陆英
（南阳市市政管理处，河南，南阳，473000）
【摘 要】在提高我国城市道路照明质量的前提下，要对城市道路照明采取节能设计，提升城市道路照明质量，同时，更好地响应国家节能减排的号召。节约能源是加速我国经济发展的一项重要政策，希望城市道路照明设计部门的各级领导和设计人员能高度重视。有效推广和合理采用节能高效产品，采用高效电光源、灯具和先进控制方式，尽量在不增加或少增加投资的前提下取得显著的节电效果，设计出技术先进、节能高效的城市道路照明优良工程。本文主要分析了城市道路照明的主要控制方式，探讨了城市道路照明的节能措施。
【关键词】城市道路；照明；控制方式；节能
随着绿色照明工程的不断推进。城市道路照明的节能越来越被人们所重视，各大中城市对各种节能措施进行了探索和实践，也取得一定的效果。但节能的关键是不断提高道路照明的科技含量，使用最有效的照明装置，优化照明控制，最终达到按需照明。
一、城市道路照明的主要控制方式
进入20 世纪以后，不论是技术上、应用上还是在经济上都有着飞速的发展，路灯照明控制系统也不再仅仅局限于城市道路的集中监控，已发展成为集城市照明控制、城市照明管理维护、城市照明管理对照明设施的管理分析、城市各个相关部门的快速联动等为一体的综合性城市照明无线监控管理系统。
1．电力线载波。Power Line Carrier (PLC) 电力线载波简称PLC 技术，就是运用PLC技术实现信息传递的通信方式统称。该技术是指通过已有电力线将路灯照明系统连成智能照明系统，在电力线上加载不同信号；使用PLC 特点进行各种信号传输；通过电力线调制解调器的使用，能把不同信号分离出来，把各种不同信号传送到各个不同设备中。最大特点是不需要重新架设网络；只要有电线，就能进行数据传递。同时节省电能、并能延长灯具寿命以及降低运行维护成本。完整的PLC 技术LED 路灯控制系统，包括主站控制中心（服务器）、基站（集中）控制器、路灯（单灯）控制器，实现基站控制器与路灯网络之间通讯过程的协议软件。当前基于PLC 技术的城市道路照明智能控制系统一般是通过GPRS/CDMA 传输和PLC 技术结合的方案来实现的，本文试验段案例正是采用GPRS/CDMA 传输和PLC 技术结合的方案达成，见图所示。
2．城市道路照明设计中最普遍采用的是常规照明方式。首先需要根据道路级别确定道路照明标准、灯具和光源；然后选择不同布置方式进行计算照明指标；最后选择最优方案。以下几点经验可以大大简化和优化城市道路照明设计：
（1）布灯方式的初步选择：如果路宽W≤灯高h 时采用单侧布灯方式；如果路宽W=1-1.5h时采用双侧交错布灯方式；如果路宽W>1.5h时采用双侧相对布灯方式；在两侧有建筑物墙面且非常窄的街道的特殊情况下，可以采用中间悬吊布灯方式；如果道路中间有中央隔离带且隔离带较窄时可以采用中央双挑布灯；如果道路中间有中央隔离带且隔离带较宽时可以采用双排双侧相对布灯方式。
（2）灯具安装高度及功率的初步选择：根据路宽的不同，主要道路一般采用250-400W高压钠灯灯具，灯杆高度8-12m。一般道路采用100-250W高压钠灯或者LED灯具，灯高6-10m。灯具安装高度越高，眩光越小，亮度均匀度越好，灯距可更宽，但灯具安装高度越高也会降低光源的利用率，所以灯距一般为30-50m。
二、城市道路照明的节能措施
城市道路照明设计与节能的方法有很多种，从节点效果来看，合理地进行城市道路照明设计、合理选择光源、有效控制城市路灯设计、降低照明线路损耗和定期进行路灯维护都是比较有效的措施。
1．科学合理地选择城市道路光源。合理进行节约电能的照明用具与光源的选择，这是节能问题的重要环节，进行照明用具的选择时，要选择能耗低、经济性强、维护费用低的设备，在确保照明用具发光效率高的前提下，尽量保证照明用具的显色性与光色性好，合理使用照明用具，延长其使用寿命。同时，对配套设施的选择也要合理，选择与气体放电配套的镇流器，保证启动设备的性能。选择合理的灯具和光源能够最大限度节约电能，如果选择不当，则会造成大量的电能损耗，有的电能损失可以高达30%-40%，由此可见，合理的光能与灯具的选择至关重要。目前应用比较广泛的LED 灯具有较强的发光效率和使用寿命，相比于白炽灯而言，能够节约高达80% 的能耗。同时，LED灯具有良好的节能效果，而且光通维持性好，技术性能比较稳定，除了前期的更换费用，后期的使用成本与维护成本比较低，现在各行各业被广泛应用，尤其在城市道路照明中已经得到普及与推广。
2．合理设置路灯开关。进行城市道路路灯控制开关的设置，要确保控制开关方便、安全合理，无论是时钟自控还是光电自控以及微机控制，都要保证开关的时间准确，这是保证路灯使用方便与安全节能的基础。例如，某城市装灯容量到13年年底统计为700kV，如果控制开关的时间不规范，提前开启或者延迟关闭都会浪费能源，以每天提前或者延迟5s来计算，一年将会浪费2180kV电量。在城市道路控制开关设计时，可以采用自动时间控制开关，当夜深时车辆以及行人稀少时，可以选择性熄灭部分开关，可以间隔熄灭，照度适当降低些，对于道路照明并没有太大影响，也能够节约电能。在部分老城区或者老路段受当时经济水平的制约，在路灯安装时考虑得不是很全面，存在大量浪费能源的情况，对于这些路段可以加装节能装置，加装节能装置的路段能节能20%左右。此外，在部分电压波动较大的地段，当道路照明设备较少时，电压升高也会带来能源浪费，为此可以增加稳压器控制电源电压来实现电源稳定，也能够实现节能的目的。
3．新光源和照明控制系统。在国外，以及国内的小部分小区，采用了这样一种控制方式进行节能，这种方式就是非常精细的控制。下面介绍一下其基本理念。在车流和人流较少的区域里，路灯的控制完全由往来的人流或车流控制，在道路上设置监测点，当监测到人或车经过时，路灯会在人或车的到来前逐盏点亮，并在人或车经过后依次关闭。这种控制方式最大的优点是最为节能。这在以前是无法完成的，因为对光源提出了较高的要求，能频繁开启和瞬间燃亮，常规的高压钠灯不具备这种要求，随着LED光源、无极灯、节能灯等光源产品的发展，目前的光源已经可以实现这种设想。在城市道路照明中，这种控制方式也可以采用更加“模糊”的控制，可以监测车流量和人流量，根据流量变化来调节灯具功率的输出，以适应不同道路模式下的照度要求。
三、发展趋势
城市道路照明智能控制随着相关产业技术高速发展，已经打破传统道路照明的观念，城市道路照明智能控制的发展主要趋势为：标准化、网络化。
1．标准化。标准化是城市道路照明系统的发展趋势，照明控制系统使用的相关设备非常多，因此尽快起草智能照明控制系统设备的标准化是非常迫在眉睫的事情。城市道路照明控制系统就要考虑到产品兼容控制的问题，统一的平台则能很好地兼顾各方利益，减少因产品不兼容而造成的浪费与不必要的消耗。因此各种厂家的照明控制系统、单灯控制系统及相关内部设备的相互兼容是智能照明发展的趋势。
2．网络化。照明控制系统离不开通信介质的选择，其中ZigBee就是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。由于技术的不断更新发展，网络化的新形态—物联网已经开始运用在城市道路照明系统控制中，物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面，是一种聚合性、系统性的创新应用与发展，也因此才被称为是信息技术的第三次革命性创新。因此，道路照明智能控制的通信介质也会迎来新的发展趋势，将会使数据传递更快、构架方便灵活、安全无干扰、兼容性好，更便于对照明系统的集中管理。
自开放改革以来，我国城市市政建设不断发展，新道路及其照明工程与日俱增。路灯增加和城市道路照明工程趋向大型化。促使节能高效的新光源、新灯具、新材料大大发展，有些已经代替了老产品，对道路照明设计、施工、控制系统、运行监控、维护和节能等提出严格要求。城市路灯照明工程既要质量好，又要节约投资及维护费用低。其实城市路灯照明质量和节能问题，早已引起政府的高度重视，国家建设部和发改委已专门就我国城市路灯节电问题采取了措施，并发出了通知，明确强调城市道路照明建设应在高效健康的“绿色照明”方向发展，努力抓好城市道路照明质量和节能两项重要工作，并希望能引起全社会的广泛关注，共同节约国家资。
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论文作者:陆英
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年7月供稿
论文发表时间:2015/11/10
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