【摘要】交通運輸業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟現(xiàn)代化的主要標志和支撐載體，而高速公路交通作為基本的交通運輸方式，它在整個交通運輸系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用，同時作為生產(chǎn)、分配、交換、消費過程中的重要橋梁，對整個社會國民經(jīng)濟的發(fā)展與進步都起到了舉足輕重的作用。尤其是改革開放以來，我國的高速公路得到了突飛猛進的發(fā)展。不僅拉動了多個相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，也促進了地區(qū)間商品，信息流通，以及資源的開發(fā)利用，對社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重大的推動作用。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，高速公路作為一種基礎(chǔ)的公共交通建設，已經(jīng)在全國范圍之內(nèi)開始了廣泛的發(fā)展。尤其是隨著我國西部經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入落實，如何在高速公路工程中落實新型節(jié)能技術(shù)，是高速公路工程的重點發(fā)展方向。文章主要研究中國西部高速公路的新型節(jié)能技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】西部；高速公路；新型節(jié)能技術(shù)
在我國實施西部大開發(fā)政策以來，西部地區(qū)在社會經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域都取得了突飛猛進的發(fā)展和快速的進步，特別是在高速公路的投資建設領(lǐng)域，國家對西部地區(qū)高速公路建設投入的增加不僅拉動了西部地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展與進步�，F(xiàn)階段，隨著高速公路建設的不斷深入發(fā)展，高速公路的覆蓋范圍以及質(zhì)量性能都已經(jīng)得到了極大的提高。而環(huán)保、節(jié)能、安全則成為了現(xiàn)代高速公路的重點發(fā)展目標。西部高速公路的建設已經(jīng)隨著我國西部經(jīng)濟戰(zhàn)略的落實而得到了長足的發(fā)展，新型節(jié)能技術(shù)在工程之中的應用，是高速公路的最新發(fā)展方向。
1我國西部高速公路的發(fā)展情況分析
公路運輸是實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)保證，其與國際民生具有重要的實際關(guān)系。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，公路交通的運行需求不斷提高，公路的運輸發(fā)展也在不斷增加。在這一實際情況之下，進一步推進我國的高速公路建設，提高高速公路的區(qū)域覆蓋范圍已經(jīng)成為了我國現(xiàn)階段重要的交通發(fā)展方向。西部作為我國經(jīng)濟發(fā)展相對較為緩慢的地區(qū)，隨著西部經(jīng)濟戰(zhàn)略的切實落實，其高速公路的建設也開始了迅猛的發(fā)展。但是，隨著西部高速公路建設的迅猛發(fā)展，在其運營過程之中的一些實際性問題卻突出的反應了出來。
與美國、英國、日本等發(fā)達國家相比較，我國在高速公路節(jié)能技術(shù)方面的研究起步相對較晚。美國以及日本等國，早在上世紀八十年代，就已經(jīng)取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速公路節(jié)能核心技術(shù)，并落實了非常完善的高速公路節(jié)能控制以及信息管理系統(tǒng)。而我國由于在這一方面的技術(shù)研究相對較晚，因此，缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速公路核心節(jié)能技術(shù)是我國現(xiàn)階段在高速公路建設方面所存在的主要問題。目前，我國西部大部分地區(qū)的高速公路管理都在應用傳統(tǒng)的人工控制方法，尤其是管理方案以及運營設施的落后，一方面造成了電能的大量損耗，另一方面，也導致了嚴重的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，我國高速公路的年電費高達13億，僅西部地區(qū)就達到4億之多。
現(xiàn)階段，安全、節(jié)能、環(huán)保、高效已經(jīng)成為了我國高速公路的重要發(fā)展方向。在2009年的國際氣候會議上，中國明確提出了新的節(jié)能減排目標，要在2020年將國內(nèi)單位二氧化碳的排放量降低到2005年的45%。而從我國的交通行業(yè)發(fā)展情況進行分析，高速公路是我國新增累計節(jié)能減排投資額最大的行業(yè)類型。因此，我國西部高速公路對于新型節(jié)能技術(shù)的開發(fā)以及應用，一方面有利于提高我國高速公路的運營以及管理效率，減少運營成本，強化高速公路的經(jīng)濟效益。另一方面，能夠有效促進能源的節(jié)約，對我國節(jié)能減排戰(zhàn)略的實現(xiàn)具有重要的實際意義。
2西部高速公路節(jié)能技術(shù)
隨著我國社會經(jīng)濟的高度發(fā)展，以及西部經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的切實推進，高速公路的積極建設已經(jīng)成為了現(xiàn)代西部大開發(fā)的重要戰(zhàn)略舉措。隨著高速公路的建設以及發(fā)展，我國西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展速度明顯提高。但是，隨著高速公路的不斷建設，其巨大的能源消耗已經(jīng)引起了國家以及社會的廣泛關(guān)注�，F(xiàn)階段，推進高速公路新型節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為了我國西部高速公路的重點發(fā)展目標。
2.1新型節(jié)能光源
LED光源是一種現(xiàn)代化的新型固體照明設備類型，其與傳統(tǒng)的燈光照明設備相比較，其電能的有效轉(zhuǎn)換率能夠達到80%以上。在這一技術(shù)實際之下，LED光源與白熾燈發(fā)出同樣的光源效果，其所損耗的電能僅僅達到白熾燈的10%左右，與普通節(jié)能燈相比較，其電能需求也僅僅是其25%左右。如此，其在高速公路之中的有機應用，就能夠節(jié)省大量的能源消耗。同時，LED光源的使用壽命非常高，一般可以達到100000小時以上，是傳統(tǒng)照明設備的幾倍，甚至幾十倍。并且，其發(fā)生故障的概率非常低，應用效果非常穩(wěn)定。也就是說，這一設備的應用，將會有效降低光源的更換頻率，節(jié)省資金投入。此外，LED設備顯色指數(shù)相對較高，啟動迅捷、綠色環(huán)保、無頻閃，能夠?qū)崿F(xiàn)在大多數(shù)位置的廣泛應用。上世界八十年代，LED技術(shù)開始發(fā)展，并在汽車的指示燈、前后照燈、剎車燈等方面得到了廣泛的應用。近年來，其由于壽命長、體積小、反應快、抗震指數(shù)高而在高速公路之中開始了應用。
與傳統(tǒng)的照明設備箱比較，其在高速公路之中的應用具有明顯的實際優(yōu)勢。首先，LED隧道燈作為一種模塊化或者半模塊化的結(jié)構(gòu)，其出現(xiàn)的主要故障類型就是電源故障以及芯片故障。對此，其僅僅需要對芯片或者電源進行更換，就可以實現(xiàn)繼續(xù)應用，其運維的費用消耗相對較低[2]。在高速公路之中，通過有機的優(yōu)化設計，能夠有效縮短相鄰燈具之間的距離，以此有效降低照明設備的功率損耗。進而可以在減少電能損耗的同時，提高照明的均勻程度，并避免由于光源亮度過高而造成的炫光效應。再次，與傳統(tǒng)燈具相比較，LED的發(fā)光效率相對較低，但是，在通過二次光學設計之后，其能夠?qū)崿F(xiàn)高光效的照明效果，并保證能源損耗的切實降低。此外，通過LED的應用，可以實現(xiàn)對照明光源的有效節(jié)能控制。由于LED屬于致電發(fā)光元件，因此，就可以對電流的大小進行有機的調(diào)解，以此實現(xiàn)對光源強度的有機控制。如此，可以節(jié)約大量的能源損耗。
2.2鈉燈節(jié)能改造 所謂的鈉燈，就是高壓鈉燈，其作為一種氣體放電照明燈具，具有突出的高光效、透霧性較好、成本低的特點，在高速公路照明以及隧道照明之中具有比較廣泛的應用。但是，由于其在微小的電壓變化之下會造成工作電流的劇烈變化。對此，要想實現(xiàn)這一照明設備的有應用，就必須要設計與之配套的鎮(zhèn)流器，以此保證工作電流的相對穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的鈉燈應用設計之中，普遍應用電感式鎮(zhèn)流器。雖然說，這一鎮(zhèn)流器類型能夠達到較好的穩(wěn)流效果，但是，其對電能的應用效率相對較低，僅僅是鎮(zhèn)流器設備就會消耗燈具本身消耗電源的20%以上。如此，就造成了非常嚴重的電能損耗。此外，這一設計方式容易導致電弧管的異常炸裂，存在一定的應用安全隱患。
對此，應該對鈉燈的鎮(zhèn)流器進行有機的改造。例如，電子鎮(zhèn)流器就是比較好的鎮(zhèn)流器類型，與電感式鎮(zhèn)流器相比，其具有以下幾個方面的實際突出特點：首先，其功率因數(shù)相對較高，能夠達到95%以上，同時，其對電能的消耗非常低，幾乎可以忽略不計[3]。如此，就能夠?qū)崿F(xiàn)非常突出的節(jié)能效果。其次，其能夠有效提高鈉燈的光效，穩(wěn)定輸出，對電能具有非常好的實際節(jié)約效果。再次，通過電子鎮(zhèn)流器能夠?qū)崿F(xiàn)有效的光源控制，其在智能照明調(diào)光設備之中的有機應用，對節(jié)約能源具有良好的實際效果。但是，在應用電子鎮(zhèn)流器對鈉燈進行優(yōu)化改造的過程中，應該注意電子鎮(zhèn)流器的選擇，注意其在高頻驅(qū)動環(huán)境下的諧振現(xiàn)象，并落實充足的開啟電壓，使其具有良好的自我保護功能。以此保證其能夠具備較大范圍之內(nèi)的電壓波動，實現(xiàn)延長使用壽命的實際應用效果。此外，由于現(xiàn)階段電子鎮(zhèn)流器的相關(guān)參數(shù)并沒有統(tǒng)一的規(guī)范標準，因此，必須要優(yōu)化鎮(zhèn)流器的參數(shù)選擇，以實現(xiàn)最優(yōu)的節(jié)能效果。
2.3智能無極調(diào)光
在傳統(tǒng)的高速公路管理模式之中，主要是通過人工的方式進行時序性調(diào)光或者手動性調(diào)光。這一調(diào)光方式，一方面不利于達到最佳的照明效果，另一方面，還會造成電能的極大浪費，利于實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的實際效果。對此，可以有機的應用智能無極調(diào)光，以此實現(xiàn)對照明光線的有效分級調(diào)節(jié)。這一技術(shù)的應用，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)照明光線調(diào)節(jié)的連續(xù)性效果，另一方面，可以有效降低電能的損耗，實現(xiàn)更好的節(jié)能效果�，F(xiàn)階段，高速公路之中的智能無極調(diào)光技術(shù)可以有機的落實為照度計、終端調(diào)光、車輛檢測三個有機方面。
在應用的過程中，檢測系統(tǒng)會對周圍有無火災問題進行有機的檢查，若不存在火災問題，則可以進入自動或手動調(diào)節(jié)控制模式。在進行手動控制的過程中，可以通過人工前臺的有效操作，達到對照明設備進行控制的目的�；蛘呖梢詫刂葡到y(tǒng)進行參數(shù)的設定，以此作為其初始的工作運行狀態(tài)。自動控制的實現(xiàn)過程則相對復雜，主要是由車輛檢測器以及照度計對實時的照度進行有機的測量以及反饋，以此將公路的實時交通信息以及光度情況輸入到終端調(diào)光系統(tǒng)的管理計算機之中[4]。在這一基礎(chǔ)之上，終端計算機會根據(jù)檢測的信息發(fā)出相應的光度控制指令，并通過電信號的形式實現(xiàn)對光源的有效控制�，F(xiàn)階段的無極調(diào)光控制技術(shù)主要落實為三個方面的控制方式，也就是電壓控制、脈沖寬度控制、電阻晶體管控制。在這三種控制方式之中，電壓控制能夠?qū)崿F(xiàn)更好的電源應用效率，并實現(xiàn)最大的電能節(jié)約效果，達到節(jié)能減排的實際目標。
2.4供配電節(jié)能
現(xiàn)階段，西部高速公路供配電系統(tǒng)的主要發(fā)展方向以及發(fā)展原則就是安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、高效。雖然說，由于技術(shù)方面的限制，我國現(xiàn)階段的高速公路供配電系統(tǒng)還存在一定的節(jié)能設計問題，但是，通過合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃以及電力系統(tǒng)設計，可以實現(xiàn)一定的節(jié)能減排效果。首先，變壓器的型號以及容量對其功率的大小具有明顯的影響。對此，在高速公路的供電系統(tǒng)之中，應該盡量選擇具有損耗低、飽和磁感應強度高的非晶合金變壓器。如此，能夠有效實現(xiàn)對電能損耗的有機節(jié)約。其次，應該選擇適當?shù)碾妱訖C容量，盡可能的使其處于滿載狀態(tài)之下。如此，可以使用接地電容補償?shù)姆绞竭_到降低電能損耗的效果。再次，應該盡量應用功率因數(shù)相對較高的電壓用電設備�；蛘呖梢詫o電電容器進行設置，以此對滯后電流進行損耗補償，以此實現(xiàn)節(jié)約電能的實際效果。此外，應該是使電所盡可能的靠近用電負荷，如此，能夠降低線路之中的電能損耗。經(jīng)過以上幾個方面的供配電設計，就能夠?qū)崿F(xiàn)較好的供配電節(jié)能效果。
3結(jié)束語
綜上所述，隨著我國現(xiàn)階段西部高速公路建設的不斷推進，節(jié)能、高效、環(huán)保已經(jīng)成為了其發(fā)展的主流方向。對此，必須要落實科學的新型節(jié)能技術(shù)應用，切實達到能源節(jié)約的實際效果。
參考文獻
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