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关键词:LED节能灯;太阳能光伏发电;可变信息标志
中图分类号:TK511文献标识码: A
前言
在高速公路正常运营过程中,将需要大量的照明、监控设备、冷暖空调,这些设备在使用过程中将消耗大量的电能。对于这些设备,以目前火力发电的模式,如果采用节能技术及产品的话,将可节约大量的电能,并有效减少二氧化碳的排放量。本文针对目前高速公路仍主要利用区域电网供电、过滤净化处理污水排放和高压钠灯提供照明等常规方式,在这些附属设施中仍然可以大力推广节能减排技术,拟采用智能电子系统、太阳能光伏技术、安装LED节能灯、飞轮UPS技术,达到节约能耗的目的。
1、智能电子系统应用于收费及能源管理
智能一体化路桥车道收费系统智能一体化路桥车道收费系统主要是安装在公路或大桥收费亭内用来管理车道外部设备。其主要功能是实现对通行车辆费用的收取,该系统具有性能稳定、收费时间短、耗能低、零噪声等特点。
智能一体化路桥收费系统车道控制机是一台节能小型的产品,内置有接口板、节能工业级电源、节能CPU板等。外接设备都是按照功耗进行严格配置,其中,通行信号灯、正向雨棚灯、反向雨棚灯、费额显示器、票据打印机、车道摄像机和亭内摄像机等都是采用节能型设备。并且,一体化路桥车道收费机集成了视屏采集模块、字符叠加模块、I/O控制、显卡、网卡、并行口、串行口、USB控制器和PS/2接口,实现车道收费业务和节能需求。
智能建筑能源管理系统智能建筑能源管理系统主要是由建筑设备管理系统(BAS系统)来实现的。
在工程建设中,针对高速公路综合管理区、服务区、收费站等场所,根据系统预先编排的时间程序对电力、照明、空调等设备进行最优化的管理,从而达到节能的目的。
智能建筑能源管理系统通常采用如下节能措施:定时法。根据大楼工作作息时间按时启停控制设备,如风机、照明等;温度―时间延滞法。根据大楼内温度保持的延滞时间,提前关闭空调主机或锅炉达到节能之目的;调节供水温度。根据室内外实际温度调节空调系统的供水温度,设定合适的供水温度减少系统主机的过度运行,实现节能;经济运行法。在室外温度达到13℃时,可直接将室外新风作为回风;在室外温度达到24℃时,可直接将室外新风送入室内。在这样的情况下,系统可节约对送回风系统进行处理的能源;设备等寿命运行。对楼内冷热源主机、泵机、风机等设备进行等时间交替运行,延长设备的运行寿命,节省维护费用。
2、LED节能灯具的应用
目前,节能照明技术在我国高速公路及隧道中得到了一定的应用。现有高速公路、站场及隧道原有照明设备已部分老化,照明光源衰减较大,为了满足道路行车安全的要求及运营管理的需求,已对部分高速公路沿线、服务区、收费站等场所实施节能照明技术。主要采用高效节能LED灯代替原有的高压钠灯,有效降低能耗,达到节能减排的目标。
LED节能灯LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各个领域,特别是道路照明等长时间照明环境,如高速公路隧道照明中采用LED节能灯具(包括加强灯具、基本照明灯具以及应急照明灯具、应道照明灯具);服务区以及停车区也应采用LED泛光节能灯照明;广场可采用LED节能灯照明。LED具有三项优点:一是高性能,直流驱动,超低功耗,相同照明效果比传统光源节能80%以上;二是寿命长,环氧树脂封装,使用寿命可达6万小时~10万小时,比传统光源寿命长10倍以上;三是环保,光谱中没有紫外线和红外线,废弃物可回收。
LED照明技术运用于高速公路,其主要通过光源发光效率、有效光效、驱动效率、灯具综合效率、电网电压的影响、线路损耗等六个方面实现节能。
LED 技术近年发展迅速, 商业产品发光效率不断提高, 已达100~ 140lm/W, 基本突破大功率、高照度与小体积之间的实用技术瓶颈。LED 灯具采用白色 LED 为光源, 显色指数超过 80 Ra。在实用中, 较低亮度可达到显色指数低的光源的同样照明效果, 即等效亮度。如与显色指数60 Ra, 照度相对值 1.6 的高压钠灯比较, 显色指数80Ra, 照度相对值 1.41 的 LED 灯采用的亮度标准可为其的 1.41/1.6=0.88倍。
LED灯是由驱动电源和恒流电路组成,由于电路结构简单,驱动直接,中间转换环节少,所以驱动效率非常高,普遍能达到90%左右。
LED具有单向辐射特性。它所发出的大部分光能无须经过反射就可直接到达被照物体,从而使光能能够得到最大限度地发出,大幅度地提高了灯具的效率;这使得在相同的照度条件下,LED光源所消耗的电能比其它光源更低。
LED的功耗几乎不随电源电压变化。若采用LED光源,通过先进的调光技术,可以使下半夜照明能耗下降一半。
在同等的照度要求的情况下,高压钠灯的工作电流最大,功率因数较低,只到0.75左右;LED路灯工作电流较少,功率因数较高一般到0.95左右,因此,在道路或隧道照明应用中,灯具密度大,供电集中,整体功耗非常大,因此线路损耗差异非常明显。
3、新型绿色能源技术应用于供电系统
高速公路沿线设有大量的监控和通信设备,这些设备的特点是功率小,距离站点远,且成线状布置。如果收费站或者服务区,因为距离远,不在正常合理供电范围内,一是造成电压损失超出合理范围,使设备无法使用,二是供电电缆的线径将大大增加,增加了投资成本。利用太阳能或风能发电技术,可维持高速公路正常运营过程中相关设备的电能供应。
太阳能光伏发电系统是通过太阳能电池组件在日照辐射下产生光伏电流,为用电负载提供电力能源。太阳能电池产生的电流通过充放电控制器一方面对负载直接供电,另一方面将多余的电能储存在蓄电池中以备光照不足时向负载供电。交流负载可通过逆变器、变压器转换成适用的交流电供电。为应对恶劣气象条件造成蓄电池电量不足的情况,系统可配置市电或自发电应急充电接口。
风光互补发电系统采用风能和太阳能互补,实现阴雨天也能够利用风能补充电能,保证持续阴雨天正常照明和补充充足的能量;利用风力发电机与太阳能互补供电,可减少太阳能电池组件的配置,降低太阳能电池方面的投资和减少太阳能电池组件的面积以降低太阳能电池组件的迎风面积和抗风设计,从而降低了灯杆和基座强度要求的投资。比如,采用柔性太阳能电池可以包卷在灯杆中,这样灯杆就是太阳能发电装置,这种设计具有美观和抵抗飓风能力的独特优点。
4、太阳能可变信息标志技术的应用
太阳能可变信息标志运用多项新工艺、新结构和新技术,在不影响使用性能的前提下,降低传统可变信息标志的80%以上的功耗,使其供电系统可以选用新能源,摆脱对公共电网的依赖,实现按需分布、快速布局,降低建设的综合成本,避免线路盗损,便于供配电困难道路上可变信息标志的使用,满通应急管理、信息的需要,为智能化交通建设提供必要保障。
目前道路上所使用的LED可变信息标志大多采用稳压恒流方式驱动,甚至采用简单的电阻限流,适用这种方式的驱动电路其特点是简单实用、成本较低,但同时驱动电路所消耗的功率也较大。而太阳能可变信息标志采用PWM脉冲宽度调制驱动技术大幅度降低了LED可变信息标志驱动电路消耗的功率。
常用的可变信息标志采用的是由发光二极管直接显示,其散射区域大,而实际有效观看范围狭小。经研究对比,可变信息标志观看使用范围仅占投射区域横截面积的百分之十。而太阳能可变信息标志采用二次光学配光处理,使可变信息标志发光二极管发出的光束集中投射在有效区域内,在增加可变信息标志亮度达到GBT 23828-2009 《高速公路LED可变信息标志》(可是距离210m-250m)要求的同时,大大降低可变信息标志的消耗功率。使其消耗功率仅为普通信息标志的六份之一。
通常使用市电供电的可变信息标志是需要市电通过降压、整流、稳压之后才能供之使用,而太阳能可变信息标志可直接低压 DC12V―24V供电,从而降低因降压整流而产生功率损耗。而且低压供电具有安全可靠,防雷性强、维护成本大幅降低等优点,还可以摆脱对电网的依赖。
传统的可变信息标志消耗的功率较大,其发热量也大,目前几乎所有大型可变信息标志都需要安装对流风扇,以降低内部温度。经检测计算,一块典型(10x1米)的大型可变信息标志对流散热风扇所消耗功率为 0.5Kw。而且风扇是易损件,长期使用极其容易损坏,一旦风扇损坏使得屏体内部温度升高而造成损毁。太阳能可变信息标志则采用新的结构工艺,解决由于散热导致过高功耗的问题,降低整体能耗,还可以提高屏体的稳定性。
5、飞轮UPS技术
飞轮UPS技术传统的UPS用化学蓄电池作为储能单元,因其储能密度大,价格低廉而被广泛采用,但它需要定期维护、寿命短、充电时间长,还会给环境带来污染。飞轮储能是通过能量转换系统把电能或者其他形式的能量以机械能方式储存在高速旋转的飞轮中,当需要释放能量时,飞轮转速降低,可以把储存在飞轮中的机械能转换为电能或者其他形式的能量。高速旋转的飞轮具有高比能量、长寿命、高效率、无污染等特性。
关键词:ETC区域联网 经济发展 影响
为适应我国区域经济发展的需要, 国家在“十二五”高速公路发展规划中把高速公路实行ETC区域联网作为一项内容。通过ETC区域联网对于解决当前以分段和以行政区域为主的高速公路管理模式,适应公路网络化管理趋势,发挥公路网整体效益的需要, 提升高速公路通行效率和服务水平,促进区域融合发展,节能减排,治理雾霾具有重要的意义。
一、ETC区域联网的现状
2008年12月31日,由交通运输部实施的“国家高速公路联网不停车收费系统示范工程”长三角高速公路电子不停车收费系统正式试运行,上海和江苏交界的3条高速公路主线收费站实现了苏沪两地的跨区域电子不停车收费,拉开跨省市联网收费序幕。
2012年8月,长三角区域上海、江苏、浙江、安徽、江西、福建六省市全面开通高速公路联网不停车收费。
2013年12月31日,“京津冀鲁晋”高速公路ETC将实现区域联网。该区域内ETC用户可在北京市、天津市、河北省、山东省、山西省范围内的联网高速公路实现不停车通行、非现金支付,由系统完成通行费的跨省(市)结算。
2014年下半年,计划实现京津冀鲁晋区域与江浙沪皖赣长三角区域的联网。届时,ETC联网区域将进一步扩大,群众出行将更加便捷环保。
二、ETC区域联网对经济发展的影响及作用
(一)节能减排效果显著,社会效益明显
使用ETC收费系统,在节能降耗、减少汽车尾气排放等方面将产生巨大的环保效益。由于车辆可以不停车通行,减少了车辆起步、刹车的频率,降低车辆磨损和油耗,减少大气污染,从而实现节能减排。根据专业研究统计,ETC车辆较MTC车辆在通过收费站前后300米有效区域内的尾气减排量惊人,其中一氧化碳、二氧化碳排放分别减少71.3%、48.9%。ETC系统的大规模推广应用还可以大大减少由于车辆怠速等待缴费带来的燃油消耗。ETC区域联网后,对治理大气污染,改善空气质量将产生积极的作用。
(二)公路通行效率提高,促进区域融合发展
根据测算分析表明,1条ETC收费车道相当于4-6条人工收费车道的通行能力,与人工收费车道相比,单车通过ETC车道的平均延误将减少58秒。ETC系统的实施,极大提高了收费站通行能力,减轻了部分流量较高高速公路的拥堵压力,更好地发挥了高速公路路网整体功能。高速公路通行效率的提高,将加快区域内经济贸易的发展和地域文化间的交流,带来更多的人流、物流、信息流,促进区域经济社会的更好更快发展。
(三)实行非现金支付,促进金融业发展
电子支付代表了今后行业发展的方向,在公路收费中应用ETC手段实现非现金支付是高速公路管理转型升级的重大机遇。据统计,到2012年年底,全国高速公路的通车里程已达96000公里,我国机动车保有量已达2.4亿辆,机动车驾驶人数量已达2.6亿人。ETC区域联网进程的加快,将带来高速公路非现金支付的快速增长,预计到“十二五”末非现金支付使用率达到40%。ETC通行卡实行网上自助充值、银行发行储值卡、信用卡绑定、联名卡业务、通行费代扣托管等业务的开展,这些都将提高我国银行电子支付的普及率,扩大潜在客户数量,改变人们的消费理念,促进金融业的快速发展。
三、促进ETC区域联网发展的建议分析
(一)加大宣传力度,提高公众认知度
高速公路ETC收费系统作为一项新技术,公众对其认知还需要一个过程。要发挥新闻媒体辐射面广、渗透性强的作用,通过电视、电台、网络、报刊等媒体,加强对ETC的介绍、宣传、推广力度,使人们逐步认识了解ETC车道的便捷与优势,让ETC逐步得到社会的认可,加快ETC使用步伐,提高覆盖率,发挥其节能减排、方便快捷的优势,实现经济效益和社会效益双丰收。
(二) 加快ETC系统建设,提高覆盖率
交通运输部、国家发改委、财政部提出力争到“十二五”期末,全国高速公路ETC平均覆盖率达到60%,ETC车道数达到6000条,ETC用户量达到500万个,非现金支付使用率达到40%。应加大ETC车道建设改造力度,增加ETC车道数量,提高ETC车道覆盖率。建立健全相应的运营管理体系和服务系统,不断改进服务质量,吸引更多车主主动办理ETC业务。实现服务全覆盖。通过在收费站、公路站所、银行机构等增设服务网点,建立标准化、规范化、科学化的客户服务体系,降低ETC的建设管理成本,最大限度地发挥ETC的功能和作用。
(三)加快全国性高速公路结算系统建设,推进联网进程
在我国开展高速公路ETC区域联网收费过程中,应以更高战略眼光加快全国性高速公路结算系统建设,撤销省际主线收费站,解决在同一路网内跨省多次交费结算的问题。加快建设全国性高速公路结算管理中心实现对全国高速公路联网收费的实时管理,实现跨省跨路段的收费金额分帐和结算,对监控数据进行分析和处理,让ETC在全国畅通无阻,提高高速公路管理水平。
(四)加快ETC电子支付平台建设,拓展增值服务
应着手规划建设全国性的ETC电子支付平台,加快各省电子支付的联网工作,推广应用ETC通行卡网上自助办理业务,发展客户数量,提高服务水平,为今后电子支付平台拓展增值服务奠定基础。积极探索将ETC技术扩展应用到其他相关的领域,将储值卡作为各种交通工具的统一支付卡,如城市路桥、地铁、公交车、出租车、长途汽车、飞机、邮政、轮船、停车场、加油站等的收费管理,拓展ETC的增值服务,提高经济效益。
关键词:公路工程 节能减排 新思维 新技术
中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
建国60多年来,我国的年客运量、货运量增长迅速,公路里程也得到了大大延伸,基本实现了县县通公路。尤其是上世纪80年代,高速公路在我国实现了零的突破以后,很快进入了高速建设阶段。公路运输是占用资源较多、能耗占用比例较大、使用范围最广的一种运输方式,公路行业的发展水平一定程度上代表和反应整个交通那个运输行业的发展水平。在我国,节能理念在公路建设中的应用起步较晚,早期的公路建设中,项目建设的经济性往往放在重要地位,而节能等方面往往得不到足够的重视。直到20世纪90年代后期,随着高速公路建设步伐的加快和国家对节能减排领域的重视,公路交通节能工作才开始受到关注。
近年来,国家对发展节约型公路交通事业给与高度重视,2008年1月7日,在全国交通工作会议上,李盛霖部长提出要发展现代交通业,走资源节约、环境友好的交通发展之路。交通运输部于2012年开展了《公路工程节能规范》的编写工作,笔者所在公司作为参编单位参与了此次规范编写。
公路工程节能减排自公路工程项目规划至运营贯穿于公路工程项目的全寿命周期,全寿命周期各阶段应将广义节能减排理念与狭义节能减排理念相结合,将公路工程项目自身节能减排与社会节能减相结合,合理进行节能减排。
一 规划阶段公路工程节能减排
公路工程项目规划阶段主要是对项目功能、社会经济效益与项目投资进行定位,此阶段应在上述三方面的基础上合理结合节能减排理念,对项目整体节能减排进行规划。
1.1 在项目规划期所收集资料的基础上,从项目功能与社会能耗、项目自身建设能耗之间关系出发,以节能减排思维影响项目线路的初步选定。
1.2 初步分析项目建设期主要能耗,初步择优选择项目建设期的资源与建设方式,适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。
1.3 初步分析项目运营期的主要能耗,初步择优选择项目运营期的运营形式,适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。
二 设计阶段公路工程节能减排
以往的公路工程项目中,设计阶段主要考虑项目的经济效益,以在满足项目功能要求基础上尽量减少项目投资为主要设计出发点,对项目节能减排考虑较少。实际上在公路工程项目全寿命周期的节能减排工作中,设计阶段的节能减排对项目整体的节能减排影响最大。
2.1 在规划阶段所确定的基础上,设计中应对道路选线、道路线形指标选用与社会综合能耗的关系,项目施工主要原材材料与当地资源的关系,项目主要施工主要能耗与当地能源关系等进行重点考虑,包括:
① 路线方案应在所选定走廊带与主要控制点基础上,进行布局和总体设计,合理运用技术指标,对可行的路线方案进行比选,以确定设计方案。
② 大交通量道路、重交道路应适当提高道路平、纵线形指标,合理提高桥隧比及设计行车速度,缩短道路里程,在重交道路线形设计中需避免大坡度纵坡及长爬坡车道。道路纵坡对燃油消耗影响很大,在上坡时燃油消耗随着坡度的增加而增加,但在下坡时相应的燃油节约比较有限。从美国的研究可以看出,当道路纵坡从6%降至3%时,小客车可节油20%,货车可节油70%。
2.2 路基设计应避免大填、大挖,以浅路堑、低路堤通过为宜。路基工程设计应适当考虑利用废旧材料回收、建筑垃圾固结等技术进行路基填方工程。取弃土场的选址合理,就近原则取土场、弃土场、料场与道路线位的相对距离直接决定取土、弃土以及材料运输的运距,运距过大会致使施工过程中能耗陡增。根据自然条件,应对工程防护和植物防护进行合理选择。合理划分施工标段长度,提高机械设备、场地临建设施利用率。
2.3 路面设计方案,应根据公路的使用任务、性质和要求,结合当地气候、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等,通过技术经济分析确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配置等。交通量大的高速公路、一级公路以及城市郊区公路宜选择施工方便、工期短、对交通干扰少的设计方案。改扩建工程设计中应尽量考虑充分利用改扩建工程中的原有废旧材料,做到资源循环利用。中长隧道路面施工由于施工环境恶劣,采用常规热拌沥青混合料会使隧道内废气浓度远高于施工人员可承受的范围,故中长隧道路面采用沥青混合料施工应选优先用温拌沥青混合料。
2.4 公路桥涵应根据其所处环境条件选用适宜的结构型式和建筑材料,进行适当的耐久性设计,必要时尚应增加防护措施。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构,适用于机械化、工厂化施工。独立大桥的桥位选择应以最优化为原则,充分考虑桥位选择的各种因素,各种因素包括:城镇规划、路网规划、征地拆迂等;两端的引道应服从桥位选择的要求,宜减少车辆运输距离。高速公路大、大、中、小桥原则上服从线路走向,但高速公路大桥的桥位布设不宜过分强调“桥位选择应服从于路线走向”的原则,应与绕行路线进行深度比较或对桥位进行多方案论证分析,可以局部调整线形方案,尽量避免出现大量高墩、大跨及弯坡斜桥,以减少桥梁工程规模和技术难度。
2.5 公路隧道应根据公路等级和功能,结合隧道所处地域的地形、地质、施工、运营、管理等条件,拟订多个设计方案,进行技术、能耗等要素的比较与综合设计,充分发挥隧道的功能。公路隧道的通风与照明能耗是设计阶段重点关注的问题。公路隧道通风设施设计应综合考虑公路等级、设计速度、车道数、通风方式、运营通风控制策略、设计交通量及交通组成、隧道断面与平纵线形、隧址区域自然条件等因素,并结合当地经济发展水平进行经济技术综合比选。公路隧道通风设施设计应根据不同交通状态、不同运营工况提出合理的通风设施总体运行方案。
2.6 公路交通工程及沿线设施应与主体工程同步规划、设计、施工,其中管理设施的监控系统、收费系统、通信系统、配电、照明、房屋建筑能耗是设计阶段重点关注问题。道路收费系统应根据道路实际情况适当增加ETC自动收费系统数量;照明系统在满足照明需要的基础上,优先选择节能灯、LED灯等节能照明设施;房主建筑提倡使用聚氨酯等节能型墙面保温材料;北方地热能较多的地区,房屋取暖系统宜采用地热取暖。
三 施工阶段公路工程节能减排
公路工程项目在建设施工阶段的能耗重点包括:材料、施工机械和施工组织方案。公路工程建设期,应进行由建设单位统筹规划,以各施工标段为主体进行建设期能耗监测。建设期能耗监测主要为实施施工耗能台账制度。各施工标段在施工期内以分部、分项工程为单位,建立施工能耗台账。能耗台账应包括各分项、分部工程主要施工材料与机械能耗情况。施工能耗台账应作为项目竣工验收资料之一在项目竣工验收后由建设方统筹归档。
3.1 公路施工用电尽量采用网电作为动力供电,临时施工用可考虑从与运营期永久用电相结合,有建设运营方统一规划、设置以减少能耗。
3.2在路基施工中,应合理安排施工组织,提高施工设备工作效率,减少施工设备能耗。进行施工组织设计时应充分考虑土方挖运与取、弃土场距离,合理减少运输车辆运距;应根据工程情况配置各类施工机械,做到各施工环节所需机械合理配套,以减少施工机械能耗。路基施工应控制超挖,做到合理的填挖平衡以减少借方与弃方,以致于减少借方与弃方填筑过程中二次搬运、土方压实所产生的能耗。
3.3 在沥青路面施工中,科学比选,选择节能型路面材料,合理使用路面节能工艺,其中沥青路面节能工艺主要有厂拌冷再生沥青混合料、就地冷再生沥青混合料、厂拌热再生、就地热再生、温拌沥青混合料。应合理安排施工组织,优化场地设置,提高机械工作效率,减少施工机械能耗。在沥青拌和设备造型时,应选择能耗小的设备。在集料质量均匀,分级合理的前提下,有条件时优先采用连续式沥青拌合设备,连续式沥青拌合设备具有能耗低,产量大等优点,同时容易实现旧沥青混合料的厂拌热再生。沥青拌合能耗是路面工程施工最主要能耗,合理选择低能耗的沥青拌合设备很大程度上决定了路面工程施工总能耗。汽车运输能耗是路面工程施工的主要能耗之一,减少运距对路面工程施工节能有较大影响。集料堆放场地做好防、排水措施以避免集料受潮(达不到沥青混凝土拌合对集料的要求)所产生的二次加工,减少沥青拌合的额外能耗。细集料应搭设雨棚,降低细集料烘干所需的额外能耗。沥青混合料的碾压时,应严格控制碾压遍数。沥青混合料的运输中,应配备棉被及覆盖帆布等保温物品。用作沥青混合料运输的车辆要求车况良好,车厢洁净,装料前可适当喷洒油水混合物防止粘结,每台运输车必须配备棉被及覆盖帆布等保温物品。在拌和场装载混合料时,应按前后中的次序装载,尽量减少混合料的离析。沥青在沥青库内不宜贮存过长时间,在非施工季节需要在较长时间内贮存的沥青,其贮存温度通常应低于100℃;在运输状态下沥青温度宜控制在120℃~130℃左右,沥青罐车在运往工地的过程中应有保温措施,长距离的运输应装备加热升温系统;在路面工程沿线有可以用于路面工程的隧道洞渣时,应优先对隧道洞渣进行利用以减少新开采集料利用量。
3.4 在水泥路面施工中,应做好施工组织设计,合理布置场地,材料运输组织经济合理。施工组织设计中应充分考虑水泥混凝土与施工原材料的运距,合理减少拌合站与料场、拌合站与施工点之间距离,以减少运输车辆能耗。在坡地作为拌合场地时,利用地形高差,可提高装载机等上料速度,同时节约燃料。在设备配置选择中,应注意前、后场设备生产能力相匹配,以减少设备停机等料带来的能耗损失。
3.5 在房建与附属工程施工中,提高机械化施工水平,可大大提高施工效率,降低能耗,对于预制构件等,采用标准化、工厂化生产,可提高生产效率,降低能耗,同时提高预制构件的外观质量水平。
3.6 公路工程施工机械应根据公路建设情况执行严格的准入制度,及时淘汰达不到废气排放标准的机械,合理选择国内外先进机械设备。对机械设备管理人员、维修人员、操作人员进行岗前培训,并定期进行技能培训,减少人为操作引起的机械能耗增加。
四 运营阶段公路工程节能减排
公路工程项目运营阶段节能减排主要通过合理控制项目运营管理能耗与合理进行公路养护为主。项目运营阶段运营管理方应建立能耗台账,严格控制运营阶段管理能耗。公路路面状况对车辆油耗有直接的影响,其主要影响因素为路面平整度,平整度低造成汽车行驶阻力增大,增加汽车油耗;其次损坏较严重的路面会引起车辆刹车,降低行车效率,道路交通畅通程度对机动车油耗影响非常大。道路养护施工应充分考虑预防性养护理念,应根据路面结构强度、路面破损指数、横向力系数、平整度指数、车辙深度、裂缝率等指标合理选择预防性养护措施。道路路面、桥梁、隧道的大修、中修工作应根据道路实际情况适时进行,维修应连同相关部门做好道路交通组织,正确疏导交通以免引起过往车辆堵塞,增加车辆油耗。
结语:公路运输是交通运输领域最普遍、应用最广泛的运输方式,公路工程全寿命周期的节能减排水平一定程度上代表了整个交通领域的节能减排水平。在当今我国人均资源缺乏,大气污染形势严峻的形势下,公路工程全寿命周期的节能减排成为眼下当务之急。公路工程相关从业者要带着节能减排的思维,总结经验,借鉴国内外先进理念与技术,把节能减排合理运用到公路工程项目中。
参考文献
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[关键字]高速铁路 节能环保效果 效益
[中图分类号] TE08 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-191-1
高速铁路又称高铁,是一种根据不同国家的不同地形、人口以及经济基础等不同情况作为参考资料而建设并是用的交通工具,主要以客运为主。近几年来我国一直在发展高铁事业,到目前为止我国最新建成的高速铁路最高时速可以达到三百千米以上,可以说十分便利和快捷。作为世界铁路发展的主要潮流,高速铁路不但具有十分明显的环保效果更可以做到节能减排,因为现代的高速铁路大多数都是使用电力作为主要能源,也就是所谓的以电代油,高速铁路的出现让铁路系统对于石油的依赖性慢慢的降低,让能耗结构产生优化,同时减少了油的使用便让碳的排放量降低,对于能源的节约以及环境保护都十分有利。
1论述高铁的节能环保效果
1.1有效解放土地减少占地面积
和公路交通系统相比,铁路系统载客量相对较多,同时占地面积也较小,一般来讲,铁路设施的占地面积多为公路系统占地面积的四分之一。以法国的TGV高速铁路为例,高速铁路的路基宽十四米,而相对于法国的高速公路的车道宽度,其高速铁路的宽度折合为占地面积之后也仅仅知识高速公路的四分之一左右,相当于一条高铁的运送效率等同于四条公路,效率十分高。另外如果将高铁和航空系统相比较来讲,航空系统的机场占地面积更为庞大,仍然以法国的巴黎戴高乐机场为例,刨去机场的建造复杂程度以及经费问题,光考虑面积相比较的话,戴高乐机场总面积为三万平方米,整整占据了巴黎市区面积的三分之一,而相对于机场,巴黎的铁路却仅仅是二点四万平方米,占地面积方面,高铁胜出。
在我国为了防止铁路系统对于城市产生切割效果,耗费大量土地,我国使用的桥梁建设方案获得了良好的效果,以桥代路的方式更加让高速铁路占地面积小的优势完全显露出来,以我国的京津铁路为例,这一段高速铁路建设直接节约了三千余平米,因此可以了解到,高速铁路具有极高的改进潜力,其占地面积较小,符合节能环保的要求。
1.2使用可再生能源以及新能源,节能高效
以我国的京津城际铁路为例,铁路系统中北京以及天津两个站点都使用钢化玻璃的顶棚,同时采用透光处理,白天利用自然的阳光进行照明,从一点一滴进行节能。同时北京站采用的热电冷三联供以及污水源热泵技术,节能效果明显,每一年可节约能源资金六百万余元,同时本站采用太阳能电池板辅助发电,每年的发电量为十八万千瓦时,节约了气势吨的煤炭。
1.3新能源使用,以电代油
随着科学技术的进步,石油的短缺带给人们更加深刻的反思,能源的危机想要化解就只能改善能源结构,大力开发新能源,作为交通行业的一种,高速铁路是一种开发新能源的十分理想的交通系统。我国一直进行研究的以电代油政策已经开始逐步实施,通过使用现代化的电气来带动列车前进,通过使用电气作为燃料来代替传统的石油能源,全面推进高速铁路电气化的发展,已经成为了世界公认的节能方法。我国近些年来铁路电气化推进速度在不断的加快,这几年电气化铁路已经增加了五千余千米,电气化铁路的工作量也在不断的上升,可以说进展十分顺利。
2高铁与其他交通方式环保程度比较
2.1能源消耗比较
高速铁路最主要的运输方式便是使用电气作为燃料,店里是一种新的能源,清洁可以随时更新,同样如此的能源也包括水利、太阳能以及核能。通过调查表明,高速铁路的你那个号和小汽车以及飞机相比,其能耗比例分别为一比五点三比五点六,高铁完胜其他交通工具。另外如果将高铁和公路和航空相比,按照每个旅客小号一单位的燃料行驶路程作为基础进行比较,那么三者的比例分别为1:0362:0.26,可以看出高速铁路的运输效率以及节能方式均比其他两种运输方式要理想。同时高铁的能耗也并不高,可以说是陆路运输中的佼佼者,同时使用高速铁路,推广电气化可以让人们对于石油的依赖性逐渐减少,环节石油的短缺危机,同时也可以推动二次能源的开发和利用,高铁的环境优势也明显高于汽车和飞机,节能效果十分显著。
2.2大气污染程度比较
相比较无时无刻不在释放二氧化碳等废气公路交通和航空运输产业,以电力作为主要能源的高速铁路可以说是一种十分清洁的运输工具,甚至高速铁路可以做到有害气体的零排放标准,是一种绿色的运输方式,对于空气的污染也是最轻的。使用电力的高速铁路可以有效的消除粉尘,防止煤烟的排放同时也有效的防止其他的废气污染,相比较高速铁路的环保效果,一架飞机可以做到每小时排放大量的有害气体,甚至包括形成酸雨的硫化物,给生态平衡以及公共建筑带来巨大的伤害,经过日本的一些专家研究表明,相比较于高速铁路的环保效果,汽车和飞机的废气排放量分别是高速铁路的五倍和六倍多。
3高速铁路的经济效益以及社会效益
相比较公路运输以及航空运输,高速铁路运输具有运载量大,效率高,速度快的优点,高速铁路的票价相对飞机要低,同时比客车迅速,更加舒适,十分容易吸引乘客的目光,据调查显示,大多数人出行更愿意做高速铁路而不是做飞机和汽车,拿日本的新干线为例,每年新干线可以创造九千多亿日元的经济效益。
高铁的出现可以代替传统铁路,速度更快,载客量更大,可以有效的让地区的经济发展得到平衡,同时提高交通以及物流的环境,让区域化逐渐消失,沟通区域之间的联系,解决了许多社会问题,有效的提高社会效益。
总之,高速铁路不仅速度快,效率高,还具有十分明显的节能减排效果,无论是经济效益或者社会效益都满足我国的需求,更是对于我国的可持续发展政策具有推动意义,对于视线社会经济的可持续发展具有重要的战略意义。
参考文献
关键词:就地热再生;挖补;路面病害;养护方案
中图分类号:U418.6 文献标志码:B
0 引 言
挖补(铣刨重铺)方案是处治高速公路路面表面层病害常用的一种传统施工工艺,该工艺首先将单车道的表面层铣刨掉,然后清扫并进行防水碎石封层处置,最后用新的沥青混合料对整个车道进行重新摊铺、碾压,完成挖补施工[1]。
就地热再生方案是一种新型的处治高速公路表面层病害的方法[2],利用预热机把路面加热,然后利用加热铣刨机进行铣刨翻松、加入再生剂,最后再利用复拌机添加新沥青混合料,并进行加热、烘干、搅拌等工序,把再生后的废旧路面材料送入摊铺机料斗,进行摊铺碾压,最终成为全新的再生路面。
1 对比施工项目介绍
在2011年河北省高速公路石安管理处养护工程SA01合同中,养护设计单位根据不同的路况条件,采用了以上两种施工方案。在石安高速公路主线西半幅某路段采用的是传统挖补(铣刨重铺)方案,挖补深度4 cm,挖除后重新铺筑新的AC13改性沥青混合料;在石安高速公路管辖的黄石高速公路南半幅某路段采用的是就地热再生方案,再生深度4 cm,添加20%新的AC13改性沥青混合料及8%的再生剂,采用马泰克AR2000就地热再生机组进行施工。
就地热再生施工是一种节能环保的循环再生利用型养护技术,在施工中可节省70%~80%的沥青混合料,同时不会影响路面的使用寿命和性能,这种工艺节省了沥青、石子等材料的用量,减少了环境污染和破坏,缩短了占用车道时间。两种方案的施工效果对比见表1。
3 交通拥堵状况对比分析
就地热再生施工方案是一种连续性施工工艺,其中包含热铣刨和摊铺工艺,并一次成型;而传统挖补(铣刨重铺)方案中铣刨和摊铺分时进行,中间还有清扫和防水层施工的时间。选用就地热再生施工方案处治表面层病害可以缩短施工时间,施工速度提高45%,封闭路段长度减少600 m,还可以临时停工放行,对解决当前的施工拥堵问题是一种很好的选择。
4 处治深层裂缝对比分析
就地热再生施工方案中加热机可以把路面4 cm以下的路面加热到100 ℃以上,相当于把沥青混合料摊铺在超过100 ℃的路面上。在这种情况下,经过大吨位的压路机碾压,整个路面10~15 cm深度内的裂缝能全部愈合,可实现浅层处治便达到解决深层裂缝病害的效果,图1、2分别是两条裂缝再生前和再生后的效果对比。
5 结 语
就地热再生路面维修方案是一种新型的处治高速公路表面层病害的方法,与传统挖补(铣刨重铺)方案处治高速公路表面层病害相比较,在养护施工成本、解决施工交通拥堵以及处理深层裂缝等方面存在诸多优势,是一种节能减排、循环利用、绿色低碳的路面养护技术,应大力推广应用。
参考文献:
摘要:2010年交通运输行业节能减排作领导小组会议,提出加快在公路节能减排与材料循环利用技术、城市公共汽车节能技术、水运环保与节能减排应用技术等重点领域开展科技攻关,在环保新材料等方面开展专项课题研究,推广路面材料再生利用技术。以上要求为河南公路发展指明了方向,下面我就具体谈谈路面材料再生利用技术对实现河南公路品质提升的意义。
关键词:路面材料;再生利用;技术
2010年交通运输行业节能减排作领导小组会议,提出建设低碳交通运输体系的指导意见和交通运输行业应对气候变化方案,把低碳发展的理念落实到交通运输生产、生活、出行方式的各个环节。着力在交通运输装备使用和交通基础设施的建设、运营中做到节约能源、节约资源、降低消耗、减少污染物排放、保护环境,取得良好的经济效益和社会效益。以减少能源消耗与环境污染为目标,组织实施一批符合资源节约环境友好理念的交通运输科技项目研究,大力推进科技成果的转化与应用。加快在公路节能减排与材料循环利用技术、城市公共汽车节能技术、水运环保与节能减排应用技术等重点领域开展科技攻关,在环保新材料等方面开展专项课题研究。推广路面材料再生利用技术。一系列政策的出台及相关要求,为河南公路建设指明了方向。
一、路面材料再生利用技术的发展现状
公路路面材料再生利用,也叫循环利用,主要包涵两个方面:一是废旧路面材料在公路工程中的循环利用,包括沥青路面再生利用,水泥路面再生利用等;二是工业废料的应用,例如废旧轮胎粉筑路技术等。1915年美国开始进行沥青路面再生利用研究,引起美国高度重视是在上个世纪70年代石油危机之后,此后美国进行了深入研究和大面积推广。上个世纪80年代末,80%的旧沥青混合料得到再生利用,美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半。西欧国家也十分重视这项技术,联邦德国是最早将再生料应用于高速公路路面维修的国家。芬兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作。法国现在对再生技术的研究也颇为重视,在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中开始逐步推广应用这项技术。
我国对沥青路面材料的再生利用研究相对较晚,早期曾不同程度地利用废旧沥青料来修理一些轻交通道路,人行道或道路垫层,主要还是将其作为废料利用考虑。1983 年上海市政工程研究所为主,并组织相关单位承担了建设部"废旧沥青混合料再生利用"的研究项目。1991年6月我国了《热拌再生沥青路面施工及验收规程CJJ43-91》对原路面性能评价,再生剂的选择,施工工艺等方面阐述较少,不能很好的指导施工。我国从八十年代中后期开始进行大规模的公路建设,人力,物力的不足及对沥青再生技术不够重视,致使我国对这方面研究的深化与延伸基本处于停滞状态..而今一些高等级公路已陆陆续续进入了维修或改建期,废旧沥青混合料的再生利用已引起了有关部门的日益重视,但研究室比较零散地,到目前为止,都没有系统深入的进行沥青路面再生利用的研究,已有研究成果不足以指导今后大规模的旧沥青路面再生利用. 由于我国还没有完全掌握旧沥青路面的再生技术,也没有可供工程推广应用的沥青再生设备,这些为数巨大的旧沥青混凝土层翻挖后只能白白废弃掉,不仅浪费了资源,也对环境造成了严重的污染.因此,沥青路面再生问题的及早解决,已经迫在眉睫,亟待对沥青路面旧料再生技术进行系统,深入的研究。 当前沥青路面再生技术主要方向是沥青路面冷再生技术、沥青路面热再生技术、水泥混凝土路面再生技术、废旧橡胶粉筑路应用技术、聚合物改性水泥混凝土技术、机制砂混凝土技术等六项技术。
二、推广路面材料再生利用符合我省公路发展现状
推广路面材料再生利用符合我省公路发展现状。随着公路通车里程的不断增加,我省早期建成的等级公路陆续进入大、中修期,维修养护、翻修重建的任务越来越重。我省公路已经开始由以原来的建设为主进入建养并重的阶段。石油沥青作为不可再生资源其成本越来越高,砂石材料的成本也在日渐增高。根据我国公路网发展规划,2020年我国仅高速公路里程就将超过8.5万公里,路网总里程也将达到650万公里。按照沥青的设计寿命,每10年左右翻修一次,以路面平均宽度22米、翻修厚度10厘米计算,8.5万公里的高速公路网平均每年将产生接近5000万吨的旧混合料,如能加以利用,每年可节省材料费约100亿元。如果白白废弃,不仅浪费了资源,也会对环境造成严重污染。因此,我省必须大力推广路面再生应用技术,促使旧路面材料的循环利用。沥青路面再生技术的研究、推广和相关专用设备的开发对降低建设成本、保护生态环境以及我省的公路建设都有重要的意义。
三、路面材料再生利用技术推广是提升河南公路环保建设的关键
科技部也已经将路面材料再生利用技术,特别是沥青路面再生技术列入国家863计划,该类项目属于国家政策鼓励类项目,并享受国家税收减免政策。随着沥青路面再生应用技术的不断发展完善和标准规范的出台,符合循环经济模式的沥青路面再生技术将在以后的公路建设、养护工程中得到更加广泛的应用。
随着我省公路建设者的研究和实践,我省在路面材料再生利用方面面临的主要难点及对策包括:
(1)废料的变异性问题。废料的沥青含量、沥青老化程度以及集料级配的变异性较大,直接影响再生沥料的质量控制。建立质量即时监测和快速反应系统,进行细致而严格的管理控制,解决好废料变异性大的问题。
(2)再生料的拌和工艺。在不烧伤旧沥青的前提下,保证拌和温度并使新旧沥青均匀混合是技术关键。借鉴国外先进的再生沥青混合料拌和工艺,确保拌和设备和质量控制满足要求,下一步再开展设备的研发工作。
(3)再生料的配合比设计及其抗裂性能和耐久性能评价。再生沥料的抗裂性和耐久性是确保其性能不低于普通料的关键。配备必用的试验设备,解决混合料抗裂性能和耐久性能评价问题。
(4)再生剂的研制和使用。
四、政策环境对发展路面材料再生利用技术的影响
关键字:公路 税收 发展建议
早在18 世纪,亚当•斯密就在《国富论》中指出:“一切改良中,以交通改良为最有效。”世界各国的经济发展经验也都证明了完善的交通网络对促进经济发展是至关重要的。从美国的税收发展来作为我国公路税收发展的,我们借鉴其先进的税收体系,对于我国公路事业的发展有重大意义,对我国的经济发展也有深远的影响。
一、中美公路概况
自从1988 年10 月31 日我国第一条高速公路—沪嘉高速公路建成通车, 到2008 年, 我国高速公路建设已经走过20年历程。20年来, 我国高速公路里程从零的突破增至5.3万公里, 使我国主要公路运输通道交通紧张状况得到明显缓解, 长期存在的运输能力紧张状况得到明显改善。“十一五”期间, 交通部将着手组织实施国家高速公路网规划, 到2010年, 全国高速公路总里程将达到6.5 万公里; 到2020年, 基本建成国家高速公路网, 高速公路通车里程将达到10万公里。
美国是世界上较早建成全国性公路网的国家,其中9.1 万公里高速公路连接了全国所有5 万人口以上的城镇,形成了以州际为核心的横贯东西、纵穿南北的高速公路主骨架,占到了世界高速公路总里程的三分之一。美国公路的快速发展正是得益于其完善的公路税收体系。然而,近年来随着美国公路支出的不断增加,为了更好地满足公路的发展需求,美国在公路税收领域发生了许多重要变革。
二、中美公路税收制度的对比
1.我国公路税收制度
高速公路具有准公用物品的特性。税收的本质是人们享受国家(政府) 提供的公用物品而支付的价格费用, 若高速公路被看作是纯公用物品, 高速公路将由政府财政支出提供, 政府通过税收形式筹集资金。但高速公路同时又具有私人物品特性, 具有一定的排他性和竞争性, 并且高速公路可采取设置护栏、收费站的措施向享受服务的居民收费。目前世界各国收费通行与免费通行的高速公路并存, 在理论上看可以说是公用物品和私人物品性质的高速公路并存。施行高速公路免费通行的国家, 高速公路被看作纯公用物品, 纯公用物品的供给, 市场是失灵的, 只能由政府财政提供, 政府通过向居民征税来“收费” 。而如本文前段所述, 我国现有的税收制度筹集的财政收入, 已经面临着财政支出的压力, 无法为高速公路的供给提供足够的财政支持, 只能将高速公路交由市场供给, 政府通过制定价格机制以确保市场供给有效。而正由于政府保留确定价格的权利, 高速公路行业的供需关系、资源配置的效率不是由市场决定, 而是由政府选择的一系列政策决定。
毫无疑问, 我国快速发展的经济有着对高速公路的强烈需求, 从政府制定的高速公路发展规划中也能感受到政府对发展高速公路的迫切意愿, 然而高速公路行业的供需关系、资源配置的效率不是由市场决定, 因而政府选择的一系列制度安排能否确保高速公路行业发展愿景得以实现的关键。政府选择的直接的制度安排包括财政补贴、批准收费权及收费年限、制定收费价格, 间接的制度安排主要为税收制度。我国税收制度有强调收入功能的特性, 具体到高速公路行业也不例外, 虽然有部分税收优惠政策, 但优惠不够。
我国现有的税收制度, 增值税覆盖范围小,大部分的劳务被排除在增值税的征收范围之外, 并且抵扣链条不完善, 增加了高速公路行业的税负。高速公路自建设开始到通车以后, 要消耗大量的工程劳务, 而我国现有税收制度, 对该部分工程劳务计征营业税, 并且直接转嫁到高速公路行业的建设成本和营运成本, 而不能作为劳务使用者的高速公路的进项税额来抵扣其车辆通行费的营业税, 增加了高速公路的建设成本和维修成本, 对高速公路行业的发展, 高速公路通车后的路面维修, 都起到了一定的限制性的作用。
综上所述,我们目前的公路税收制度在一定程度上促进了公路事业的发展,但同时有很多问题存在,我国现处在社会主义市场经济完善时期的税制改革阶段,对于公路税收制度的发展要重视起来,才可以进一步促进我国经济的发展,为实现“三步走”伟大战略打下良好的基础。
2 美国公路税收制度
美国公路网络的发展得益于完善的公路融资体制和融资立法,自1956 年公路融资改革以来,美国政府先后出台了许多相关法案,通过运用法律手段对公路资金
的筹集、分配和使用进行了较为规范的管理,包括公路资金的来源、税种的选择和税率的大小、各投资主体的责任划分和具体出资比例的多少,都通过立法的形式做出了规定。长久以来,美国公路融资一直秉承着“使用者付费”的原则,公路项目的资金主要来源于使用者税。一方面依据“使用者付费”的原则,通过由车辆的使用者承担道路成本而达到为公路建设融资的目的;另一方面引导使用者的消费行为,通过设置和调整税目、税率来促使消费者对各种资源的合理使用,达到保护环境与节能减排的目的。美国公路使用者税的设计主要是针对车辆的购买、拥有及使用三个阶段进行征收的,主要包括来自机动车燃油税、车辆购置税、轮胎税以及初期设置的油税等。购车阶段,车主要办理各种手续以获得合法拥有权时所必须支付的税费,主要包括对货车、拖车、公共车辆以及摩托车征收的购置税;保有阶段,车主只要拥有汽车,无论是否使用,都必须按月或年交纳一定的费用,如重型车辆使用税;使用阶段,包括汽油、柴油、油、汽车轮胎及配件材料与易耗品的消费税、重量里程税等。美国公路采用的是公路建设专项基金制,联邦信托基金是由美国中央政府征收和管理,主要用于州际公路系统和主干道路建设养护的公路专项资金(从1983 年起信托基金的12% 左右会用于公共交通),其资金来源主要以消费税为主,其中燃油税所占比重较大。以1957 年为例,征收燃油税获得的收入占到了全部的89.4%。到了20世纪70 年代末80 年代初,美国公路资金严重不足,燃油税比例在1980 年下降到了57.8%。美国政府为了解决资金压力,于1982 年通过了《路上运输资助法》和1984 年的《亏损减免法》,两部法律提高了燃油税率,将汽油、柴油税的税率由原来的4 美分/加仑,提高到15 美分/加仑,很快燃油税比例在1985 年上升到76%,此后一直呈增长趋势,截止2005 年底,燃油税已经占到了该基金的86.1%。除去燃油税以外,货车、公车及拖车购置税位居第二,以2005 年计算,比例占到了9.1%,其它的超重货车使用税以及轮胎税分别占到了3.3%和1.5%。在美国的州级收入中,资金主要采取以下三种方式筹集,即道路使用者收入、州级普通税收以及发行公路债。
三、促进我国高速公路行业快速发展的税收政策建议
在我国经济体制转型过程中, 政府选择强调收入功能的税收制度安排是其内在的要求。由于制度选择的惯性, 我国高速公路行业税收制度没有给高速公路行业发展提供足够的税收优惠, 不利于解决我国经济社会高速发展同落后的交通运输之间的矛盾, 不利于实现我国高速公路网的宏伟蓝图。
1 弱化高速公路行业税收制度的收入目标
弱化高速公路行业税收制度的收入目标, 提供足够的税收优惠政策以确保高速公路又好又快地发展。我国政府应提供更宽松的税收制度环境, 以鼓励高速公路行业投资主体、资金来源的多元化发展, 促进我国高速公路发展和财政收入之间的良性循环, 以缓解我国财政支出压力, 确保高速公路又好又快地发展。
2.构建多环节的公路使用者税。借鉴国外公路税种设计,适当降低购置环节的税费,完善保有和使用环节的税种,从而构建起多税种的公路税收体系,增加政府财力,从而构建起多税种的公路税收体系,有利于加大政府对公路的投资力度。
3.合理设计公路税收的税率,降低我国在购买环节的相应税费,同时通过采用差别税率,如对大型车或高能耗车采取高税率,小型车或小排量车采取低税率,从而发挥其在车辆使用者的行为调节上的积极作用,达到节能减排的目的。
4.鉴于我国目前收费公路较多,必须探求建立一种收费标准的动态调整机制,从而能够及时调整使用者的通行费负担,提高消费者对收费公路的接受度。
总结:
[关键词]高速公路;供电照明;节能措施
中图分类号:U491.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0100-01
前言:伴随着我国高速公路规模越来越大,里程越来越长,如何降低高速公路期间运行能耗成为制约高速公路发展的重要问题。这一问题主要表现在运营过程中的电能消耗过高,高新节电设备容易损毁等。在高速公路开展节电运动与保障通路安全并不矛盾,我们应当力求既要提高高速公路通车安全性,又要节约其间用电能耗。因此,采用新技术实施高速公路节能改造刻不容缓。
1.高速公路节电过程中存在的问题
1.1 高速公路照明设备布置与调光控制不合理
近年来我国经济迅速发展,人民生活水平不断提高,随之而来的是对交通基础设施水平、交通便捷程度的追求。在这种大趋势下,公路里程的增长势在必行,近年来我国不断加快高速公路的基础设施建设,注重其安全性能、节能水平及路况设计等各方面。然而即使在这种情况下,我国高速公路运行过程中仍然存在许多的问题,公路照明与调光就是其中非常重要的、亟待解决的问题。当前我国高速公路在使用过程中存在着照明设备布置与调光控制不合理的问题。首先,我国高速公路使用过程中照明设备布置不合理,这主要表现在照明设备分布不均、照明设备损坏比例较大、未能根据各地段具体情况合理分布照明设施等。高速公路各不同路段之间由于具体情况不同,所需要的照明分布就不同,有些路段由于地形、光照等原因影响,其光线较好,就无需过多的照明投入,而有些路段光线较差,容易受到地形、天气影响,因此对照明设备的需求较大。然而我国高速公路现有的灯具照明分布非常不科学,存在着浪费与供给不足的现象。再者,我国照明设备损坏比例较大,很多地段光线微弱、甚至没有照明,严重影响了交通安全。最后,我国现有的科技水平无法做到合理的灯光管控,很多地段整晚灯火通明却少有车辆通过,而有些地段灯光暗淡,但交通压力较大,交通事故丛生。
1.2 高速公路节电规范化运作尚不完善,节电理念存在误区
我国部分地区受到国家“节电”号召,想尽办法从各个方面节约电能,其中就不乏有些省份采用减少公路照明的方式节约能源。具体而言,有些地区高速公路运营路段节电、用电运作尚不规范,节电理念存在误区。这主要体现在以下几个方面:首先,很多路段根本没有节电意识,也没有区分理念,整个路段一视同仁,完全不区分路段忙碌与否,整晚灯火通明,严重浪费电能。其次,各高速公路路段虽然强调节约能源,但其节电理念在某种程度上不够科学,存在很多误区。有些地区采用降低电压的方式来节约单位时间内的电能消耗,这样的方式虽然能够节约能源,但会导致灯光亮度不稳定,严重影响灯光效果与车辆的安全行驶。还有地方采用新科技灯具来节约资源,一方面我们无法确定新科技能够真的节约能源,另一方面新科技灯具往往价格高昂,需要较长的使用周期才能够收回灯具新增成本。最后,很多地方采取了分段提供照明的方式来节约能源,其会导致一部分路段有光线、一部分无光线,严重影响了交通的正常进行,增加了安全事故发生的可能性。再者,部分地区采用了分时间熄灯制度,在车流量较少的情况下会关闭相应路段的照明设备,达到节约资源的效果。
1.3 供电照明设备保养不及时,存在潜在安全风险
由于我国高速公路里程长,公路地形境况复杂多样,对于供电照明设备的保养维护压力非常大,很多路段的照明设备由于长期缺乏保养维护,其安全性、稳定性都受到了严重的影响。很多路段照明设备已经不再发生作用,部分地区的照明设备虽然还能够使用,但其光线忽强忽弱,还存在闪烁现象,非但没能为高速公路交通提供便利,还在一定程度上加剧了风险与事故的发生几率。部分负责照明设备维护的工作人员缺乏责任感,工作不负责,敷衍塞责极度应付,对很多路段的灯具都没能做到及时有效的维护与管理,这无疑加剧了相关路段出现问题的可能性。
2.解决相应问题的方法与措施
2.1 科学化布局,积极调整调光控制方式
首先要逐步提高照明设备布局的科学性与平衡性,在重点地段增强照明投入,在地广人稀的地段适当减少照明设备的投入,要加强基础设施的建设,合理布局,在提高行驶安全性能的同时,注重路况设计及节能技术水平。要区分化对待不同路段的具体情况,该使用暗光的地方使用暗光,反之则使用较强的光线提高公路交通的安全性。加强科学技术投入,充分利用先进科学技术水平带来的科学红利,调整灯框控制方式,争取做到车辆将要到达时,相关领域的照明设备能够及时工作,提供足够的光线保证交通安全。对不同路段日均车流量进行统计,对不同时段进行归纳总结,从中发现车辆通行规律,在车流量少的情况下自动控制照明设备熄灯节约资源,在车流量较大时自动控制照明设备长期稳定的提供照明,保障公路的交通安全。要进一步增强相关维护工作人员的责任心与专业技能,增强风险及问题的解决能力。
2.2 规范节电运作模式,创新安全节电理念
当前我国高速公路照明设备电力资源大量浪费的情况屡禁不止,已经形成了习惯,一方面是由于节电技术水平不足,受到了科技水平的制约。另一方面则是由于高效节能用电管理模式的缺乏。因此,一方面要不断的提高照明设备的科技附加值,使其更具现代化;另一方面,也要不断的创新节电运作模式,改变以往粗放型的用电方式。为此在管理层与决策层要积极决策,制定出相应的节电运作模式,提高相关工作人员的节电意识。
2.3 加强后勤保障,建立健全安全风险预防保障机制
后勤保障工作是一项辛苦繁琐的工作,其重要意义不言而喻,后勤保障没能做好就会使公路照明设备建设缺乏物质保障与服务保证。为了加强后勤保障,我们要努力提高后勤服务人员的素质、工作热情与积极性,要不断的强化后勤服务工作意识与水平,对实际工作过程要注意发现问题,总结经验。共同探讨如何应对电能消耗的大问题,要以服务保障为基础,以科学管理为手段,以提高效益为目的,积极探索新型的节电管理模式,要不断提高工作人员的专业技术水平与管理能力。提前确立安全风险预警机制,使工作部门在问题出现时能够及时解决,做到电能节约与保持照明的双向统一。
结语
p少高速公路照明过程中的电能消耗与提供安全稳定的照明之间并不矛盾,应当努力做到两者的统一。虽然当前我国高速公路照明系统中仍存在着诸多问题,但并不代表这其间没有解决的方法与手段。通过改善照明系统工作方式、创新照明工作理念能够使得高速公路照明用电量大幅度的降低。构建安全用电模式、创新节约用电模式是一条路上的两盏明灯,要充分利用这两者达到高速公路供电照明系统的稳定与发展。本文简要提出了当前存在的问题,并对应的提出了解决方法,希望能够切实有效的缓解当前的问题。
参考文献
关键词:高速公路;照明系统;设计方案
引言
当代社会,我国经济飞速发展,人们的生活水平不断提高。经济的发展以及人们生活水平的提高,使得人们已经不满足于自己所属地区的经济和设备条件,而且与其他地区互通有无是促进经济发展的重要方式,在此背景下,交通运输起到了十分重要的作用。虽然目前我国铁路、航空、海上运输等交通方式获得了广泛地应用,但是这些交通方式相比于公路运输,仍然存在一定的短板,如买票这一问题,限制了这些交通方式的应用。而公路运输,具有更加方便和简单的特点,不管是对于公共出行还是普通百姓的日常出行,都是很好的选择。由此可见,公路在人们生活和社会发展中的重要作用是不可替代的,人类自身发展和经济发展需求的满足都离不开高速公路这一连接性纽带。然而在高速公路建设中,照明系统是相当重要的。照明系统是否符合具体高速公路工程的实际状况,对高速公路的正常运行是至关重要的。只有根据高速公路的实际情况,设计技术合理可行、成本预算符合整个工程预算、控制方式符合实际情况、并且节能效率较高,符合可持续发展观的照明系统才是照明工程应该达到的目标。本论述以我国某高速公路的具体实际情况为例,从技术分析、成本、总体设计理念、照明设备选择节能和控制方式、供配电设备以及照明设备防雷接地保护等方面出发,对该高速公路拟采用的照明系统设计方案进行了比较。
1某高速公路的具体实际情况概述
本论述以我国某省的一个高速公路重点建设项目为背景,该高速公路项目所处的位置距离市中心较近,因此预计该高速公路建成后,将成为承载城市主要车辆的高速公路并且是交通要道。具体地,该高速公路项目设计为双向的六车道,设计的理论速度为110km/h,标准的道路基准宽度为35m,且在该项目中有10处互通的立交并且设有10个收费站以及1个隧道。根据以上高速公路的实际路况可知,照明系统整体设计的关键在于这10个互通的立交和10个收费广场以及隧道照明。
2高速公路照明系统设计总原则
高速公路照明系统的设计是一项专业性很高的工作,国际照明委员会出版了较多的著作,说明了公路照明系统设计的一些原则以及标准,我国也结合国内高速公路建设的实际情况,出台了一些相关的标准。总体来说,通常每一个高速公路照明系统的设计都应该符合“经济、合理、高效”的总设计原则。具体来说,公路照明系统的设计都应该遵照且符合以下几项总的设计原则:(1)首先要确保车辆的行车安全;(2)符合高效节能的环保理念,照明体系应根据实际情况采用节能灯具;(3)整个照明系统的控制方式要合理,做好相关的成本控制。
3高速公路照明系统设计方案比较
根据上述高速公路实际状况,全线照明成本较高,因此主要在立交桥、收费广场区域及隧道设置照明。
3.1立交区域的照明方案设计比较
立交区域在高速公路中非常常见。这样的路段相比于正常的平坦路段,起伏较大、迂回盘旋处较多,因此具有较多的盲区,这样的路段在夜间行车需要极好的照明条件。与此同时,由于这样的路段需要良好的照明,相对应地投资成本也就较大,所以在设计立交互通区域的照明系统时,既要保证该区域良好的照明条件,又要兼顾成本以及投资的合理性,二者要合理兼顾。具体有以下三种方案。方案一是在立交道路的路基段设置单侧的普通路灯,灯杆高为10m,单灯功率为135W;方案二是在立交道路的路基段设置普通路灯,立交互通区域的中间设置高杆照明;方案三是在各个互通立交分流会交点处设置高杆照明,单灯功率为12kW。这三个方案中,方案一符合成本控制的条件,但是照明效果不够理想;而方案二整体的照明效果是三者之中最好的,但是成本太高;方案三较方案一照明效果更好,可以良好地避免眩光,且照射面积较大,是最合理可行的一个照明设计方案。图1为城市中常见的高速路立交区域的路灯。
3.2收费广场的照明方案设计比较
收费广场是高速公路的重要组成部分,在夜间须具有良好的照明使得车辆能够在进入收费站时可以看清对应的收费窗口以及准确了解收费站的车辆情况。只有这样才能保证收费工作快速、有秩序地进行,避免发生车辆碰撞和拥堵事故。该区域的照明设计方案和比较见表1和表2所示。经过比较,收费广场通常情况下选择两边对称的排列方式进行收费广场照明灯具的合理布置,而具体是采用高杆照明还是低杆照明要根据路灯的具体安放位置和两种照明方式的特点来定。
3.3隧道的照明方案设计比较
通常情况下,隧道由于隧道顶的作用,除了隧道两端能够有较好的光照条件外,隧道内部缺少光照,各处都是黑暗的,并且有一些隧道不是直线型的,因此拐弯处的盲区将会比在正常路段盲区更大。并且当车辆驶入和驶离隧道时,车辆驾驶人的视觉会经过暗适应和亮适应两个过程。为使司机在隧道中具有良好的视觉效果,公路隧道要提供符合司机视觉生理要求的适应照明。根据以上所述隧道中的视觉特点以及结合目前的高速公路隧道照明系统的实际设计情况,通常情况下在隧道内设计照明系统时,可以有两种选择方案。方案一是直接采用专用隧道灯,并合理搭配高压钠灯;方案二是在隧道内安装荧光灯防水支架。对于方案一来说,通常用到的高压钠灯投资成本较低,并且具有长寿命以及照明效果好、维护方便等优点,但是这种灯具通常情况下达不到较高的安装高度,从而导致了照明时光亮的均匀度达不到隧道照明的要求,同时眩光指标较差;方案二采用的荧光灯防水支架光线柔和,但是成本较高。因此,通常情况下,使用隧道灯搭配高压钠灯即可以符合一般隧道的照明要求。图2为常见的高速路隧道路灯。
3.4其他条件的选择
除了结合高速公路立交桥、收费广场和隧道等具体实际情况来选择合适的照明系统之外,在公路其他地方设计照明系统时,首先要符合节能减排的科学理念,并且要合理选择适合的灯具和灯杆的高低、控制方式和供配电设备以及照明设备防雷接地保护等,充分合理地从实际情况出发,做好公路照明系统的设计和选择。
4结束语
良好的照明系统对于高速公路的建设和发展是相当重要的,对保证车辆在高速公路中安全、有秩序地行驶是必要的。我国对于照明系统标准的相关文件尚未出台,而如果对整条高速公路都设置照明,这无疑会加大能源的消耗,增大成本。因此,结合公路实际情况,在隧道、立交互通和收费广场处设置照明,是可行的。在这些特殊区域进行照明系统设计时,首先需要根据具体高速公路施工项目中这些特殊场合的实际需要,充分了解在什么地方设置怎样的灯具、选择什么样的控制方式,进而达到照明效果符合实际需要同时兼顾设计成本,切实做好高速公路照明工作,保证公路车辆行驶安全、舒适。
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