不同道路场景下LED照明系统安装方式分析

不同道路场景下LED照明系统安装方式分析

耿超云

身份证号：37232519830312041X

摘要：道路照明与社会经济发展和人民群众生活息息相关，科学、节能、高效的道路照明是保障经济建设稳步开展的关键。LED调光技术的应用能有效促进道路照明发展，提升交通运输效率。通过对LED调光技术和道路照明系统发展的分析，提出科学的LED调光技术应用规划，为社会发展作出积极贡献。

关键词：道路场景；LED灯；Dialux布灯型式；灯杆高度；灯杆间距

引言

城镇化进程的不断推进，对城市道路照明的要求也越来越高。在道路建设过程中，对于照明品质和能源节约的标准也在逐渐提高。在以往的道路照明研究当中，大多集中于照明设备的节能问题上，忽视了灯具合理布置对照明品质和节能的影响。相关研究结果表明，通过合理的布置型式，可以在很大程度上达到照明节能的最佳效果。LED灯是目前最常用的节能灯，因此本文对不同道路场景下LED照明系统安装方式进行系统研究，以期能为城市道路照明系统安装设计和施工提供借鉴。

１LED调光技术

LED即发光二极管，是一种常用的半导体发光器件。LED内部主要包含Ｐ－Ｎ结和正负电极引线。LED可以通过调节脉冲宽度进行调光，且电路的频繁通断基本不会对半导体器件造成损害。同时，LED可以通过调整电流大小进行调光。基于LED的特性，在道路照明中应用LED调光技术可促进道路照明优化发展，降低能源消耗，保障道路照明适应不同的情境需求，为交通体系建设作出积极贡献。

2城市道路照明现状概述

随着城市化进程的快速推进，城市道路照明引起了人们的高度重视和广泛关注。近年来，城市道路照明取得了迅速发展，主要体现在城市道路照明建设与城市规划紧密结合、智能化路灯管理两个方面。设计人员在城市道路照明设计过程中按照城市规划部署和城市功能分区设计道路照明；利用计算机技术合理地控制路灯的起灭时间，提高了道路照明的控制方法和管理措施。虽然城市道路照明发展迅速成绩斐然，但也存在一些不足。我国大部分城市在深夜时，路上的行人和车辆明显减少，然而道路两侧的照明灯一直亮着，无法根据人流量和车流量大小智能控制照明亮度，造成了电能资源的浪费和路灯使用寿命的缩短，阻碍了城市的可持续发展。

3道路场景及对应标准

根据目前常见的道路等级划分情况，本文进行了快速路和主干道、次干道以及支路三种道路等级下的LED照明安装方式研究，对应的机动车道情况为六车道、四车道和二车道。二车道的总宽度为11m（2m人行道+7m机动车道+2m人行道），维护系数为0.7；四车道的总宽度为18m（2m人行道+7m机动车道+7m机动车道+2m人行道），维护系数为0.7；六车道的总宽度为25m（2m人行道+10m机动车道+1m分隔岛+10m机动车道+2m人行道），维护系数为0.7。按照道路照明标准和节能标准，对不同道路场景下的照明标准参数进行设置，其中照明标准参数主要有路面平均亮度、路面照度均匀度、路面亮度均匀度、环境比、眩光限制和诱导性等，节能标准参数主要有照明功率密度和平均照度。

4不同道路场景下LED照明系统安装方式

4.1照明灯具的选择

不同类型的灯具具有不同的照明特性，灯具选择的合理与否会影响眩光现象的产生。因此，设计人员在城市道路照明电气节能设计过程中，应根据道路类型合理选择照明灯具。设计人员在设计过程中应结合项目情况，合理设计道路照明的间距、高度和仰角等。在灯具间距和架设高度都合理的情况下，一般选择大功率的照明灯具，大功率照明灯具可以提高照明灯具的使用效果、减少资源浪费、降低成本。在节能环保的大背景下，LED光源灯具、高压钠灯和金卤灯在应用过程中有着明显优势。

4.2严格把控照明节能设计关

节能的基础在于确保城市道路照明设计的质量，要从道路等级和设计规范出发，确定道路照明节能设计方案。需要根据实际情况选取相关的设计参数，在确保照明质量的同时，达到降低能耗、提高能源利用效率的目的。《城市道路照明设计标准》（CJJ45—015）（以下简称《标准》）提出了亮度、照度的照明标准，并把机动车道的照明功率密度（LPD）限值作为强制性条文，设计师需要严格控制道路照明能耗指标，从设计源头控制照明亮度，节约能源。《标准》中对于不同等级城市道路的照明功率密度（LPD）限值有高、低两级限制，如6车道城市主干道可选择30lx的照度，照明功率密度（LPD）限值≤1.00W/m2，也可选择20lx的照度，照明功率密度（LPD）限值≤0.70W/m2。选用低标准的照明工程比高标准的照明工程节能近75%，同时也降低了工程造价。

4.3信号集中器的设计

信号集中器是基于物联网的路灯监控无线集中传输系统中的关键设备，其能够通过下行信道与各盏太阳能LED路灯上的智能数据采集模块通信，同时能够通过上行的GPRS网络连接到网络服务器，把智能数据采集模块采集到的太阳能LED路灯智能照明系统数据全部上传到网络服务器。通过信号集中器和智能数据采集模块，基于物联网的太阳能LED路灯智能照明云控制系统借助GPRS网络及1G以内频段无线技术，实现对太阳能LED路灯的远程控制，其中主要实现了远程监控太阳能LED路灯实时状态，控制开、关灯，太阳能LED路灯参数设置，故障报警，历史数据查询及统计分析等功能。

4.4光源降压－稳定－调光技术的使用

光源降压－稳压－调光技术是一项在不影响行人和车辆安全出行的情况下，优化城市道路照明效果、减少能源浪费、延长灯具使用寿命的智能化技术。设计人员在城市道路照明电气节能设计过程中，应根据城市道路的实际状况运用该技术达到节能效果：在前半夜行人和车辆较多时保持较高的照明亮度，在后半夜行人和车辆较少时自动调节照明亮度，节约大量电能，实现智能化的节能效果。

4.5远程控制的功能设计

“远程控制”的子菜单分别设置有路灯控制、终端控制与连接日志3个功能标签。1)在“路灯控制”的子菜单中可以进行单盏太阳能LED路灯的数据设置与控制，同时也可以实现同一信号集中器下所有太阳能LED路灯的整体参数设置与时间校准。2)通过终端控制功能可以进行太阳能LED路灯智能照明系统下面所属全部信号集中器的信息查询与更新。3)通过连接日志功能可以查阅每个信号集中器的运行状态与记录。方便用户和维护人员定期查阅每个信号集中器的运行状态，同时方便调试人员进行太阳能LED路灯的参数修正与控制。

结束语

通过对不同场景下道路的LED照明安装方案进行探讨，得出如下结论：（1）当道路为二车道的支路时，推荐采用双侧交错布灯型式；当LED等功率为27W左右时，灯杆高度和间距推荐值分别为10m和29m。（2）当道路为四车道的次干道时，推荐采用双侧对称布灯型式；当LED等功率为51W左右时，灯杆高度和间距推荐值分别为9m和19m。（3）当道路为四车道的快速路或者主干道时，推荐采用中心对称布灯型式；当LED等功率为113W左右时，灯杆高度和间距推荐值分别为12m和23m。（4）不同类型灯的最佳安装参数不同，需要具体问题具体分析，本文仅对常用的三种LED灯进行了分析，其他类型灯还需要在今后做进一步补充研究。

参考文献

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