摘要：基于智慧城市的节能系统是新时代技术的产物。利用大数据和物联网技术打造的城市照明系统为智慧城市、智能城市建设添加新活力，是智慧城市建设由数据信息技术从虚拟数字空间走向真实物理世界的重要阶梯，未来前景与影响力不可估量。
关键词：智慧城市；节能照明；管理系统
1路灯照明主要能耗分析
目前市政道路照明路灯常用的有金属卤化物灯、高压汞灯和高压钠灯等，与之配套的电气设备包括电感镇流器、触发器和补偿电容等。这些配套设备本身存在着一定的损耗，特别是电感镇流器，其一是本身功率因数低，虽然经过电容补偿提高了功率因数，但随着时间推移电容值下降，损耗会逐渐增大。其二是电感镇流器自身的功耗是光源的20%左右，存在着损耗。另外，路灯照明消耗能源还主要存在以下几个方面：（1）光源本身功率的损耗。（2）供电线路本身的损耗。（3）夜半时分供电电压升高，电感镇流器输出功率增大造成的能源消耗。
2城市道路照明节能设计的系统思考
城市道路照明的节能设计必须严格遵循国家行业规范及相关标准，在进行节能设计前必须全面落实前期准备工作。首先，节能设计前应进行实地勘察，掌握城市道路的形式、路面的反射率、平剖度、道路交通设计等，明确区分城市主干道和支路，仔细推算交通流量及行车速度，特别是道路交叉点。其次，应充分考虑道路周围情况、地区气象条件等。再次，节能设计图纸必须反复推敲、综合评估，一旦发现有设备选用不当等问题，必须及时调整或更换，确保设计图纸合理、可行性强、无任何问题和遗漏后，方可施工。
3智慧照明系统简介
智慧照明，就是通过应用新一代信息技术（internet／intarnet、物联网、Zigbee、3G／4G）和无线GPRS／CDMA通信技术等，实现对照明灯具的远程集中控制与管理，具有根据车／人流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升照明管理水平，节省运维成本的新兴照明模式。
4智慧照明系统构成和功能
4．1基本组成和工作方式
智慧照明分为四层架构：云处理中心，通讯层，感知层，控制执行层。
（1）监控中心：建立基础GIS和基础数据库；接受和归档来自远程的路灯工作状态数据；方便快捷生成各种管理报表；提供丰富的智慧控制策略实现“按需照明”；通过电脑、手机或平板电脑远程遥控和巡视。（2）通讯层：采用3G无线网络、互联网，将道路智慧照明控制系统的监控中心、控制装置RTU和路灯控制器联系在一起。通讯层是遥感、遥测、遥控的基础，是高效可靠的信息通道。
（3）感知层：感知道路实时路况、环境信息智慧，及时反馈信息给云处理中心。
（4）控制执行层：采用微控制技术、Zigbee通讯技术实现道路控制点的自动采集、智能控制和道路单灯调光控制。
4．2主要硬件和功能
4.2.1集中控制器
集中控制器做为控制的中继部分，接收监控中心指令，控制单双灯及节点工作方式，采集信息发送到监控中心。
4.2.2单双灯控制器
单双灯控制器为智慧照明控制系统终端设备，接收集中控制器及节点控制器指令，控制路灯工作方式，反馈路灯数据信息到集中控制器。
4.2.3节点控制器
节点控制器接收传感器采集的车流量信息，控制单双灯控制器进行工作。
（1）自动照度控制：在检测到附近有人员活动时，自动的按照设定的照度，控制关联的单灯控制器进行功率调节，以提高路面的照度。
（2）在人员离开该区域后n分钟后（时间可设置），照度自动恢复到原来的级别，以节约能耗。
4.2.4传感器网络模板
本模块旨在解决常规路灯在各种条件下无法达到人们预期工作效果，通过多功能的传感器实现对温度、光照、烟雾、湿度准确的捕捉，达到在各种条件下的智能工作。通过GPS全球定位，实现突发事件的高效准确定位。通过云端可以将采集的数据进行分析统计，实现精细化管理以及节约资源，低碳环保的功能。其主要由人车检测传感器、人车检测传感器、雨水传感器、能见度传感器等四大传感器组成。
5应用前景
5.1经济效益分析
5.1.1智慧照明改造前能耗计算
某城市经济技术开发区实施两条道路路灯情况表如表1所示。
表1
根据该市日升日落全年统计计算得出该市路灯平均开灯时间为11小时／天，则得出能耗分析如下表2所示：
表2
该市路灯照明电价按1元／度计算，则由表3可知智慧照明改造前年电费费用为：264990度×1元／度＝264990元≈26．5万元。
5.1.2智慧照明改造后能耗计算
由表3可知进行智慧照明改造后管理节能达到58％。由表3可知，进行智慧照明系统改造后年电费费用为（具体数据以合同计算为准）：111295．8度×1元／度＝111295．8元≈11万元。5．1．3智慧照明改造后经济效益分析由5．1．1与5．1．2可知智慧照明改造后年节省电费费用为：26．5万元－11万元＝15．5万元。
表3
5.2社会效益分析
根据计量标准，节约一度电，相当于节省了0．327kg煤的能耗和4升水。同时还减少了0．96kgCO2和0．03kgSO2的排放；使用1000度电的“碳足迹”是960kg，需要栽种2．6棵树进行“碳中和”。由此得出每年数据如表4所示：
表4
结束语
在智慧城市的建设浪潮中，“互联网＋交通”处于排头兵位置，然而，没有数据之间的互相打通融合，形成了局域网孤岛。基于太阳能路灯控制器的智慧照明系统就是大数据应用和传统的太阳能LED路灯相结合的物联网产物。利用以计算机技术、通信技术和传感技术等新兴技术为主要特点的物联网技术和大数据应用来解决城市道路照明管理问题，具有智慧照明、节能环保、技术创新、大数据控制的优点，为未来智慧城市的建设起积极作用。
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[4]舒浩皓.城市路灯照明节能技术分析[J].科技风，2016，20：3.
论文作者:余波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/24
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