现阶段,我国高速公路建设正处于不断快速发展当中,高速公路长度也在逐年增加,路网愈加完善。公路隧道由于具有克服恶劣地形、缩短公路里程等优势,被广泛应用在公路建设中。随着隧道数量的不断增多导致隧道运营能耗的增多,其中隧道照明系统是运营最主要的开销之一,而高速公路隧道照明常常存在过度照明的情况,这既浪费电能,又增加隧道运营成本,影响行车安全。因此研究如何在不影响驾驶员安全行驶的前提下,尽可能的实现节能具有重大意义和价值。(1)针对隧道灯具进行节能分析。首先分析了隧道常见灯具的特性,对比现阶段常用的隧道灯具高压钠灯与新兴灯源LED灯之间的差别,并分析在同等条件下使用两种不同灯具的经济效益,然后分析了隧道的不同控制方式,最后分析了逆光照明的原理,阐述其在隧道中使用的优势,并对照明倾角进行分析探讨。(2)针对明视觉不适用于隧道中间段的问题。首先分析由于隧道的特殊结构带来的视觉特征的不同,从而引出中间视觉的概念并分析了常见的几种中间视觉模型,然后以MES2模型为基础,经过数学推导分析得出中间视觉与明视觉的优化数学模型。最后建立隧道模型,采用DIAlux照明设计软件进行仿真。(3)本章首先根据细则对隧道进行分段,然后对隧道照明系统进行总体设计,并进行分层控制,包括主控制器、调光控制器、LED控制器的三级控制。同时选择RS485和DALI作为各级之间的通信方式。以能见度、车速、车流量、洞外亮度四个参数作为混合粒子群优化神经网络控制算法的输入参数进行调光处理,经算法推算得出照明光源的输出功率。最后对比算法控制方法于传统控制算法的节能效果。(4)针对系统中的控制单元进行设计和探讨。首先完成对系统架构的搭建,然后针对主控制器完成采集装置的合理筛选和确定,对包括主控芯片、通信模块进行选型工作和电路设计。然后对调光控制器的DALI电平转换模块进行分析设计。最后对于LED控制器的DALI信号转换模块和LED驱动电源模块进行分析设计。