城市道路交通智能照明燈的設計與應用

馮智磊

貴州電子信息職業(yè)技術學院，貴州 黔東南 556000

0 引言

智能照明燈是城市道路交通照明系統(tǒng)中的重要組成部分。傳統(tǒng)的路燈設計通常采用高壓鈉燈，需要鋪設十分復雜的供電線路，而且整個系統(tǒng)要耗費大量電力資源，照明光效較低。對此，如何才能設計出高效、環(huán)保、節(jié)能的道路交通照明系統(tǒng)對于城市建設來說有著重要意義。

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種生態(tài)能源得到了一定程度上的開發(fā)，在這種背景下，太陽能作為一種新型綠色能源也得到了廣泛應用。將太陽能應用到道路交通智能照明燈中受到了人們的高度重視，無須鋪架更多線路，也能發(fā)揮出傳統(tǒng)高壓鈉燈所不具備的優(yōu)勢。對此必須予以高度重視，結(jié)合實際情況做好新時期道路交通智能照明燈的設計與優(yōu)化，充分發(fā)揮出其積極作用，使其能夠得到更好的應用與發(fā)展。

1 城市道路交通智能照明燈的發(fā)展概述

近年來我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，城市道路交通照明設施得到了快速發(fā)展，照明光源發(fā)生了很大的改變，從傳統(tǒng)的汞燈變成了LED燈。尤其是最近幾年，信息技術廣泛應用，人們構(gòu)建了以信息軟件為核心的道路交通智能照明系統(tǒng)一體化平臺，將通信功能、電力功能和公共服務功能等全部融入其中，作為構(gòu)建智慧城市的關鍵手段和途徑。城市道路交通照明系統(tǒng)中的LED燈有著高質(zhì)量、高效率的照明特點，而且光濃度分布十分準確而均勻，具有良好的顯色性，帶有無極調(diào)光功能，能夠根據(jù)實際需要進行多樣化的調(diào)節(jié)，從而獲得良好的節(jié)能效果，相較于傳統(tǒng)的汞燈來說極具優(yōu)勢[1]。

2 城市道路交通智能照明燈的應用現(xiàn)狀

通過分析當前的道路交通智能照明系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的分組控制已經(jīng)無法滿足當下城市建設和社會發(fā)展的需求?？偩€控制雖然控制精度較高，但線路安排過于復雜，因此安全性較差，而且需要投入大量的維護成本，故不能實現(xiàn)大規(guī)模應用；立足于無線網(wǎng)絡構(gòu)建的照明系統(tǒng)會受到信號穩(wěn)定性的影響，因此必須保證通信技術和網(wǎng)絡技術全面覆蓋之后才能全面推廣和使用，但結(jié)合我國目前的實際情況來看，一些地區(qū)明顯不具備這個條件。

隨著近年來我國科技的不斷發(fā)展，在道路交通智能照明燈中所涉及的相關技術也在不斷改變，技術水平逐年提升，有效彌補了多個缺點，立足于物聯(lián)網(wǎng)基礎的單燈照明控制系統(tǒng)便是典型的代表。設計此系統(tǒng)的過程中，需要應用到LED技術，整體上安裝簡單快速、可靠性較高，而且可以保證穩(wěn)定的信號傳輸，是最適合我國城市道路交通建設發(fā)展的一種照明系統(tǒng)設計方式。該系統(tǒng)建立在物聯(lián)網(wǎng)基礎上，集控制中心、終端控制器、通信設備、網(wǎng)絡技術、計算機控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術為一體，可以有效保證城市道路交通智能照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、模塊化、智能化、程序化發(fā)展。這一系統(tǒng)的應用和設計，不僅可以有效控制樓體亮化系統(tǒng)、景觀亮化系統(tǒng)和管理路燈系統(tǒng)的正常運行，同時可以起到一定的裝飾性作用。由于具備調(diào)節(jié)色溫和亮度的功能，其既能夠保證符合現(xiàn)行的照明標準，也能保證擁有穩(wěn)定的燈源，根據(jù)時間、空間和地點的具體環(huán)境來提供可以滿足人們需求的亮度，這也是在未來的一段時間里，我國城市道路交通智能照明系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。隨著通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，智能照明燈在我國道路交通中將會得到更為廣泛的應用[2]。

3 城市道路交通智能照明燈的基本結(jié)構(gòu)

3.1 LED單燈

對于當前的城市道路交通照明系統(tǒng)來說，照明光源主要以LED燈為主，不但照明效果良好，而且能發(fā)揮出一定的裝飾性作用，其顏色艷麗多彩，可以組合成很多極具審美性的裝飾圖案。傳統(tǒng)路燈照明不但干線長，而且線路損耗較大；LED燈則正好相反，整體上電能消耗較低，同時具有高光效的特點，相較于傳統(tǒng)路燈，燈耗僅為30%～40%。除此之外，LED燈也具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢，不僅使用壽命較長，還可以有效節(jié)省投資和維護成本，也能夠在一定程度上減少城市輕工業(yè)污染，不需要進行過多的人工操作。

3.2 智能照明管理平臺

在城市道路交通智能照明系統(tǒng)中，智能照明管理平臺發(fā)揮著重要作用，也是該照明系統(tǒng)功能控制中心，是保證整個系統(tǒng)實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行的重要基礎。該系統(tǒng)是建立在用戶標準基礎上的，系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以實時進行更新與完善，并對產(chǎn)生的照明數(shù)據(jù)進行分析與管理。同時這一平臺具有很多其他功能，包括故障報警、能源管理、狀態(tài)監(jiān)控、訂單管理等，這些功能的存在，為城市道路交通智能照明系統(tǒng)的應用提供了有力的技術支持[3]。

4 城市道路交通智能照明系統(tǒng)的設計與應用

4.1 系統(tǒng)設計

（1）在城市道路交通智能照明系統(tǒng)的設計過程中，需要利用控制器將獨立的路燈匯集至接入層，將其與集中控制器連接在一起，利用網(wǎng)絡技術將實時信息傳入管理中線。服務器的部署主要由控制中心機房來實施，利用相應的計算機軟件管理和控制所連接的路燈，以此發(fā)揮出調(diào)光調(diào)色、故障診斷、開啟關閉等功能。在這一過程中，人們也可以利用移動終端來對照明系統(tǒng)進行控制與管理。

（2）常見的LED模組主要有兩種不同的規(guī)格，第一種規(guī)格符合CSA標準，這種模組符合市場基本要求，而且整體的互換性較好；第二種規(guī)格符合CQC標準，也可以稱之為光引擎模組，整體上的使用效率較高，對于使用環(huán)境并沒有更高的要求。

（3）在城市道路交通照明智能系統(tǒng)中，系統(tǒng)架構(gòu)設計環(huán)節(jié)占據(jù)重要位置，主要涉及四個部分的內(nèi)容，分別是感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層。對于系統(tǒng)的照明控制，主要是將PLC作為核心，然后在此基礎上明確燈桿的位置，隨后將多媒體設備、環(huán)境監(jiān)測設備、應急報警設備和安防設備等不同的智能感知設備融合在一起，以此來打造一個完整的智能燈網(wǎng)系統(tǒng)。

（4）對于智能照明系統(tǒng)的設計來說，軟件的開發(fā)也十分重要，主要發(fā)揮著控制平臺界面的作用,可以對照明系統(tǒng)管理平臺中的安防模塊、充電樁、信息發(fā)布系統(tǒng)等每個功能模塊進行查詢與管理，其不但具有一定的開放性，而且擁有系統(tǒng)平臺融合性特點，可以有效增強智能照明系統(tǒng)的適應能力，從而讓路燈照明系統(tǒng)真正意義上實現(xiàn)智能化、現(xiàn)代化。除此之外，也需要結(jié)合實際情況建立一個開放性的拓展性整體構(gòu)架，以此促進智能系統(tǒng)和各個管理平臺之間的互通互聯(lián)[4]。

4.2 系統(tǒng)應用

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，眼下LED技術在各個行業(yè)中都得到了廣泛應用，其相關控制技術也越發(fā)成熟。在城市道路交通智能照明系統(tǒng)中LED技術發(fā)揮著重要作用，不僅使照明功效提升，同時功能也變得更加豐富。從最近幾年的社會發(fā)展中可以看出，城市道路交通智能照明燈在各大商業(yè)街區(qū)停車場以及城市主要線路中都得到了廣泛應用，過程中借助PLC、NB-IOT、Lora、ZigBee、Wi-Fi、藍牙等技術對城市內(nèi)部的所有路燈系統(tǒng)都展開了實時監(jiān)控和管理，可根據(jù)實際需要調(diào)整亮度、控制開關，在人們的衣食住行方面提供了有力服務。在北方寒冷的冬天，可以通過遠程控制調(diào)節(jié)燈光色溫，將其嚴格控制在2 700～3 000 K范圍內(nèi)；在炎熱的夏季，也可以通過遠程控制來調(diào)節(jié)與日光比較接近的色溫，嚴格控制在4 500～5 000 K。除此之外，也可以運用路燈智能控制系統(tǒng)來控制一些多媒體設備，從而為人們提供實時的無線網(wǎng)絡和通信服務。城市道路交通智能照明系統(tǒng)有效省去了人力的操作，通過智慧照明監(jiān)控系統(tǒng)，可以根據(jù)不同季節(jié)的日出、日落時間和每天的光照強度對路燈系統(tǒng)進行控制和調(diào)節(jié)，還可以根據(jù)監(jiān)測到的人流、車流情況來減少過度照明問題，不僅減少了資源的浪費，同時達到了節(jié)能減排的效果[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，文章結(jié)合當前我國道路交通建設的實際情況探討了智能照明燈的設計與應用及其相關發(fā)展。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，信息技術在各行各業(yè)的應用變得十分普及，人們生活質(zhì)量在不斷提升，城市道路交通智能照明燈的設計與優(yōu)化也受到了人們的高度重視，在很多地區(qū)都得到了廣泛的應用和普及，在為城市道路交通照明系統(tǒng)提供技術支持的基礎上，有效促進了我國城市的良好建設與發(fā)展，相信在未來的日子里，將會更好地造福社會。