1 城市路灯节能管理现状

1.1 半夜灯方式

半夜灯是指在后半夜，城市人流、车流较小，道路亮度不需要太高的情况下，实现道路照明暗间隔（单侧灯具亮暗间隔或对侧灯具交叉点亮）的照明方式。

1.2 开光灯时间控制

通过日出日落数据监测，绘制该地区的时间控制曲线，合理设置每日开关灯时间，确保照明功能开启、关闭时段大数据最优，达到亮灯时间最科学。

1.3 监控设备控制

通过区域控制器或单灯控制器等控制元件，在午夜前后进行电压、电流控制调节，实现控制箱范围、回路范围或单盏灯具节能。

1.4 其他节能方法

如老旧照明设备改造：提高设施可靠性的同时，淘汰高耗低效的设施、设备，降低设备电器、线缆电量损耗；试点“四新”技术：提高设施设备能效，在同等技术条件下降低照明能耗等方式。

2 城市路灯照明存在的问题

2.1 照明设施能耗超标

目前，城市道路照明低效高耗产品的应用虽然不多，但节能技术应用推广力度不够。虽然一些地方在小范围内试点，通过技术及管理手段达到了区域或阶段的节能效果，也取得了一定的经济回报，但其应用没有得到有效推广，与国家制定的节能要求存在一定的差距。

2.2 照明质量不够理想

道路亮度、照度过亮或者过暗，是目前城市道路照明普遍存在的一个现象。近年来很多新建的项目为了片面追求“亮”效果，超出了道路功能照明真正的需要，造成了光污染、居民投诉等问题。在林荫路、风貌保护区，由于树木绿化遮挡，灯杆高度设置不合理，灯具配光选择不佳、设施维护不便等原因，导致道路人行道侧照度不足，车行道“斑马线”效应严重，整体均匀度达标率低等情况。此外，随着城市规模的不断扩大，部分市政道路的有效路幅宽度也随之改变，如果相关道路交会区不做专门设计，容易产生因立杆高度，灯具功率、配光选用不当而导致照明偏暗的情况。

2.3 智能监控水平低下

城市道路照明远程监控覆盖率较低，造成了管理难度大、安全系数低、工作量大，不能及时应对突发气候、灾害对道路照明产生的影响；不能通过信息化手段全面、及时、准确地监控整个城市或某个区域的道路照明设施运行状况，不能有效提供故障预警及应急处置决策基础数据，极易造成极大的资源浪费，增加了财政负担。

3 城市路灯管理中的路灯节能性策略

3.1 路灯自动控制设计

3.1.1 光控LED路灯节能电路设计

在光控LED 路灯节能电路设计中，采用了集成控制器TWH8778，它是一种具有较大电流驱动的开关集成电路，内部结构复杂，但是使用方便，只需在其控制端加入一个数字信号，就可以高速控制连接负载的通断。节能电路主要用于控制光控开关和现场监测系统，主要包括光控主电路、控制系统和监测系统。其中，控制系统主要由集成控制器TWH8778、继电器和光感应组成。监测系统主要由控制器AT89S51单片机和LED显示组成。监控系统电路设计方案如图1所示。

图1 光控系统总体方案设计

监测系统电路设计如图２所示。输入信号为数字信号，从Ｐ3.0端口输入，当拨动开关Ｋ1闭合时输入高电平。当拨动开关Ｋ1拨下去输入低电平，当Ｐ1.0端口输出为高电平时，根据发光二极管的单向导电性，此时Ｌ1熄灭，当Ｐ1.0端口输出为低电平时，Ｌ1点亮。

图2 监测系统电路设计

3.1.2 温控LED路灯安全电路设计

为了能够让LED路灯正常安全持久工作，LED路灯温度控制是个关键问题，它关系到LED   路灯的使用寿命，其中必须考虑的是结温散热控制问题。结温是LED 路灯工作时每个二极管与基座连接处的触点间的温度，结温越小越好。设计的温度测控系统包括控制与检测部分和执行部分。其中，控制与检测部分由温度传感器和单片机、数字显示及报警电路构成；执行部分由电暖气和鼓风机构成。系统硬件主要由单片机89Ｓ51、ＤＳ18Ｂ20温度传感器、数码显示模块ＳＭ 20392、压电式蜂鸣器ＨＹＴ－3015Ａ、输入键盘、电暖风和鼓风机组成。温度传感器将采集的信号输入单片机，由单片机根据预先设定的要求对输入信号进行处理并发出相应指令，即当温度低于低温温度设定时启动电暖风増温，当温度高于高温温度设定值时启动鼓风机以加快散热达到降温效果，如果温度超过设置的最高温度值或者低于设置的最低温度值，就会发出声音报警，报警信号可经ＧＰＲＳ发送到 ＬＥＤ路灯监控。根据报警信号的提示，可以手动或自动关闭路灯。具体的温度控制系统总体设计如图3所示。

    图3 温控系统总体方案设计

3.2 配套城市路灯照明控制系统

城市道路照明方式是多元化的，尤其随着大型综合城市的发展，城市道路照明中既有单侧布置形式，也有双侧交错、双侧对称、中心对称等布置方式，还有利用高杆照明等进行的路灯布设方式，以此来增强城市道路照明效果，并能够在一定程度上实现多元化路灯景观设计。

3.2.1 应用微电脑智能控制器

传统的定时控制方式能够自动完成对灯具的开启与关闭工作，但全年内不同季节的昼夜时间有所不同，换季时对应的控制器设定时间也应得到调整，需在此方面投入一定的人力。并且定时 控制的精度较低，误差通常在±15 min。相比之下，微电脑智能控制器则是一种更可行性的方式，其自动考虑不同经纬度的日出、日落时间，自适应调节灯具的开关时间。配置工作中，仅需在初期设定当地的经纬度信息、日期信息、开关灯时间信息即可，后续运行时控制器可获悉当日的日出日落时间，从而自动完成对灯具开关时间的调节运作。可见，微电脑控制器的应用具有更加便捷的优势，后续无须在时间调整方面投入人力资源，且该装置还具备失电保护的功能，有效提高了装置的耐久性^[2]。

3.2.2 道路照明的分组控制

城市主干道包含快车道和慢车道，各自的照明要求有所不同，需做针对性的考虑。在后半夜，行驶在慢车道的非机动车数量相对较少，该阶段对照明的要求较低，因此，在不影响安全的前提下可关闭下半夜慢车道的照明。此外，为有效提高城市路灯照明质量，部分城市采用双光源灯具或是实施一杆多灯具的配置方案，此时照明的 活性得以提升，在下半夜车辆较少时，可适时降低照明灯具的照度。例如，关闭其中的某盏灯，一方面保证了正常的照明功能，另一方面则减少了电能消耗量，一举多得。由此也得到启发，在城市路灯照明节能设计中，可结合实际情况采取分组控制的方案，通过此 径减少能源消耗量。

3.3 提升照明控制设计智能化

随着经济的发展和社会的进步，智能道路照明已经成为当前道路照明的必然发展趋势，其含义不仅仅包括对路灯的调光控制，更重要的是智能化监控，是替代传统人工管理方式的重要技术手段。现阶段部分城市已经采用了城市照明监控系统，其具备智能化管控道路照明的功能。依托于遥控、遥测、遥信多项技术，自动巡回检测各分控点的具体电参数，包含电压、电流、功率因数等，根据监测数据对分控点的实际状态做出判断，若有故障则发出语音报警，与此同时自动对分控点的电参数进行调节，整个过程无须人员的参与，效率大幅度提高^[3]。对于城市照明监控系统，其节能措施主要体现在分组适时控制各分控点、降电压等方面，但道路照明的供电线路普遍较长，同时还存在负荷较大的特点，导致线路的压降处于相对较大的水平，而光源对电压提出了较高的要求，因此，降电压的空间有限。从这一角度来看，该系统在节能方面的优势并未得到有效的发挥，而这也是后续技术发展中的重要突破口。为同时满足节能、照明效果、便捷化管理的多重要求，需紧密结合城市道路的实际条件，以分时、分段的方法对道路照明的功率做 活的调节，使照明设施有效适应当前的工作环境。根据城市照明监控系统的现有运行情况，为之增添“遥调”的功能，具体可采用调光控制设备（其类型较多，如前端控制器、降功率节能转换器，视实际情况合理选择），将其配套至各照明个体上，由此提高照明系统的智能化水平，通过控制器、分控点、照明控制中心的共同组合，构成完善的城市照明网监控系统。若能合理应用城市照明监控系统，可有利于提高对城市道路中每盏路灯的动态监控水平，及时掌握各路段中各路灯的具体使用情况，进而给管控工作的开展提供了关键的参考依据。在该配置方式下，系统可接收源自控制中心的指 ，也能按照预设时间完成相应的控制工作，例如，对每盏灯进行开、关机降功率控制，在自动化控制机制下，将道路照明的额定功率和降功率稳定在合理范围内。

结束语

综上所述，在城市化进程日益推进的背景下，城市路灯照明的建设水平也应有所提升。在设计以及施工中，需贯彻节能理念，根据道路等级、道路车流量等配套合适的照明灯具，同时引入微电脑控制器等相关装置，提高灯具的自适应水平，实现自动化、智能化的目标。依托于多项先进的技术以及装置，共同构建城市照明监控系统，在保证城市道路照明效果的同时，减少能源投入。

参考文献：

[1] 鲁潇.建筑电气照明节能设计的关键技术分析[J].房地产世界，2020(23):126-128.

[2]刘艳娟.建筑电气照明节能设计的措施[J].现代建筑电气，2019，10(04):131-134+155.

[3] 卢青松.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].冶金管理，2019(07):138-140.

[4] 张梦娇.建筑电气节能设计及照明节能设计[J].住宅与房地产，2019(22):175-176.

[5] 关键.建筑电气照明节能设计的探讨[J].科技创新导报，2015，12(22):129-130.