道路照明制度(6篇)
道路照明制度篇1
关键词：隧道照明；灯具；调光
中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：
隧道照明与一般的道路照明不同，隧道白天也需要照明，而且白天的照明与洞口外亮度紧密相关，所以更复杂，照明效果的好坏与灯具、照明控制紧密相关。隧道照明应根据隧道的使用特点进行照明设计。本文以四川某高速公路隧道为例简要介绍隧道照明设计
1）隧道照明标准确定方案
本隧道设计车速按照80km/h，洞口净空高度7米，单向交通量近期（2022年）为511辆/小时，远期（2034年）为1327辆/小时
由于隧道尚未建设，根据四川地区高速公路隧道设计经验洞外亮度L20初步按照3000cd/m2考虑，隧道主体工程完成后，通过实测洞口环境亮度，优化照明亮度布置。
根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999，隧道照明设入口段加强照明、过渡段加强照明、出口段加强照明、基本照明、应急照明和洞外引路照明。
2）照明灯具选择
光源选择
隧道照明可采用高压钠灯光源、LED光源进行比较。
根据以上比较：高压钠灯具有价格低、穿透烟雾性能好的特点可在高速隧道多汽车尾气烟雾环境提高照明的诱导性和照明效果，有利于交通运行。但高压钠灯启动性能不好，显色性差，不利于事物的辨认和应急启动。LED灯具有启动性能好，显色性好的特点但穿雾能力差，价格较高，LED由于芯片的品质和封住散热问题，稳定性能一般。因此，综合考虑照明性能、使用功能和投资运行成本，本工程隧道使用混光照明，以高压钠灯为主，LED为辅。即加强照明、基本照明采用高压钠灯，应急照明、横通道照明采用LED灯，应急停车带照明采用高压钠灯和led灯混合安装。应急照明通过EPS供电，正常状态开启，提高隧道高压钠灯照明的显色性和舒适性，正常照明故障时，LED灯瞬时再启动确保交通安全。应急停车带人员操作作业可能，采用两种光源混光照明提高作业面照度和分辨率。
3）灯具布置方案
4）隧道照明调光和控制
隧道照明调光
本工程根据洞外亮度和交通量变化采用分级调整入口段、过渡段、出口段的照明亮度及中间段的亮度。根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999白天亮度调整表：
隧道加强照明分为4级控制，根据不同的环境亮度开闭隧道灯，基本照明分类两级根据交通量预测近期交通量较小夜晚采用减光控制。
隧道照明控制
隧道内的照明控制是根据隧道照明设计中所确定的照明区段、不同时段不同气候条件下的照明要求，控制各个照明回路的开关，从而达到既满足隧道的照明亮度要求，又节省能源的目的，其控制方式大致分为手动控制、分时段时序控制方式和根据洞内外的亮度值自动控制照明回路的全自动控制方式三种。
A.手动控制方式由人工根据不同的时段及天气情况而开关不同的照明配电回路；
B.分段时序控制方式是根据一天中不同的时段而开启(闭合)相应的照明回路；
C.隧道照明的自动控制方式则是利用光强检测器分别采集隧道内外的亮度参数，经过对比处理后，由计算机系统自动控制各个照明回路的开关，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。
③横通道照明控制
车行横通道照明设照明控制箱，车行通道卷帘门两侧设手动开闭门开关，照明灯具可手动开启、隧道控制器远程开启和与隧道门联动开启工作方式。人行通道照明开关设于人行通道门外侧，开关具有手动开启和红外感应开启功能。
④隧道照明配电
隧道照明按照晴天、云天、阴天、重阴天、夜间和深夜等不同的控制要求设置不同的供电线路，隧道加强照明和隧道基本照明均采用链串式配电接线方式。隧道照明电缆敷设在隧道两侧上部的电缆桥架内，除应急照明供电线缆外，其余照明回路供电线缆均采用阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。隧道应急照明由EPS电源供电，电缆采用耐火交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。隧道洞口外设有引路路灯照明。路灯供电电缆采用铠装电缆直埋敷设，过路穿钢管保护。
5）照明预留预埋
a.隧道照明用配电箱洞室
配电箱上、下部侧墙内分别预埋金属软管，电缆沟内的供电电缆从金属软管向上进入配电箱进行供电，配电后配电电缆从金属软管上桥架，对设备供电，同时一部分电缆通过隧道顶部预埋金属软管进入另一侧向本侧照明设备供电。
b.隧道横洞照明预埋工程
由于横洞照明电缆引自隧道应急照明配电回路,所以设置金属软管过拱顶金属软管，引至应急照明侧，为方便电缆穿线，设接线盒；
引入横洞的电缆在横洞拱顶内预埋金属软管并预留接线盒，方便横洞灯具接线；
横洞洞口侧壁预埋金属软管，连接电缆沟和横洞，方便连接照明控制线。
c.在洞内变电站洞室附近的左侧强电沟与右侧弱电沟互联，以及贯穿横洞的金属软管。
6）小结
隧道照明是运营成本的重要组成部分。在隧道照明中，隧道出入口的照明更是隧道基本照明的几十倍，能耗和运营成本相当大。隧道照明的亮度应根据洞外亮度进行调节，这样在节约资源的同时对照明效果也不会有明显的影响。目前，隧道照明应用处于传统光源和LED分享照明市场的状态，随着LED技术的不断发展，光效逐渐提升，价格也在明显下降，LED隧道照明的技术、经济、社会和环保效益将与日俱增。
隧道照明安装时由于隧道内的电缆较多与其他供电系统的交叉如风机供电、隧道内监控设施等电缆，应统筹考虑，总体安排合理，避免出现现场施工混凝土要浇筑，而预埋的管线和设备尚未定位的情况，各个专业之间需联系紧密，避免重复工作。
参考文献：
中华人民共和国交通部.《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）
《照明设计手册》（第二版），姚佳伟主编，中国电力出版社，2006.12.
道路照明制度篇2
关键词：公路隧道；LED照明；智能监控系统
中图分类号：U45文献标识码：A
1目前公路隧道照明现状
我国目前的隧道照明监控系统总体来说技术还比较落后，大多数地区还在使用传统的控制方式，通过时控开关或直接按排人员手动操作来实现灯的开关。传统方式在实际应用中面临以下问题：实现功能比较单一，只有开关灯控制，无法自动调节灯的亮度；亮灯率比较模糊，具体多少盏灯故障、故障率情况及影响交通程度等都无从反应；只能对灯进行集中控制，无法对每盏灯进行节能控制，在白天进行故障检修时，无故障的灯也需同时开启，严重浪费资源。落后的控制方式已远远不能满足现代化管理和节能的需求。作为公路管理部门迫切需要一种现代化的管理系统平台，使其管理效率提高的同时降低运行成本。隧道照明智能监控系统正是基于此而提出的。
2隧道照明远程智能监控系统的定义及意义
2.1隧道照明远程智能监控系统的定义
隧道照明智能监控是一种能控制某一回路灯的开关、调光、数据采集以及故障判断等功能，便于管理单位进行实时管理的系统。
2.2隧道照明远程智能监控系统的意义
提高管理部门形象。监控每路光源的工作状况和输出功率，监测失效光源并报告位置，减少人员的巡查，减少对管理部门的投诉，从而进一步提高管理部门的形象。
增强应急能力。系统具有定时控制和人工控制等多种方式，在特殊的天气情况下能通过人工控制实现应急调度功能。增加照度控制功能，可实现点、线组合式的节能控制，节能效果好。
增加安全防范功能，智能监控系统可以实现快速故障灯具的处理及灯具的预维护，以免灯故障而引发交通事故。
3隧道照明远程智能监控系统
3.1系统组成
3.1.1整体框架
图1为本次隧道照明远程智能监控系统的结构框图。采用这样的系统，能够为公路管理机构带来节能和节省维护成本的效果，同时也能够提高服务质量，并提升公共安全。
3.1.2系统组成
单灯节能监控系统主要包括以下几部分：
（1）隧道照明控制箱：
（2）信号通信控制器：
（3）光控模块：
（4）车检模块：
（5）电源节能模块：
（6）监控软件：
3.2工作原理
3.2.1硬件系统
隧道照明控制箱是该系统的核心设备，整个系统要完成的功能全部由这个设备完成。隧道照明控制箱，还可以通过gprs与网络连接，实现远程监控。信号通信控制器是实现只能开关灯和通信调光的设备，设备也分为节点通信模块和状态控制模块。光控模块是采集周围自然光的关照度。车检模块是检测是否有车辆进入隧道。电源节能模块是调光通信中的一个重要模块，保证调光信号的质量。监控软件对于中心所管理的总控制服务器发来的数据进行过滤、汇集并记录到SQL数据库中。可以在软件信息查询栏中查到相应的信息，查询后可导出报表。采集到的数据，为用户提供有意义的、专门针对灯应用的界面，实现了用户对所管理隧道路灯系统的监测和控制。
3.2.2工作原理
隧道照明分晴天、阴天和夜间等多种控制工况，按回路实现分级自动控制（保留手动控制），在隧道外安装自然光照度检测传感器，实时将采集的光照度传送到变电站主控装置，主控装置根据当前隧道外的照度自动调整LED灯调光控制器，使隧道内LED灯具的照度和隧道外自然光照度相匹配。
（1）车辆检测。隧道两端安装有车辆检测装置，实时检测过往隧道的车辆，当系统工作在白昼模式下，当隧道内有车过往时，LED灯照度自动匹配隧道外自然光照度提供照明，当无车时则降功率照明，此手段有效的提高了隧道灯具照明的利用率。
（2）夜间节能模式。当系统时间进入夜间节能时间段时，则停止车辆检测功能，隧道灯具以固定功率降压工作，从而进一步提升节能效果。
（3）无级调控。LED采用可调恒流电源来驱动，可在0～100%范围内调整，因此可实现无极调光功能，在相应的工况下，光源不会满负荷运行，使光源得到了充分的“休息”，不仅能延长灯具的寿命，同时还降低光衰。
（4）回路循环切换。根据系统时间、白昼、黑夜的时间段设定和工作线路设定，系统将自动循环隔日切换照明工作线路，有效的延长灯具使用寿命并降低额外耗电。
4隧道照明远程智能监控系统应用
浙江省文成县位于浙江南部山区，俗称“八山一水一分田”，境内隧道颇多，本次改造的330省道瑞东线的上岙岭座隧道照明设施，原建于2004年，是二级（收费）公路隧道，宽10米，长分别为1105米，采用传统HID高压钠灯照明，自2008年底费改税改革变更为非收费公路以来，由于线路老化等原因导致隧道照明效果差，上述隧道曾多次发生交通事故，为保障行车安全，急需改造。经多年积极争取，在各级公路交通主管部门的大力支持下，上岙岭隧道照明设施列为节能减排项目，安装了智能监控系统并对照明设施进行LED灯节能改造。LED灯属于第四代新型光源，LED与传统光源在发光形态上最大的区别在于LED发出的光线是定向的，光源的光已经得到了“整形”（称光源配光或一次配光），整形后的光通量就是它的出射光通，也就是说，从LED发出的大部分光线就能直接射向被照面，得到充分利用，利用的比例远高于传统的光源。而对于传统光源来说，从发光体发出的光线，都向空间的四面八方发散出去，部分光线可以直接利用，许多光线只能间接利用（通过发射器后才利用），光源光线的利用率自然比较低。
现将两种光源相关数据进行比较（见表1）。
从上表可以看出，高压钠灯与LED灯各有千秋，各有各的特色。但综合考虑其照明效果、节约能源的角度，且国家积极推广LED等节能灯具，因此本次改造采用LED灯。由于目前隧道LED灯照明及监控系统刚改造完成，上述相关数据目前无法正确评价，下步我们将本次改造项目与类似长度且采用高压钠灯照明的隧道进行灯具使用寿命、光衰、可靠性、维护成本、照明效果、节约电费等方面数据对比，全方位综合考评与总结。
但本次隧道改造无疑是成功的，远程智能监控系统做到了分晴天、阴天和夜间等多种控制工况，按回路实现分级自动控制，安装自然光照度检测传感器，实时将采集的光照度通过主控装置自动调整LED灯照度，使隧道内LED灯具的照度和隧道外自然光照度相匹配。通过车辆检测、夜间节能模式、无级调控、回路循环切换功能正常启用，目前单从高压钠灯与LED灯功率上就能达到年节约电能约11.3万度，用电省且照明效果好，行车安全感得到较大提升，得到社会各界好评，盛赞其为“亮丽文成”添砖加瓦。
参考文献
[1]朱磊.公路隧道LED照明节能控制研究[D].西安：长安大学，2011.
道路照明制度篇3
【关键词】物联网;道路照明;单灯控制;
一、物联网技术概况
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网依托三项关键技术即传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术实现大数据云计算。物联网应用于现代化城市照明工程领域的实现方法是依托传感器技术，射频标签技术及嵌入式系统技术实现对路灯的智能管理。
二、物联网照明控制系统的组成
物联网单灯控制技术实现对路灯照明的智能控制，精细控制。该控制系统需要四部分组成：前端传感器、每盏灯杆内的单灯执行终端、各箱变内分布的智能控制器及监控中心的物联网单灯监控软件系统。
（一）前端传感器
道路现场设置天气传感器采集天气数据，设置车辆检测器采集车流量数据，通过照度检测器采集照度数据，通过经纬度检测器监测当地经纬度数据，可将数据上传至前置服务器和数据中心。
（二）单灯执行终端
位于每座灯杆接线室内，由CPU主板、通讯接口板和信息采集部件等部分组成，执行每座路灯的开停、调光及电气参数的监测。
（三）智能控制器
包含控制芯片、通讯接口板、功率变换控制器等部件，通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、470/868无线通讯技术实现对全网每一个路灯的开停控制调光控制运行状况监测，智能控制器是物联网智能照明系统的底层设备，也是关键的网关类设备，它主要功能是实现路灯节点的自动组网，接收并存储来自远程计算机系统的照明控制与管理策略，并按策略对所有组网的路灯进行开灯、关灯、调光、电能采集、故障上报等。
（四）物联网单灯监控软件系统
包含计算机系统、无线数传电台和辅助设备等，监控中心与智能控制器之间采用无线通讯的方式连接，而执行终端与路灯前端控制器之间可以采用有线通讯或扩频电力载波通讯方式连接。运营管理部门可根据实际情况制定路灯控制策略，可综合前端传感器采集的数据，如车流量信息、天气信息、照度信息制定最优化的路灯控制策略，并通过大数据及云计算技术科学分析不同日期不同时间段的交通状况，对所有路段的路灯进行针对性的控制。
智能控制器通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、470/868无线通讯技术实现对每座路灯的检测及控制。借助强大GPRS/CDMA移动通讯网络，监控中心可根据将车流量、自然光照度等信息，可自动或手动向单灯控制器发送询问或控制指令，完成对任一区域、任一线路、任一灯位的监测和控制，可对每一个终端实现远程控制、远程调光、远程监视、远程实时动态管理四大方面的功能。
物联网智能照明系统可实现自定义各种控制、管理、维护照明策略，以实现节能效益最大化，控制等级安全化，维护工作简单化等动作目标，即可根据天气、车流量、时序、现场环境等数据实现单灯控制、物理回路控制、虚拟回路控制，无极调光，灯故障诊断，灯具寿命管理，节能管理，实现照明管理和节能控制的精细化智能化网络化。
三、物联网智能照明控制技术优势
物联网智能照明控制技术优势体现在三个方面：
（一）采用物联网技术，把每一盏灯纳入监控和管理平台实现全局监管，形成最佳运营维护模式;
（二）通过智能决策，实现基于单灯控制的自动控制、自动节能，使管理精细化、节能数字化，并实现故障预警，实现可视化的定位维护;
（三）通过远程管理和移动管理降低路灯设施的维护难度和成本，达到高效节能的效果，实现“四遥”管理，即：
（1）遥测
在每条照明配出回路上设置电力仪表，采集相电压、线电压、电流、功率因数等运行参数，各回路电力仪表通过串口通讯方式与本地PLC连接，将各回路运行参数传送至本地PLC。在每个箱式变电站内设置HMI（人机界面）用以显示本地各照明回路的状态、运行参数及更改本地PLC的程序和有关照明控制的参数，从而实现本地控制。在自动运行方式下，由PLC根据预先设定的照明控制程序控制本箱式变电站内各照明配出回路的合、断。
（2）遥信
通过控制网络可将箱式变电站各照明配出回路开关状态，电路过电压、过电流故障信息，通讯网络故障信息发送至园区路灯监控室。
（3）遥视
部分路段设监控摄像头，值班人员在监控室内通过监视器可以了解园区功能性路灯的照明情况，景观灯具的亮灯效果，同时可以第一时间发现故障或损坏的灯具，及时检修，保证道路照明的正常运行。
（4）遥调
在监控室，值班人员可根据对各路段不同时段车流量和园区整体道路情况的分析，随时调整各箱式变电站内设备的节电运行参数。
物联网智能控制器引入天文钟控制器及光照度控制器信号，采用光控时控及手控相结合的控制方式，时控根据室外日光照度并通过智能经纬时控仪，根据坐在地区经纬度或不同季节，设定开关灯时间，后半夜时，关闭非机动车道灯具，同时间隔关闭不超过半数的机动车道侧灯具，路灯进入节能运行状态。科学安排时段分时段控制开关灯、调光等任务，实现按需照明，最大限度节省电能。
四、物联网单灯控制技术实现的效益
（一）经济效益：采用本系统后能确保节能率不低于30%，既节约能耗有不影响灯具的正常寿命，节电又省钱。
（二）社会效益：改善城市现代化形象，保证道路交通安全等级，增强城市治安管理的外部环境，是大数据时代市政设施的发展方向。
（三）管理效益：提高了整个城市的路灯管理水平，是工作人员从繁复的巡检工作中解放出来，降低了工作强度和经营管理成本。
（四）环保效益：对城市电网无高频干扰，对市区环境无电磁波污染，符合当今社会环保的发展趋势。
五、结论
物联网单灯控制技术实现了从“面”控制到“点”控制的转变，符合国际上路灯照明节能的最新技术发展趋势，使市政道路照明、城市亮化实现智能管理和节能并举，达到长效管理和节能增效的目的。鉴于当前智慧城市建设日臻成熟，城市建设者及设计人员把握当前道路照明的发展趋势，勇于采用新技术，使我国城市建设水平更上一层楼。
参考文献：
[1]高杰，张泳.基于流量分析的道路照明节能控制方法研究.自动化博览.2014（01）
道路照明制度篇4
关键词：道路照明；控制；接地形式；节能
Abstract:thispaperthroughtheroadlightingdesign,thispaperintroducesthecontentsofcityroadlightingdesign,andputsforwardthedesignshouldbeconsideredintheproblemtoenergyconservation.
Keywords:roadlighting;Control;Groundingform;Energysaving
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
城市道路照明的好坏对人民群众的生活有很大的影响。符合视觉功能的道路照明设计在夜间能够延续和保证道路的交通功能，保证夜间行车安全，降低交通事故的发生率，提高道路的通行能力和利用效率；保证夜间行人的人身和财产安全，降低犯罪率，营造和谐的社会生活环境；提高环境的舒适性，美化我们的城市。道路照明的设计应按照安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的原则进行。
1道路照明的分类和评价指标
城市机动车道路照明按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。各条路的交通情况不同，环境不同，视觉要求也不同。设计时，首先应根据机动车道路的分类，确定道路照明设计的标准值。
根据《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006标准，机动车交通道路照明以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度总均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。人行道路照明以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。
2道路照明设计内容
照明设计既要满足现行标准要求，符合节能标准，又要运行安全可靠，便于维护管理，且尽可能采用先进技术，不断提高道路照明的设计水平。
2.1选择并确定灯具布置方式
在设计中，根据道路横断面的形式、机动车道的宽度、道路沿线的场所特点来确定路灯的布置。一般采用单侧布置、双侧对称布置、双侧交错称布置，中心对称布置和横向悬索布置五种方式。
在布置路灯时，灯具及其配置方式应根据道路周围的环境和场地特点做出合理的选择。在遇到交叉路口、人行道斑马线或者公交车站等的时候，可以对路灯间距做适当调整，以避开这些公用设施。在两条路的交叉口，为了便于驾驶人员分辨路口，应加强路面的照度，可以采用更高一些的灯杆安装更大功率的光源来实现。在一些步行街或者商业区的道路上，可以考虑使用景观灯，既能满足照明的功能要求又能装饰街道，美化夜景。
2.2选择合适的灯具和光源
根据道路对照明的要求及其环境条件合理选择灯具的类型。合理选择灯具对确保道路及相关场所照明的数量和质量、延长光源灯具的寿命有着重要的意义。按光强分布的不同，可将道路照明灯具分成三类：1）截光型灯具，主要用于快速路、主干路或者市郊道路，能够获得较高的路面亮度及均匀度。2）半截光型灯具，主要用于次干路，城市支路也可以采用半截光型灯具，该灯具的优点是横向光线较之截光型灯具有一定程度的延伸，有不太严重的眩光。3）非截光型灯具，一般景观灯多采用该灯具，缺点是眩光严重，优点是看上去比较明亮，公园、景区或者车速较低的街道可以采用。
设计时，截光型和半截光型灯具较多被采用，防护等级不低于IP54，灯具装电子触发器、镇流器、熔断器及补偿电容。
路灯光源的选择，应首先考虑电光源的光效高，寿命长等条件。目前，各城市广泛采用的高压钠灯比较符合这些要求。而LED灯尽管节能，但其光强衰减快、寿命短，又是冷色光，尚不适宜在城市主干路大规模使用。
2.3路灯照明光源的选择
为了满足道路照明供电可靠性的要求，现普遍应用路灯专用变压器供电。按照供电负荷和供电半径的要求，考虑功率因数，确定道路照明用电变压器的容量，必要时预留交通信号灯和景观灯的负荷容量。一般在灯具内装设一定规格的单灯补偿电容器对路灯实施单灯补偿，补偿后功率因数不低于0.85。路灯变压器的负载率考虑在70%~85%。箱变位置在不影响交通和景观效果的前提下，应尽量接近负荷中心。
2.4路灯的控制
道路照明控制常用方式为定时控制和光电控制,定时控制多采用微电脑时钟控制器,根据当地经纬度输入全年每一天的开关灯时间,自动控制起闭,多为实际运行中采用。光电控制利用光敏探头输出开启信号,一般开灯照度为10Lx,关灯照度为2Lx,此方式受环境因素影响较大。
2.5电缆的敷设
道路照明一般采用铜芯电缆。在达到同样的载流量和压降要求的条件下，也可采用新型合金电缆，这样，既可以降低一次性投资，节约有色金属的消耗，又可以起到防盗的作用。
路灯电缆一般采用穿管敷设方式。电缆穿PE管或PVC管直埋于绿化带0.8米以下，每隔一定距离设置人孔井，用于穿线和接头施工用，每一管孔中穿一条电缆。路灯电缆横穿道路时穿镀锌钢管保护，管顶埋深大于1米。
2.6配电系统的接地形式
路灯照明系统可优先考虑采用TT接地系统。要应用TT接地系统，路灯灯具需要设置单独的接地极接灯具的金属外壳，与电源侧接地装置分离，这样就可以避免引入别处的故障电压。接地极可以使用灯杆基础中的钢筋或者另打人工接地极。
3道路照明设计中的节能措施
照明设计是实现节能的核心环节，必须给予高度的重视。道路照明设计标准中规定的照明功率密度(LPD)限制，是对设计阶段提出的节能要求，是作为一项强制性标准执行的。设计完成时要确保实际能耗低于LPD限制。
设计之初，首先应确定所设计道路的等级，再结合当地实际情况，考虑所在城市的性质和规模，选定合理的照明标准值和功率密度值。确定满足能效限定值及节能评价值要求的光源和镇流器，实现合理的路面照度，避免或减少路灯设计的盲目性，从而达到路灯的节能。
3.1采用单灯补偿，降低线路能量损耗
路灯负荷的分布有规律而均匀，宜在每盏灯上并联补偿一个电容量相应的电容器。以400W高压钠灯为例，其启动电流为5.6A，正常工作电流为4.5A，原始功率因数=0.42；在并联了50μF单灯补偿电容器后，其启动电流为2.5A，正常工作电流为2.25A，功率因数=0.85。可见，补偿后的电流比未作补偿时的电流减小了50%，功率因数提高了一倍。单灯补偿减少了照明电路的无功功率，降低了低压照明线路的电能损耗和电压损耗，即达到了节约电能的目的。
3.2在合适的路段用LED灯代替高压钠灯
在机动车行驶的快速路、主干道，钠灯的偏黄色光穿透力强，效果比白色光有优势。而LED的显色性比高压钠灯好，能很好的还原物体的实际色彩，故在商业区步行街、居住小区等道路上LED路灯更为适合。并且，当路灯功率不超过150W时，LED路灯比高压钠灯能效高3~13lm/W，这时，LED比钠灯可实现节能10%~20%，最高可达30%。
因此我们可以在城市的局部区域，如居住区或工业园区的支路，对LED进行实验性使用。这样既可以在实践中不断提升LED技术，又能达到节约电能的目的。
3.3安装节能控制器
对于采用高压钠灯和金卤灯照明的道路，变电站内应设集中式节能控制器，节能控制器可实现路灯的稳压控制、软启动开灯控制、分段调压节能控制等功能，实现科学合理的路灯照度控制，提高气体放电灯的使用寿命、减低电耗。
4结束语
要做好城市道路照明设计不仅要熟悉工程概况和规程规范的要求，还要了解产品市场，依据正确的计算，选择合理的电气设备，尽量采用节能高效产品，力求做出技术先进、节能高效的城市道路照明设计工程。
参考文献
[1]城市道路照明设计标准.(CJJ45-2006)
道路照明制度篇5
关键词：路灯系统节能照度电容补偿
1引言
近年来，道路照明设施随着各地经济和交通的发展，其规模及数量越来越大，道路照明耗电在迅速上升。
以深圳市为例。2002年统计的四区(罗湖、福田、南山、盐田)路灯系统光源安装总功率为10294KW，镇流器损耗按光源安装总功率18%计算，照明线路损耗按5%考虑，路灯每年亮灯小时数按4000小时计，则：
路灯系统电气安装总容量为10294X（0.18+0.05）=12661千瓦。
路灯系统每年耗电为12661X4000X10-4=5064.4万度。
年耗电5064.4万度是什么概念呢？大亚湾核电站年发电能力约为140亿度，5064.4万度占其0.36%。
由上可见，路灯系统的耗电相当可观。正因为此，道路照明节电已成为日益受到重视的话题。近年来很多地区发生的日益严重的电荒，更使许多部门认识到这一当务之急。
本文站在技术角度，分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面，就如何以科学、合理的方式，实现道路照明系统节能，阐述个人的一点体会。
2合适的照度
合适的照度，是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准；其次，是采用适当的计算及设计方式，实现合适的照度。我们不难观察到，国内不少城市道路照度偏高，既增加了路灯照明的耗电，也削弱了道路两侧景观照明的效果。
现行有效的标准《城市道路照明设计标准》还是早在94年制定的。不可否认，相对于我国沿海一些近年来交通发展较快、经济较发达城市，由于其出行时间延长、交通量大、交通情况复杂，其中的照度标准要求偏低。但我们也不应过分的选择较大的照度。根据正在修订的《城市道路照明设计标准(征求意见稿)》以及我们工程中的实践，推荐按表1的标准选择照度。具体工程中,可视道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
表1
照
明
等
级
国家行业标准
推荐做法
适用道路
平均照度Eav(lx)
照度均匀度Emin/Eav
平均照度Eav(lx)
照度均匀度Emin/Eav
一级
20
0.4
20∽30
0.5
快速干道
二级
15
0.35
20∽25
0.4
主干道
三级
8
0.35
10∽15
0.35
次干道
四级
5
0.30
8∽10
0.30
支路
五级
5
0.20
住宅区机动车道
六级
2∽3
0.1
住宅区人行道或非机动车道
照度标准确定后，如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙，且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高，但需要收集大量的灯具资料，计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件，计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算，但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算，从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量，实现合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。
3电容补偿
路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿，还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议按表2选择，补偿后单灯功率因数将不小于0.85。
表2
70W
100W
150W
250W
400W
10∽12μF
13∽15μF
20∽22μF
34∽36μF
53∽55μF
4关闭半数光源
显然，关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著，节电运行时段节电达50%，总体约在30%左右。在电力紧张的背景下，政府出台了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。笔者认为，这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中，日本曾在道路上进行间隔点灯的试验，结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆，也增加了建设投资。
因此，应区别于不同的灯杆布置方式，谨慎采用关闭半数光源的方式。
常规灯杆布灯时，往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。
单侧布置时，若选用这一方式，则后半夜车道明暗悬殊，照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。如某单侧布灯的工程，前半夜全亮时均匀度高达0.53，采用”亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼，单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。
交错布置、对称布置时，采用这一方式，虽然均匀度稍差，但若选择配光合适的灯具，均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中，可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等，有选择性的使用这种方式。
在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上，常规灯杆布灯时，可考虑采用车道侧同杆双光源灯具方案，两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时，上半夜两个光源全亮，后半夜关闭其中一个光源。这种方式，对照度均匀度基本没有影响，单侧布置、交错布置、对称布置时，均可采用这一方案。
5环形电感镇流器
采用气体放电灯的路灯照明系统中，除光源自身的功耗外，与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否，对路灯照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言，环形电感镇流器，由于其采用圆环形铁芯和线圈，使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应，磁路分布更趋合理，进一步改善了磁通，降低了铁损，减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯、汞灯和金属卤化物灯。需要注意的是，这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗，对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。钠灯用环形电感镇流器与传统型电感镇流器电能损耗比较详表3。
表3
镇流器功率损耗
镇流器功率损耗占光源功率的百分比(%)
钠灯光源功率
普通传统型
环形
普通传统型
环形
150W
23∽30W
≤17.6W
15∽20
<11
250W
30∽45W
≤25W
12∽18
<10
400W
48∽72W
≤35W
12∽18
<9
6智能光源降压一稳压一调光技术
智能光源降压一稳压一调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时，进一步降低电压。它的节电原理有二，其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V，因此，降低回路电压光源不会熄灭；其二是由于后半夜电网用户少，负荷低，电网电压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践，它的节电效果在15％左右。采用这种装置，不仅节约了电能，不影响照度均匀度，而且能够避免光源过压运行，延长了路灯寿命。需要注意的是，这种方式是对配电回路降压，回路内所有灯具都将在低电压运行，对下述问题应予注意：①，随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有离散性，降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象；②路灯配电回路供电半径长达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；③路灯系统中往往会外接公交站台广告灯箱、电话亭照明，而这些照明由于功率小，一般采用直管型荧光灯、紧凑型荧光灯，低于正常工频电压时，这些光源不能正常工作。④回路中接有电动升降式高杆灯时，由于电动装置为感性起动特性，起动电流大，与这种装置过载电气特性不匹配。
7可变功率镇流器
可变功率镇流器，利用气体放电灯在工作电流适当减少时，仍能正常运行的原理，通过后半夜增加镇流器电抗，从而降低光源电流，减少路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗，达到路灯系统整体节能的目的。
7.1降功率控制原理
可变功率镇流器工作原理见图。
图右边的虚线框为标准的路灯设备电路图，左边虚线框为节能型单灯控制器框图。其中电子开关用来控制路灯降功率投入。其工作过程如下：1）正常情况下，LCU控制电路控制电子开关闭合（短路），外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上，使路灯工作在额定功率状态。2）降功率控制情况下，控制电路控制电子开关打开（开路），控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时，路灯电路感性负载增加，路灯工作电流降低，从而使路灯功率下降，耗能降低，达到节能的效果。3）当电网电压偏低或光源状况不佳，降功率运行将可能出线闪烁时，即使在降功率运行时间段，控制电路也将自动控制电子开关在闭合状态，避免路灯熄灭。
7．2节能控制方案设计及节能效果分析
不同的节能控制程序会产生不同的节能控制效果，按每天照明11小时，前5小时处于正常照明状态，后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如表4。
表4
150W高压钠灯
250W高压钠灯
2400W高压钠灯
普通运行每天耗电
1837WH
3058WH
4807WH
变功率运行每天耗电
1465WH
2260WHr
3715WH
每天节电量
372WH
798WH
1092WH
节电率
20%
26%
23%
这种方式由于是在灯具处安装，因此，适用于各种路灯布置方式和光源组合方式。
对于原有道路照明工程，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造价。
可变功率镇流器方式，具有智能光源降压一稳压一调光技术的优点，也避免了智能光源降压一稳压一调光技术的缺点，值得推广。
道路照明制度篇6
关键词：节能；控制策略；城市道路照明；开关灯时间
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)22-5490-02
DiscussionofIntelligentControlStrategiesofStreetLightingSystem
ZHANGLu-yan,YUYou-ling,ZHANGZhi-ming,WANGCui-xia
(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)
Abstract:Focusedonurbanlightingpowerconsumption,intelligentenergy-savingandcontrolstrategiesofstreetlightingsystemareproposedwithconsiderationofvariousfactorsandmechanisms,suchastheroadcondition,thelightingsource,switchtimedetermination,nightlightingenvironment,weatherclimate,roadclassificationandinfluenceofholidays.Usingthesecontrolstrategies,energy-savingtechnologyappliedtostreetlightingsystemcouldbemoreefficientandreliable.
Keywords:energy-saving;controlstrategies;urbanstreetlighting;switchtime
1概述
随着社会的发展，能源问题得到了越来越多人的关注，能源危机己经成为全人类所面临的主要危机[1]。近年来，我国的电力能源日趋紧张，用电高峰时期在很多城市甚至出现了大规模的拉闸限电。电力紧张正在阻碍着我们的日常生产、生活，甚至会严重影响到我国经济的发展与社会文明的进步。照明用电在我国的整体用电中占有很大的比例，随着我国经济的快速发展，城市路灯的数量也越来越多，城市路灯照明占我国照明耗电30%左右的比例并呈上升趋势。城市道路照明的主要目的是使行人和驾驶员能很好地识别前方路面上的情况，从而保证夜间交通的安全与社会治安稳定[2]。目前很多城市为了城市形象，盲目的追求高亮度的夜间照明，在美化了夜景的同时能源消耗也在不断增加。事实上，道路照明并不需要太高的亮度，更不是越亮越好。过亮的路面照明会浪费电能，对于人们的夜间休息也会产生一定的影响，并有可能产生光污染。在强调可持续发展、注重能效的今日，道路照明节能已具有紧迫意义[2]。在我国的“十二五”规划中也提到了节能减排的问题。本文主要通过制定城市道路照明的控制策略来达到节能的目的。
2智能道路照明系统控制策略
2.1道路照明光源选择
光源对于电能的影响很大，选择适当的光源，可以节约电源，从而达到节约资金的目的。在道路照明系统中，所使用的光源主要是气体放电灯，有荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、低压钠灯、无极荧光灯、发光二极管(LED)、太阳能路灯等。就目前状况看，高压钠灯是城市道路照明中的首选光源，因其具有光效高、寿命长、价格低等优点，而且高压钠灯的透雾性能也比较好。随着科学与技术的发展，照明领域出现了LED这种新的光源。LED光源具有节约能源、污染少、光指向性好、寿命长、低电压、反应快的特点，有成为未来光源的趋势[3]。通过实际的对比测试可见：由于LED的光输出具有高度的定向性，通过特殊的灯具配光设计，高效率60W的LED路灯在路面上所达到的照明效果可以与250W高压钠灯相当，90W的LED路灯可以与400W的高压钠灯相当，节能效果非常明显[4]。由于LED灯的众多优点，本文中采用LED路灯作为分析对象，这对于整个系统的节能也具有重要的意义。
2.2开关灯时间的确定
为了尽可能的节省电源，城市道路的控制应以时控为主，光控为辅。时控是指计算出某地的日出日落时间，当然这不是最终的开关灯时间，还应根据当时是否达到了城市道路的开关灯照度水平，来决定是否执行开关灯的操作。由于每个城市所处的经纬度不同，其对应位置的日出日落时间也不相同；并且由于地球的自转轴相对于地球和太阳的平面是倾斜的，加上地球公转作用，因此每天的日出日落时间也是不尽相同的。为了更精确地控制城市路灯的开关时间，需要根据城市所处的经纬度计算出当地的日出日落时间，并以此为依据确定城市路灯的开关时间[5]。根据日出日落计算算法，通过在上位计算机中编写程序，能够快速得到每天的日出日落时间。若以上海道路状况为研究对象，可以根据上海的地理位置（东经121°4′，北纬31°2′）来确定日出日落时间。
根据城市道路照明设计标准，开灯照度水平为15lx，关灯照度水平为30/20lx（道路照明开灯时的天然光照度水平宜为30lx，次干路和支路宜为20lx），因为不同级别道路照明有不同的照度水平，因此关灯时的照度水平原则上也应分别与其对应。但为了便于管理和控制，规定了30lx和20lx两种照度水平[6]。开灯时间的确定的流程如图1所示。
同理可得关灯流程图，与此类似，不再赘述。
在日出的时候，照度值有可能还没有达到30/20lx，这时如果关灯，将对交通造成不堪的后果。在日落的时候，照度值还远远大于15lx，这时开灯，必然使得电能浪费。通过时控光控结合的方法，既能节能又能保证路面的正常照度。
2.3半夜路灯的控制方式
在夜间，到了一定的时段，道路上的行人和车辆将会变得稀少，这时如果维持恒定的道路照明亮度，必将导致大量电能的浪费。所以，制定夜间路灯的控制策略也有利于节能减耗。在一天的开灯时间和第二天的关灯时间之间，交通流量将会发生很大的变化。这种变化每天都会略有差异，但就一段时间（一个月或几个月）的统计规律来看，这种变化的波动并不很大，所以完全可以按照平均交通流量变化规律把一年的照明周期划分成若干照明季节[7]。一般情况下，天热时，人们会适当延长夜晚活动时间；而当天气变冷时，人们又会减少夜晚活动时间。在天文学上，一般以春分、夏至、秋分、冬至分别作为每个季节的开始，据此，可把一年分成四个照明季节。
开灯时间一般为一天的18点左右，那时正是下班高峰期，车流量比较大；在半夜的时候，绝大多数居民已经入睡，只有极少数的人员在外活动，这时路上的车流量相对比较小；在临晨将近关灯的时候，人们也开始一天的活动，车流量开始增大。根据以上的情况，可以把一天的开灯时间和第二天的关灯时间之间分成几个时间段，在每个时间段根据当时的车流量大小来确定光照，可以节能。比如在夏季这个照明季节，可以把一天分成若干个时间段，如表1所示。时段一为交通高峰期，应该保持正常的照度值；时段二为交通次高峰期，可把照度值降低为原来的70%；时段三为交通的低谷期，可把亮度降低到原来的50%，隔盏亮灯或部分开关灯来达到节能的目的。
2.4特殊天气
夏天的时候，雷电等恶劣天气比较频发，甚至有可能出现白天变黑夜的情况，如果路灯没有及时的点亮，可能会对交通产生意想不到的影响。所以在这种情况下，必须考虑自然环境照度，从而执行相应的开灯或者关灯的操作。除了夏天的雷电天气之外，特殊天气还包括浓云蔽日，日全食以及突降暴雨等，这些天气都有可能对路面的照度产生影响。
为了应对特殊天气，应采用光控的方法，即根据当时的环境照度是否满足最低的照度要求来操作开关灯。由于光照计可以根据设定的时间间隔，在上位机软件上实时显示当时环境的光照度。当环境照度低于15lx的时候，上位机软件应该自动的对路灯进行开启；而当环境照度再次高于30lx的时候，上位机软件应关闭路灯。当然这仅限于一般的特殊天气。当遇到闪电这种特殊情况时，在进行环境照度采集时必须采取延时检查等措施消除环境照度尖峰干扰[7]。控制流程图如图2所示。
光照计在一直实时的测量环境的光照度，当出现特殊天气时，从光照计第一次检测到低于15lx开始，如果持续若干时间（如：五分钟）都低于15lx，则判断出现了特殊天气，排除了闪电的干扰，反之亦然。当开灯时，若光照计采集到高于30lx，且持续5分钟，则关灯。
2.5根据道路分类
在智能道路照明控制策略中，还应根据道路的类型来采取节电措施。根据《城市道路设计规范》CJJ37-90[8]对城市道路的分类，并结合道路照明本身的特点，将城市机动车道路照明按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。根据《城市道路照明设计标准》，这三种道路的标准照度值如表2所示。
在《城市道路照明设计标准》中，对同一级别的道路规定了两档的照度标准值，因为道路照明标准值是根据车辆行驶速度、交通流量等因素来确定的，与城市的性质和规模没有必然的联系。一般情况下，在规模小的城市中，车辆的数目比大中型的城市少，因而路面的交通流量也会相对的较小。所以，为了合理的配置能源和节能，在中小城市中，可选择照明标准的低档值，而在大城市可以选择照明标准中的高档值。采取这种措施后，既能保证每个路段的可见度，又能节省电源，避免不必要的浪费。
2.6节假日
在比较重要的节假日，人们的作息时间会和平时不同。在这种情况下，若还是采取分时段控制，就会出现偏差，因为交通流量曲线与平时会出现较大的波动。这时可以通过其他的方式来控制路灯的亮暗。就一定年份来说，每年的同一个节假日的车流量的数值不会波动很大。根据上述情况，可以向各地的交通部门查阅某个路段在每个节假日的车流量，从而把这些历史数据存入数据库。当到了某个假日的时候，通过调用数据库中的历史数据和当前数据来进行路灯照明的预测控制。
3总结
城市道路照明节能是一个长久且复杂的系统性工程，需要注重多方面的问题。本文从光源选择、开关灯时间的确定、半夜路灯和特殊天气的控制方式以及根据道路分类和节假日的控制出发，制定了一系列的控制策略，通过这些策略的实施来达到节能的目的，从而使节能工作在道路照明工程中得到彻底的贯彻和实施。
参考文献：
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