五、设备配置方案
5.1 感知层设备
毫米波雷达车辆检测器
精准捕捉车辆位置、速度、车流量信息
探测范围覆盖隧道入口及内部通道
工作温度：-40℃至+85℃，防护等级IP67
洞外亮度检测仪
实时采集洞外自然光照度数据
测量范围0-20000lx，精度±5%
为入口段亮度调节提供依据
洞内照度传感器
监测隧道内各段实际照度
反馈闭环，验证调光效果
5.2 网络层设备
LoRa网关
支持LoRa+蓝牙Mesh混合组网
多节点中继通信，单点故障不影响系统通信
适用于长隧道信号覆盖
4G智能网关
支持4G Cat.1/RJ-45双模通信
与控制中心或云平台双向通信
本地策略存储，断网期间独立运行
5.3 控制层设备
边缘控制主机
毫秒级调光响应
支持高/低车流、长/中/短隧道等多模式运行
本地策略存储，不依赖云端
智能照明控制模块（4/6/8/12路）
35mm标准导轨安装
每路额定负载16A，支持0-100%无级调光
内置电流测量电路，实时监测每回路负载电流
支持手动应急开关
单灯控制器
远程控制1路负载开关
PWM调光输出，占空比0-100%可调
内置电流与电压计量电路，实时采集负载工作情况
工作温度：-20℃至+85℃
5.4 管理层设备
隧道综合管控云平台
多系统集成联动：通风控制、照明控制、消防控制、交通控制、闭路电视监控、火灾报警、紧急电话系统
远程集中控制与状态实时监控
能碳数字管理：能耗与碳排放精准计量、可视化展示
故障自动报警与精准定位
六、常见问题
Q1：隧道照明智能改造必须全部更换灯具吗？
不一定。如果现有LED灯具状态良好且照度达标，可通过加装智能照明控制模块、雷达传感器和边缘控制主机实现智能控制，无需全部更换灯具。但若现有灯具仍为高压钠灯等传统光源，建议同步更换为可调光LED灯具。
Q2：隧道内通信信号不稳定怎么办？
系统采用“LoRa+蓝牙拉手+中继”混合组网技术，攻克了长隧道信号稳定传输难题。LoRa自组网支持多节点中继通信，单点故障不影响系统通信。边缘控制主机支持本地策略存储，断网期间仍能按预设策略独立运行。
Q3：随车照明系统如何保障行车安全？
系统通过雷达车检器精准捕捉车辆位置、速度，按低速、中速、高速三档匹配亮灯时间与距离。同时依据CIE国际照明标准与实际驾驶视觉模型，构建“四重安全+三种模式”智能调光体系。入口段亮度根据洞外自然光强实时匹配，有效缓解“黑洞”“白洞”效应。
Q4：隧道照明智能改造的投资回收期大概多久？
隧道照明节能改造通常采用合同能源管理模式（EMC），由实施方承担前期投资，通过节能收益分成回收成本 。以定临高速项目为例，综合节能率达70%，年节约电费约171.13万元 。结合CCER碳减排收益，投资回收期可进一步缩短。