城市道路照明智能化探讨

城市道路照明智能化探讨

刘欣

南昌市路灯管理处 江西省南昌市 330009

摘要：我国迅速发展的经济带动着道路交通的发展，使得夜间城市道路上的行车和行人数量日益增长，这就意味着必须在城市道路上安装照明灯具。安装照明灯具可以为行车和行人提供更加安全的环境，保障交通安全的同时还能起到降低犯罪率和美化城市的效果。但随着城市道路照明的普遍化各种问题也随之出现在人们的面前。本文将针对城市道路照明遇到的各类问题进行总结并提出对应的解决方案。

关键词：道路照明；智能化

随着道路上的车流量不断增加，不可避免的环境污染和能源消耗问题就摆在人们面前，这就要求道路照明系统在满足人们出行之外要做到环保节能，降低环境污染和能源消耗，才能做到可持续发展，这就使得智能化节能型道路照明的研究变得越发必要。

一、LED智慧路灯

经过多年的发展照明灯具由原有的汞、钠、金卤、无极变为到现在的LED。近几年，我国开始逐步推广使用LED智慧路灯，因其有配光精确、显色效果好、光效高等优点，这些特点是之前的传统灯具所不具备不能满足的。除这些优点外还有无极调光功能和信息发布功能，信息发布功能可以为智能照明控制系统提供更好的发挥平台。但目前我国使用数量最高的灯具是高压钠灯，尤其是在十字路口、丁字路口等车流量大的路口基本都是用的高压钠灯。如此大规模的使用高压钠灯主要是因为这种灯具寿命长、效率高，但同时其缺点也很明显，如启动时间长、能耗大和品色性能差等^[1]。而LED智慧路灯相对于高压钠灯启动时间更短，更节能，更易调光。同时LED智慧路灯还有发布信息这一高压钠灯不可能实现的功能。虽然LED智慧路灯的照明技术经过近几年的发展，在稳定性上有着明显提高。

（一）LED智慧路灯优化布局

作为城市信息终端载体的LED路灯已经被多家公司研发并正式生产，其硬件部分的LED灯、摄像头、灯杆屏等设备已经是标准化产品，批量生产后通过预留接口链接即可。但是LED智慧路灯的造价相较于传统路灯的造价还是高出很多。且在现有的城市道路灯具改造中，并无需对全部灯具进行智能化改造。在LED智慧路灯的推广中还不可避免的要考虑其运维管控问题，目前的照明系统使用的是远程集中管控的方式，由控制中心到终端直接进行管控，管控过程是控制中心-集中控制器-终端控制器。下面用分级分类的控制方式对LED智慧路灯构建规划布局，为其大规模推广提出合理化建议。

2. 决定布局的因素

LED智慧路灯的最特殊也是最重要的功能就是能作为信息发布的终端载体，下面以LED智慧路灯发布的交通信息为例讲解其应该如何优化布局。影响布局的因素有以下几类：

1. 交通拥堵发生率

对于经常性发生道路堵塞的路口和路段应在其前方路段安装LED智慧路灯来实时通报拥挤路段的交通状态，以便在此路段发生交通拥堵时未驾驶到此路段的驾驶员能及时更改驾驶路线，避免发生更严重的交通拥堵。

2. 路段通行量

路段通行量主要指的是两个方面，一是LED智慧路灯安装路段的通行量，这意味着有多少驾驶员会看到此LED信息屏上的信息；二是LED智慧路灯信息屏上显示的路段的通行量，显示路段的通行量越大，也就代表着同样情况下将有更多的驾驶者将驶向此路段，即此路段的交通情况对于更多的驾驶者来说是有效的。

3、安装点到显示路段的间距

若安装点到显示路段的间距过大时，驾驶员到达此路段所需要的时间会过长，而此时间段内很有可能会使得显示路段的交通状况发生变化，路况信息的价值受到影响，久而久之会导致驾驶员怀疑发布的信息的可靠性；若安装点到显示路段的间距过小时，驾驶员即使主观上相信显示的路况信息，但由于距离太近客观上已经失去的选择其他路径的权利。故安装点的选择应在距显示路段的一到两个路口，这样既保证了信息的可靠性又保留了驾驶员选择其他路段的权利。

4、信息冗余度

若LED智慧路灯之间相距较近，显示路段大致相同或有重合，且道路状况变化不大就会造成大量信息冗余。故在布局时应考虑信息冗余度，避免LED智慧路灯的布局太过集中，造成资源浪费^[2]。

5. 信息获取率

出于安全驾驶的考虑驾驶员不会长时间地观察LED显示屏，因而LED显示评上的信息不易过多，过多的信息会使得驾驶员很难获取到最直接有效的信息，故信息屏上应简明扼要地显示部分路段的信息。

2. 多功能智慧型灯杆

道路照明的布局不合理使得整个道路系统有多类不同用途的路杆存在，这也导致了各类标志牌指示牌混乱，资源浪费等问题，道路设备的多杆合一就可以有效地解决上述问题，多杆合一就是多功能智慧路杆的优点之一。从上文中的LED智慧路灯系统中可以看出，路灯是城市的最佳的物联网终端载体，其在基础的照明功能外还可用于实现传递信息、道路监控、无线网络覆盖、紧急报警等功能^[3]。随着物联网的发展，路灯照明已经开始实现从照明到智能化的过渡。要求的提高代表着技术水平也需要相应提高，能够实现除照明功能外，设置其他非照明功能的灯杆就是多功能智慧型灯杆。随着智慧型城市的建设，多地出台了关于多功能智慧型灯杆的设计、生产和使用规范，这代表着多功能智慧灯杆的发展到了一个新的高度。

（一）信息发布

多功能智慧型灯杆有信息发布、视频监控和节省资源等功能。在多功能智慧灯杆中预留控制接口，可实现对LED的控制，同时还可以通过网络实现对信息的发布和传递，除了交通信息外还可以帮助各种大型活动或宣传片进行信息发布。并能通过远程控制对信息进实时更新和管理。

（二）视频监控

多功能智慧型路杆可以为视频监控设备提供安装条件、供电系统和数据传输，即在监控终端的路杆预留信息接口和电力接口。除此之外智慧路杆还能进行能耗监测，通过对灯具系统的能耗数据分析，对异常供电区进行实时预警。

2. 其他功能

多杆合一的智慧型路杆除此之外还有很多其他的附属功能。例如分析人流密度，再根据显示屏传递信息疏散人流等

2. 节能环保

我国目前正在大范围安装LED智慧型路灯作为照明城市道路照明工具，这一措施还需要更加合理的控制方法，其中有关于LED灯开关的控制方法和根据具体城市天气情况和城市需求对路灯进行的亮度控制方法。目前的道路照明研究方向是在节能环保，要在此要求基础上解决道路照明的其他问题，尽可能的减少能源消耗和资源浪费，这样既能降低对环境的影响又能符合我国的整体规划。归纳下来，就是我国的城市道路智能化的研究方向应该在一下四个方面：

1. 提出更加科学有效的城市道路夜间照明节电方案。

2. 优化城市道路照明的管理系统，使得能够在保证完成城市道路照明要求的同时节省人力物力。

3. 从国家的整体布局来看，数字化城市的建设刻不容缓，且城市道路照明智能化是数字化城市建设的基础，是其至关重要的一环。

4. 城市道路照明智能化水平也影响着整个城市的形象，其水平的提高能带来更加良好的城市形象。

结束语：综上所述，城市道路照明智能化不仅仅是为了给夜间行车和行人提供更加良好的环境，更加能够提高道路的通行效率，保障出行安全。因此重点研究和加强城市道路智能化布局就显得至关重要。伴随着时代的发展，生活水平的提高，信息技术的完善，城市道路照明智能化越来越受到城市管理者的关注，本文对城市道路智能化的硬件设施和其未来方向进行了阐述和研究，为城市道路照明智能化的建设提供了参考依据，为其发展提供了帮助，为其发展方向奠定了夯实的基础。

参考文献：

1. 曹智慧.城市道路照明智能化研究[J].消费导刊,2017,(31):259.

2. 刘友泉,章旭敏,高俊海, 等.城市道路智慧照明物联网的关键技术[J].照明工程学报,2019,30(4):13-16,47.

3. 朱应昶,肖辉.城市道路照明智能化研究[J].照明工程学报，2017,28（5）：16-19.