智慧路燈在城市道路照明中的應(yīng)用

王云

山東省青島萊西市亮化管理處 山東青島 266600

1 我國路燈照明存在的問題

1.1 重形象、輕科學(xué)規(guī)劃

路燈是城市的形象標(biāo)志之一，當(dāng)前很多城市在路燈照明系統(tǒng)工程建設(shè)都過于追求城市形象和亮度，對路燈系統(tǒng)的科學(xué)分析論證不足，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，整個城市路燈系統(tǒng)分散另算，沒有主次之分。這種規(guī)劃方式不僅浪費(fèi)了能源，還達(dá)不到良好的照明效果。

1.2 重景觀、輕功能照明

通過對多個路燈照明工程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在城市照明系統(tǒng)中，夜景照明實際占整個城市照明系統(tǒng)的比例較大，功能性照明所占的比重較小，比如道路、橋梁、隧道等，屬于功能性照明，對人們的日常生活和生產(chǎn)活動影響較大。而景觀照明和功能照明系統(tǒng)之間的比例分配不當(dāng)，也反映出城市照明工程重景觀、輕功能照明的問題。

1.3 照明亮度超標(biāo)

照明亮度是反映照明系統(tǒng)水平的一個重要參數(shù)指標(biāo)，照明亮度控制在合適的范圍之內(nèi)，可以實現(xiàn)資源的充分利用，還能產(chǎn)生良好的照明效果。但是有的城市過于追求城市形象，盲目追求照明亮度，導(dǎo)致照明亮度平均值高于國家規(guī)定的平均標(biāo)準(zhǔn)，造成電能資源浪費(fèi)，而且還會產(chǎn)生照明眩光、光污染等問題，照明系統(tǒng)的負(fù)面效應(yīng)比較突出。

2 智慧路燈技術(shù)原理

智能路燈管理系統(tǒng)軟件渠道是智能路燈的中心，是路燈監(jiān)控、調(diào)度、運(yùn)維數(shù)據(jù)管理的中心渠道。該系統(tǒng)能夠經(jīng)過地圖對路燈進(jìn)行快速定位和管理，包括設(shè)置單個路燈或一組路燈的調(diào)度策略，查詢路燈的狀況和歷史，實時改動路燈的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，供給各種路燈報表。該渠道實現(xiàn)了監(jiān)控管理、數(shù)據(jù)計算、信息查詢、參數(shù)裝備和用戶管理等功能在路燈系統(tǒng)中，能夠?qū)γ總€集中器和每個節(jié)點操控器進(jìn)行操控。操作界面能實時顯現(xiàn)集中器和單燈的狀況，實現(xiàn)單點操控、群控和播送操控的操控策略；系統(tǒng)供給地理信息系統(tǒng)（GIS）定位，對每個路燈進(jìn)行定位并在地圖上顯現(xiàn)，在地圖上開關(guān)路燈，極大地便利了路燈的管理；它能主動檢測是否有車輛經(jīng)過路段，并依據(jù)狀況主動調(diào)理路燈的照明亮度。它能夠調(diào)理光線、經(jīng)緯度（日落時刻）。計算進(jìn)站車輛數(shù)量和節(jié)能率，達(dá)到節(jié)能作用；

當(dāng)路燈或路燈系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，系統(tǒng)會立即主動報警。業(yè)務(wù)系統(tǒng)依據(jù)報警信息類型，經(jīng)過短信、郵件等方法提示業(yè)務(wù)系統(tǒng)；用戶無需到現(xiàn)場即可了解路燈的耗電量和功率因數(shù)，包括實時耗電量數(shù)據(jù)查詢和歷史耗電量數(shù)據(jù)查詢，并可在系統(tǒng)中添加、修正和刪去電能表；用戶能夠經(jīng)過操作電腦、手機(jī)和平板電腦上的客戶端軟件來管理照明。移動操控終端具有單燈操控和故障定位功能，便利維修人員維修路燈和進(jìn)行移動管理。

3 智慧路燈的設(shè)置方位及子系統(tǒng)裝備

3.1 智慧路燈的設(shè)置方位

為了與智能路燈比較事故路段和故障路段的交通狀況，在上述路段調(diào)整仿真模型的駕駛員決議計劃形式，智能路燈裝置LED開釋屏，以便駕駛員了解前方的路況，提前做出決議計劃。

調(diào)整決議計劃形式后，經(jīng)過比照裝置LED開釋屏前后的排隊長度和擁堵狀況，能夠得出以上路段裝置智能路燈后交通環(huán)境杰出的結(jié)論。依據(jù)仿真結(jié)果，主張在上述區(qū)域設(shè)置智能路燈，以改善高速公路的交通環(huán)境。為降低本工程建設(shè)本錢，主張在其他路段選用普通路燈替代智能路燈進(jìn)行功能照明。

3.2 智能路燈子系統(tǒng)裝備

（1）無線Wi-Fi子系統(tǒng)便利百姓，無需考慮路段交通狀況。主張依據(jù)實踐交通流量，將其設(shè)置在行人密集區(qū)，如接近商業(yè)區(qū)或大型平交道口的智能路燈。

（2）充電樁子系統(tǒng)是一個便利的子設(shè)備，不需求考慮路段的交通狀況。主張依據(jù)需求設(shè)置在泊車不影響交通的區(qū)域，如地上輔路泊車位鄰近的智能路燈。

（3）安全監(jiān)控子系統(tǒng)是道路信息采集的首要手法。主張依據(jù)模仿結(jié)果在高速公路上事故多發(fā)、擁堵多發(fā)的方位設(shè)置智能路燈，以便第一時刻獲取道路信息。

（4）環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)首要用于搜集周邊氣候信息。

（5）緊迫報警子系統(tǒng)首要用于手動報警，主張在事故多發(fā)、擁堵多發(fā)、行人密集區(qū)設(shè)置智能路燈作為輔佐信息采集手法。

（6）Led顯現(xiàn)屏是信息發(fā)布的首要設(shè)備。一般能顯現(xiàn)前方路況、事故狀況及產(chǎn)生事故時的相應(yīng)預(yù)案。主張將智能路燈設(shè)置在事故多發(fā)、擁堵的方位，并在事故多發(fā)方位前方設(shè)置泊車視距。事件播送是信息發(fā)布的輔佐設(shè)備，主張設(shè)置方位與LED發(fā)布屏相同。泊車視距是駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物時需求停車的最短間隔，其計算公式為:

St=S1+S2+S0=（u1×t/3.6）+u12/（254×φ2）+S0

式中：S1為駕駛員反應(yīng)時間內(nèi)的行駛距離；S2為制動開始至車輛完全停止的行駛距離（制動距離）；S0為安全距離（5-10m）；t為駕駛員反應(yīng)時間，一般為2.5s；φ2為路面與路面之間的縱向摩擦系數(shù)輪胎；U1是行駛速度，通常是道路設(shè)計速度。

3.3 采用自動控制系統(tǒng)，智能控制

目前在選擇照明控制系統(tǒng)時，應(yīng)選擇性價比合理的照明控制系統(tǒng)?？梢砸M(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，在城市路燈中采用多種城市路燈控制系統(tǒng)。然而，在不同地區(qū)城市照明的背景下，應(yīng)根據(jù)城市照明的基本需求，選擇更合適的照明控制系統(tǒng)。合理規(guī)劃路燈的開關(guān)時間，并根據(jù)不同地區(qū)的位置和季節(jié)變化自動調(diào)整。智能控制可以更好地控制城市道路照明，主要利用計算機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)，合理控制路燈，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前，集中控制系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。路燈集中控制系統(tǒng)有自動和手動兩種形式。手動模式適用于路燈的安裝和維護(hù)。自動控制主要控制路燈各回路開關(guān)，采用微機(jī)與時間控制相結(jié)合的方法，路燈管理采用統(tǒng)一模式。另外，在車燈內(nèi)部，可以安裝固定的調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)車燈，在一定程度上減少了用電。分布式路燈控制系統(tǒng)可以在該系統(tǒng)上增加一個遠(yuǎn)程單燈智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以兼容多種光源，起到重要的控制和調(diào)節(jié)作用。

4 結(jié)語

根據(jù)仿真結(jié)果，設(shè)計規(guī)劃單位可以合理規(guī)劃智能路燈的位置和子系統(tǒng)配置，可以有效降低智能路燈工程的建設(shè)成本，提高智能路燈的使用效率，促進(jìn)城市快速路智能交通的發(fā)展。