2023陜西科學(xué)技術(shù)獎項(xiàng)目公示

2023年度陜西省科學(xué)技術(shù)獎舉薦項(xiàng)目公示項(xiàng)目名稱 光纖照明技術(shù)在短隧道中應(yīng)用探討項(xiàng)目簡介：1、立項(xiàng)背景概述1.1存在的問題及立項(xiàng)目的我國公路隧道規(guī)模大，增速快，截止2023年底，全國公路隧道數(shù)量15181座，年照明運(yùn)營費(fèi)用達(dá)20億元，公路隧道運(yùn)營照明節(jié)能壓力大，接受新型節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品燃眉之急。短隧道由于司乘人員在隧道內(nèi)停留時(shí)間較短,在短隧道內(nèi)的行車平安重點(diǎn)要解決白天入口段明暗差大導(dǎo)致的視覺不適應(yīng)問題，即通常所說的“黑洞效應(yīng)”。由于隧道入口段的“黑洞效應(yīng)”程度與洞外太陽光強(qiáng)度有關(guān)，太陽光強(qiáng)越大，“黑洞效應(yīng)”越明顯，目前用于解決隧道入口段“黑洞效應(yīng)”的主要接受設(shè)置大功率加強(qiáng)照明的方式，并接受不同的限制方法實(shí)現(xiàn)其亮度變更與洞外亮度變更一樣。在LED節(jié)能型燈具已廣泛用于隧道基本照明以降低隧道照明能耗的前提下，隧道入口段的大功率加強(qiáng)照明已成為隧道照明節(jié)能的瓶頸所在，并且任何智能限制方式均無法實(shí)現(xiàn)入口段亮度與隧道洞外太陽光強(qiáng)度變更的實(shí)時(shí)一樣。接受太陽光光纖照明技術(shù)將洞外的太陽光干脆引至隧道照明，一來不需消耗傳統(tǒng)能源，二來完全可以實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)照明和洞外太陽光強(qiáng)度變更實(shí)時(shí)一樣，是一種純綠色環(huán)保的新型節(jié)能技術(shù)，有利于突破隧道照明節(jié)能的瓶頸。本項(xiàng)目通過以陜西省典型公路短隧道為依托工程進(jìn)行短隧道光纖照明技術(shù)探討，將光纖照明技術(shù)與隧道照明技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，開發(fā)一套公路隧道太陽光光纖照明系統(tǒng)，將隧道洞外的太陽光干脆導(dǎo)入隧道內(nèi)，以替代短隧道的電光照明，在保障行車平安的條件下充分節(jié)約能源。從而大幅度提高我國公路隧道照明節(jié)能減排設(shè)計(jì)技術(shù)水平，推動交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，起到達(dá)到降低能耗、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、構(gòu)建和諧社會的目的。通過探討，為短隧道公路照明提出接受太陽光光纖照明的技術(shù)應(yīng)用方案，以降低短隧道照明電力成本，替代長度不大于300nl短隧道的電光照明，解決不設(shè)電光照明的短隧道平安運(yùn)營問題。1.2立項(xiàng)時(shí)國內(nèi)外相關(guān)科技狀況目前，國內(nèi)外對太陽光光纖照明的應(yīng)用探討主要集中的一般建筑領(lǐng)域，較少考慮隧道工程這種大型工程，對太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用于隧道照明的適應(yīng)性條件和范圍探討不夠；對系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)的采光/導(dǎo)光性能提升探討不夠；亦未有將太陽光光纖照明應(yīng)用于隧道工程的方案探討。并且目前國內(nèi)外對于太陽光光纖照明系統(tǒng)所接受的采光部分均用菲涅耳透鏡，特有的多焦點(diǎn)系統(tǒng)使得主焦點(diǎn)處的聚光率不足50%,不行避開存在聚光效率低的問題；耦合部分無任何散熱部件，無法承受高光能下的聚焦熱量，只適用于低光能下的采光系統(tǒng)，一旦收集光能提高，系統(tǒng)的牢靠性會降低；而且全部太陽光光纖照明系統(tǒng)的尾燈均未進(jìn)行特地配光設(shè)計(jì),出射光均為圓形分布，不能滿足隧道矩形配光的照明需求。針對國內(nèi)外沒有針對性的太陽光光纖照明技術(shù)用于隧道照明方案的探討，也沒有特地太陽光光纖照明技術(shù)用于隧道的適應(yīng)性探討及結(jié)論。本項(xiàng)目的立項(xiàng)及探討可以填補(bǔ)國內(nèi)外在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白，為公路隧道照明節(jié)能減排供應(yīng)一種新技術(shù)應(yīng)用的解決方案。2、主要技術(shù)內(nèi)容(1)從太陽光光纖照明技術(shù)的原理動身，對公路隧道太陽光光纖照明系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行探討(包括太陽光采光、傳輸和出射各組成部分)，并對核心部件進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，形成一種完全不同于電光照明的隧道綠色照明技術(shù)。(2)公路隧道接受太陽光光纖照明技術(shù)的適用條件、適用范圍以及短隧道接受太陽光光纖照明技術(shù)的應(yīng)用方式。(3)結(jié)合太陽光光纖照明技術(shù)的試驗(yàn)室應(yīng)用效果和依托工程實(shí)際狀況，進(jìn)行太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用于短隧道的方案探討，重點(diǎn)考慮太陽光干脆照明解決短隧道入口段視覺不適應(yīng)性問題，并形成工程應(yīng)用指南。3、申請專利狀況三項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)專利(1)《一種集LED照明與太陽光光纖照明于一體的隧道照明尾燈》(2)《基于自由曲面結(jié)構(gòu)的濾波型陽光采集器》(3)《基于智能限制技術(shù)的隧道照明標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法》4、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)探討成果研制了適用于隧道照明的太陽光光纖照明系統(tǒng)，開發(fā)了提升太陽光利用率的核心關(guān)鍵技術(shù)，提高了太陽光能利用率，一旦推廣應(yīng)用可以大幅降低公路隧道照明運(yùn)營費(fèi)用，在全壽命周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)照明費(fèi)用達(dá)40%以上。(2)探討成果實(shí)現(xiàn)了一種完全不用消耗傳統(tǒng)能源的綠色照明方式，針對本項(xiàng)目所對應(yīng)的單座短隧道每年可以節(jié)約13.36噸標(biāo)準(zhǔn)煤，削減33.3噸二氧化碳或9.09噸碳排放，一旦該技術(shù)推廣應(yīng)用，可以為公路交通節(jié)能減排起到主動的促進(jìn)作用。(3)探討成果形成了太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用于短隧道的技術(shù)指南，首次編制了《陜西省短隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用指南》，促進(jìn)了我國公路隧道照明節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，具有顯著的社會效益。(4)本項(xiàng)目探討成果已逐步指導(dǎo)應(yīng)用高速公路隧道的照明節(jié)能技術(shù)探討與實(shí)踐，提出的短隧道入口段基于視覺適應(yīng)性的太陽光光纖照明方式和與電光照明相結(jié)合的照明方式已為同類工程借鑒，成果將進(jìn)一步指導(dǎo)和服務(wù)公路隧道節(jié)能減排技術(shù)的推廣，對我國公路交通節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展具有特別重要的實(shí)際意義，能夠產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。5、應(yīng)用推廣及效益狀況項(xiàng)目探討成果對短隧道實(shí)現(xiàn)一種不接受電光照明的自然光照明工程供應(yīng)了有利的技術(shù)支撐，相關(guān)探討成果形成產(chǎn)品并在實(shí)體隧道應(yīng)用。提出的太陽光光纖照明技術(shù)綜合了不同短隧道線形及長度實(shí)行的節(jié)能減排技術(shù)，探討成果已用于指導(dǎo)國內(nèi)部分工程的節(jié)能減排實(shí)踐。探討成果還對貴州省高速公路隧道節(jié)能減排起到了很好的支撐作用，如貴州省務(wù)正高速龍泉寺隧道的照明節(jié)能。探討成果還指導(dǎo)了太陽光纖照明系統(tǒng)的開發(fā)，探討成果轉(zhuǎn)化為詳細(xì)產(chǎn)品。開發(fā)的太陽光光纖照明技術(shù)正在被交通部列為公路建設(shè)領(lǐng)域重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)。依托本項(xiàng)目開發(fā)的太陽光光纖采光系統(tǒng)和光纖尾燈，已形成產(chǎn)業(yè)化，取得干脆經(jīng)濟(jì)效益500多萬元。本項(xiàng)目形成的多項(xiàng)專有技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)外太陽光干脆照明在公路交通領(lǐng)域應(yīng)用的空白，對綠色交通的發(fā)展具有主動的推動作用，經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益顯著，在國內(nèi)外具有廣袤的產(chǎn)業(yè)化前景，可以得到大量推廣應(yīng)用。排序主要完成人狀況姓名行政職務(wù)技術(shù)職稱完成單位工作單位對本項(xiàng)目主要學(xué)術(shù)和技術(shù)創(chuàng)建性貢獻(xiàn)1宋彬處長助理高級工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司主要全面負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項(xiàng)目的探討工作，審定探討大綱和探討內(nèi)容，負(fù)責(zé)實(shí)施依托工程，審定探討報(bào)告等。2史玲娜無副探討員招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司課題技術(shù)負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的技術(shù)探討，進(jìn)行太陽光光纖照明技術(shù)的優(yōu)化開發(fā)、制定太陽光光纖照明技術(shù)的應(yīng)用方案，編寫技術(shù)報(bào)告和應(yīng)用指南。3盧世杰副處長高級工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體框架的制定，指導(dǎo)探討內(nèi)容和總體技術(shù)路途及探討方法。協(xié)調(diào)項(xiàng)目實(shí)施過程中的相關(guān)協(xié)調(diào)問題。4雷甲無工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的探討報(bào)告資料審核，幫助開展項(xiàng)目的組織與評審。5王濤收費(fèi)科副科長高級工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司主要負(fù)責(zé)太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、整理。6涂耘分院院長探討員招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司幫助制定探討大綱、總體框架、探討內(nèi)容、總體技術(shù)路途及探討方法等。負(fù)責(zé)太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)、幫助開展太陽光光纖照明系統(tǒng)尾燈的開發(fā)、短隧道太陽光照明方案的制定。7陳祎無工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司本人自項(xiàng)目立項(xiàng)至實(shí)施結(jié)束，全過程參加該項(xiàng)目，為項(xiàng)目的策劃實(shí)施及驗(yàn)收發(fā)揮了確定的作用，提出了一些針對性的建議和方案，確保本課題得以順當(dāng)實(shí)施。8吳迪無工程師陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司參加本項(xiàng)目前期立項(xiàng)、評審及合同簽訂工作，以及現(xiàn)場施工管理。9王小軍分院副總工高級工程師招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)隧道照明節(jié)能技術(shù)的探討，負(fù)責(zé)太陽光光纖照明在隧道中應(yīng)用方案的制定。10彭超無工程師招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)太陽光光纖照明技術(shù)的現(xiàn)場試驗(yàn)與測試，負(fù)責(zé)太陽光光纖照明技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的分析與探討。完成人合作關(guān)系說明：本項(xiàng)目完成人共10位，其中宋彬/I、盧世杰/3、雷甲/4、王濤/5、陳祎/7、吳迪/8隸屬于第一完成單位陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司，史玲娜/2、涂耘/6、王小軍/9、彭超/10隸屬于其次完成單位招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司。各完成單位依托工程擔(dān)當(dāng)陜西省交通科研項(xiàng)目“光纖照明技術(shù)在短隧道中應(yīng)用探討(編號：13-29K)”開展合作探討，相關(guān)完成人間的合作形式包括共同立項(xiàng)，共同科技成果等,是集科研項(xiàng)目聯(lián)合攻關(guān)，人才培育于一體的長期、深度合作。.排序主要完成單位及對本項(xiàng)目的貢獻(xiàn)1陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司作為本項(xiàng)目擔(dān)當(dāng)探討單位,對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的主要貢獻(xiàn)有：（1）全面組織項(xiàng)目資料收集、總體方案制定、專家論證和工程應(yīng)用探討。確定了項(xiàng)目總體探討構(gòu)架，確定了主要探討路途，和技術(shù)實(shí)施單位一起對太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用于短隧道的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深化探討，通過和技術(shù)實(shí)施單位的緊密合作，完成了項(xiàng)目探討支配和總體目標(biāo)。（2）作為項(xiàng)目工程的依托單位，總體負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項(xiàng)目組織和技術(shù)探討及評審的協(xié)調(diào)工作，對項(xiàng)目的探討方案進(jìn)行審核，建立了太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用于短隧道的可行性方案。（3）依據(jù)項(xiàng)目實(shí)施要求，對工程現(xiàn)場和數(shù)據(jù)進(jìn)行勘測和收集，幫助技術(shù)實(shí)施單位進(jìn)行太陽光光纖照明技術(shù)經(jīng)性的探討和分析。（4）對項(xiàng)目實(shí)施過程中的探討大綱、實(shí)施方案和探討報(bào)告進(jìn)行指導(dǎo)，并指導(dǎo)完成了科技成果在實(shí)體工程的應(yīng)用，協(xié)調(diào)各部門完成項(xiàng)目的結(jié)題驗(yàn)收。2招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司作為本項(xiàng)目技術(shù)擔(dān)當(dāng)單位,對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的主要貢獻(xiàn)有：（1）負(fù)責(zé)組織編制項(xiàng)目的技術(shù)路途、探討大綱、中間成果，并組織大綱及中間成果的評審，與擔(dān)當(dāng)單位溝通溝通，協(xié)調(diào)探討成果的應(yīng)用。（2）負(fù)責(zé)進(jìn)行項(xiàng)目技術(shù)調(diào)研和總結(jié)，開展項(xiàng)目核心關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)方案的制定。（3）開展了探討成果應(yīng)用的試驗(yàn)測試，完成了太陽光光纖照明技術(shù)用于短隧道的經(jīng)濟(jì)性分析，提出了符合視覺適應(yīng)性的短隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用方案。（4）完成了課題探討成果的總結(jié)，并編寫了探討報(bào)告，完成了《陜西省短隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用指南》的編寫。（5）負(fù)責(zé)完成了項(xiàng)目的結(jié)題和驗(yàn)收工作。完成單位合作關(guān)系說明陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司作為本項(xiàng)目擔(dān)當(dāng)探討單位：全面負(fù)責(zé)探討經(jīng)費(fèi)籌措；項(xiàng)目申報(bào);探討大綱制定；全面組織協(xié)調(diào)項(xiàng)目的探討工作；主持項(xiàng)目的實(shí)施。為項(xiàng)目的參加單位供應(yīng)詳細(xì)的工程技術(shù)方案、技術(shù)措施、技術(shù)要求；參加探討報(bào)告編制，組織項(xiàng)目鑒定。招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司為項(xiàng)目的合作單位：主要負(fù)責(zé)組織編制項(xiàng)目的技術(shù)路途、中間成果的評審，與擔(dān)當(dāng)單位溝通溝通，協(xié)調(diào)探討成果的應(yīng)用；負(fù)責(zé)進(jìn)行項(xiàng)目技術(shù)調(diào)研和總結(jié)，開展項(xiàng)目核心關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)方案的制定；開展了探討成果應(yīng)用的試驗(yàn)測試，完成了太陽光光纖照明技術(shù)用于短隧道的經(jīng)濟(jì)性分析，提出了符合視覺適應(yīng)性的短隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用方案；完成了課題探討成果的總結(jié)，并編寫了探討報(bào)告，完成了《陜西省短隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用指南》的編寫?？陀^評價(jià)：（1）陜西省交通廳科學(xué)技術(shù)成果鑒定看法：1）研發(fā)了高收集率的自由曲面透鏡陽光采集器，太陽光收集率可達(dá)80%。2）研發(fā)了太陽光光纖耦合端頭，解決了三合一傳輸系統(tǒng)耦合端高溫散熱技術(shù)難題。3）研發(fā)了適用于公路隧道的集太陽光和LED照明于一體的尾燈。項(xiàng)目申請了獨(dú)創(chuàng)專利三項(xiàng)，形成了《陜西省公路短隧道光纖照明應(yīng)用指南》，發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇，取得的社會經(jīng)濟(jì)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣袤，探討成果達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。（2）教化部科技查新工作站（L02）太陽光光纖照明系統(tǒng)作為一種環(huán)保節(jié)能照明系統(tǒng)，已經(jīng)在國內(nèi)外許多場所得到關(guān)注和應(yīng)用，但其在隧道照明中的應(yīng)用探討較少。在檢索結(jié)果中，據(jù)本項(xiàng)目查新點(diǎn)與在檢索范圍內(nèi)文獻(xiàn)檢索結(jié)果的對比分析結(jié)論如下：1）有類似太陽光光纖照明技術(shù)在公路隧道中的應(yīng)用的文獻(xiàn)報(bào)道，未見“基于視覺適應(yīng)性的太陽光光纖照明在短隧道的應(yīng)用方案”的文獻(xiàn)報(bào)道；2）有“陽光采集器”的文獻(xiàn)報(bào)道，未見“隧道專用太陽光采集器”的文獻(xiàn)報(bào)道；3）未見隧道專用光纖照明尾燈的文獻(xiàn)報(bào)道；4）未見隧道太陽光光纖照明與電光照明節(jié)能經(jīng)濟(jì)性對比的文獻(xiàn)報(bào)道；5）未見《公路短隧道光纖照明應(yīng)用指南》的文獻(xiàn)報(bào)道。主要論文專著書目： 一L短隧道接受太陽光光纖照明技術(shù)的優(yōu)勢分析。盧世杰；史玲娜；涂耘；王小軍.基于視覺適應(yīng)性的公路隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用探討。李松；史玲娜；涂耘；張恒；王小軍；安文娟.太陽光光纖照明在隧道中應(yīng)用的可行性分析工羅亨俊；史玲娜；涂耘；王小軍.太陽光光纖照明在短隧道中的應(yīng)用方案探討。史玲娜；涂耘；王小軍.隧道入口段太陽光干脆照明的光能分析。劉興茂；史玲娜；涂耘；王小軍主要學(xué)問產(chǎn)權(quán)書目1）《一種集LED照明與太陽光光纖照明于一體的隧道照明尾燈》。史玲娜；涂耘；張恒；王小軍；李松；楊少晨；陳建忠2）《基于自由曲面結(jié)構(gòu)的濾波型陽光采集器》。史玲娜；涂耘；王小軍；楊少晨；陳曉利；陳大飛3）《基于智能限制技術(shù)的隧道照明標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法》。涂耘；史玲娜；王小軍；安文娟；陳曉利報(bào)獎知情同意證明:知情同意證明項(xiàng)目名稱光纖照明技術(shù)在短隧道中應(yīng)用研究主要完成人宋彬、史玲娜、盧世杰、雷甲、王濤、涂耘、陳祎、吳迪、王小軍、彭超論文名稱未列入項(xiàng)目主要完成人的論文（專著）作者簽名短隧道采用太陽光光纖照明技術(shù)的優(yōu)勢分析無/基于視覺適應(yīng)性的公路隧道太陽光光纖照明技術(shù)應(yīng)用研究無/太陽光光纖照明在隧道中應(yīng)用的可行性分析無/太陽光光纖照明在短