時(shí)間：2023-03-22 17:44:33
序論：在您撰寫道路照明論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
“在保證照明效果下點(diǎn)著燈節(jié)電”，這樣的概念才是科學(xué)的，合理的，這是發(fā)達(dá)國(guó)家道路照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想之一。
一、我國(guó)路燈照明現(xiàn)狀
據(jù)調(diào)查，我國(guó)小型城市在夜晚9點(diǎn)后，大中城市在午夜12點(diǎn)后，道路上幾乎空無(wú)一人，即便是北京、上海、廣州這樣的繁華都市，凌晨2點(diǎn)以后，道路上也已罕見行人、車輛。從這一時(shí)段直至清晨6點(diǎn)路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒(méi)有必要。城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30％的比例，約439億kWh，以平均電價(jià)0．65元／kWh計(jì)算，一年開支285億元。在市政開支極度緊張的今天，國(guó)內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采用了日本等國(guó)家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，其中的弊病不言而喻——不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對(duì)路燈壽命的減損，因此不能稱做是真正意義上的節(jié)能。當(dāng)發(fā)達(dá)國(guó)家在討論什么是“恰到好處的照度水平”的今天，我們這種控制方法就太落后了。
九十年代以來(lái)，夜景照明建設(shè)成為都市市政設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，各地也取得了相應(yīng)的成績(jī)，但是市政開支普遍緊張與增設(shè)夜景照明形成了很大的矛盾c以沿海某開放城市為例，大批路燈在安裝后迫于財(cái)政緊張的壓力，支付不起沉重的照明電費(fèi)開支，又不得不關(guān)掉近一半的燈，結(jié)果近年新裝的部分路燈形同擺設(shè)，造成變相浪費(fèi)c
如何讓路燈亮起來(lái)，讓城市亮起來(lái)，亮得更科學(xué)，亮得省電省錢?答案是：采用智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)。
二、智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)
1．什么是智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)是國(guó)際上流行的全數(shù)字智能路燈節(jié)能控制技術(shù)。它充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺理論，采用現(xiàn)代控制論中的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈電壓及照度的動(dòng)態(tài)智能化管理，即TPo管理(TIME／PLACE／0CCASl0N)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路就是：在繁忙的時(shí)段，控制路燈保持較強(qiáng)的照度，接近午夜時(shí)分，開始自動(dòng)調(diào)光，在后半夜車稀人少時(shí)，則控制路燈保持較低照度的照明(類似房燈的調(diào)光器，可以隨需要而任意調(diào)光)。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是在調(diào)光的同時(shí)也大幅降低了電耗，節(jié)約有功電耗達(dá)30％以上。房燈調(diào)光已流行多年，主要是因?yàn)槭覂?nèi)燈功率小，容易實(shí)現(xiàn)。而道路照明則完全不同：首先，燈泡功率大，不易控制；其次，使用環(huán)境惡劣，九十年代，電力電子元件技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，調(diào)光技術(shù)有了可靠的質(zhì)量保障，通過(guò)一些地區(qū)的規(guī)模應(yīng)用，其完美的調(diào)光效果和節(jié)電功能得到了一致認(rèn)同，在德國(guó)，美國(guó)這些耗電大國(guó)，此類技術(shù)也得到了政府的大力扶持和推廣‘：智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的控制過(guò)程是：通過(guò)測(cè)取城市道路車輛及行人的“時(shí)間一車輛(人)”統(tǒng)計(jì)規(guī)律，獲取相應(yīng)的照度調(diào)整率，依此來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的控制程序，根據(jù)照度調(diào)整率，從某一時(shí)刻開始，平滑地對(duì)路燈輸入電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使路燈輸入電功率與實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配，不僅節(jié)約了電能，而且穩(wěn)定了電壓，延長(zhǎng)了路燈的使用壽命，達(dá)到了雙重意義上的節(jié)能。
2．開燈比關(guān)燈更省錢前面提到的關(guān)燈節(jié)能方法是以犧牲城市照明和誘發(fā)犯罪率以及交通事故上升為代價(jià)的，而智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)所達(dá)到的節(jié)電率高于30％，由此而言，采用智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)，開燈比關(guān)燈更省錢。
3．算一筆看不見的帳
我國(guó)現(xiàn)有的路燈70％以上使用的都是高壓鈉燈，其設(shè)計(jì)壽命為24000小時(shí)(5年)。但是由于我國(guó)城市電網(wǎng)技術(shù)落后，造成線路的電壓波動(dòng)大大超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多地區(qū)的波動(dòng)甚至超過(guò)額定電壓的左右15％，特別是在后半夜，由于電負(fù)荷減少使得電網(wǎng)電壓有時(shí)接近245V，致使路燈燈泡的實(shí)際使用壽命平均不到一年。現(xiàn)在，可以算這樣一筆帳：以沿海開放城市為例，路燈每年需要更換一次燈泡，更換一只燈泡所需費(fèi)用(含鎮(zhèn)流器損耗、人工、車輛等)為120元，該市共有兩萬(wàn)多只常開的路燈，則每年僅更換路燈燈泡的費(fèi)用就高達(dá)兩百多萬(wàn)元人民幣，如果采用了智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)，路燈燈泡的使用壽命可延長(zhǎng)一倍，僅此一項(xiàng)，一年就可節(jié)約開支兩百多萬(wàn)元，加上節(jié)電30％，一年可節(jié)約七百多萬(wàn)元電費(fèi)，兩項(xiàng)相加就有近千萬(wàn)元之巨。如果450萬(wàn)元作為先期投入，半年內(nèi)所節(jié)約的費(fèi)用即可回收，逐年節(jié)約的資金可以重新投入市政建設(shè)。
據(jù)1999年全國(guó)道路照明專業(yè)委員會(huì)第九屆年會(huì)上得到的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)字，目前國(guó)內(nèi)所有城市道路照明的總燈數(shù)約300萬(wàn)只(套)，工礦企業(yè)、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、高速公路照明等非市政照明燈具約100萬(wàn)只(套)，總數(shù)400多萬(wàn)只，并且每年遞增10％以上。如果及時(shí)采用此項(xiàng)技術(shù)，僅從節(jié)約電費(fèi)、降低燈泡損耗和人工開支三項(xiàng)來(lái)計(jì)算，五年時(shí)間可為國(guó)家節(jié)約近100億元人民幣，可以少建三座裝機(jī)120萬(wàn)kW的火電站，同時(shí)節(jié)約了大批的原煤。
對(duì)于全國(guó)的總耗電量而言，道路照明只占一個(gè)小小的百分?jǐn)?shù)，也正因如此，它才有可能成為推動(dòng)節(jié)能運(yùn)動(dòng)的一個(gè)突破口。從道路照明著手，花兩三年時(shí)間摸索出一套符合中國(guó)國(guó)情的商業(yè)化運(yùn)作模式，然后在全國(guó)各行各業(yè)全面推廣。當(dāng)然，這需要政府下大決心、花大力氣去進(jìn)行推動(dòng)。
4．智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的推廣亟待政府的行政支持
路燈節(jié)能無(wú)疑會(huì)給各地的市政開支節(jié)省大量資金，然而對(duì)路燈管理部門而言，他們的日常開支和經(jīng)常性的維護(hù)費(fèi)用是和路燈電耗及安裝數(shù)量成正比的，電耗越多，下年度的費(fèi)用就同比增長(zhǎng)，也可以這樣說(shuō)，越是節(jié)約用電，對(duì)基層下年度的費(fèi)用預(yù)算就越少，因此，路燈管理部門對(duì)節(jié)電工程大多持消極態(tài)度。這一現(xiàn)象反映出節(jié)能政策在具體操作中和現(xiàn)行體制及利益分配機(jī)制不相匹配，目前各地所執(zhí)行的政策實(shí)際上是在鼓勵(lì)浪費(fèi)!國(guó)家整體的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益和部門短期利益之間存在著很大的矛盾。這一狀況對(duì)節(jié)能工作的深入開展產(chǎn)生了相當(dāng)大的阻力。
三、我國(guó)節(jié)能工作的阻力
1．部門之間的問(wèn)題
在國(guó)內(nèi)，主管節(jié)能工作的行政主管部門是各地經(jīng)委和節(jié)電辦公室，而路燈部門隸屬建設(shè)部門，經(jīng)委只有協(xié)調(diào)功能而不能跨行業(yè)進(jìn)行行政干預(yù)，因此，經(jīng)委在這個(gè)領(lǐng)域中起不了什么作用，而建設(shè)部門在經(jīng)濟(jì)環(huán)境好的時(shí)候大手花錢，節(jié)電似乎無(wú)關(guān)緊要，到了當(dāng)前經(jīng)濟(jì)緊縮時(shí)，又拿不出錢去改造。
2．上下級(jí)之間的問(wèn)題
全國(guó)的路燈部門仍然是執(zhí)行計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，建多少條路，裝多少盞燈，是建委和計(jì)委及財(cái)政的事，路燈部門只負(fù)責(zé)維護(hù)，節(jié)電效益體現(xiàn)不到他們身上，所以他們對(duì)節(jié)能并不感興趣。而主管部門對(duì)實(shí)際運(yùn)行缺乏了解，對(duì)節(jié)能就更是門外漢，因此，一個(gè)項(xiàng)目就會(huì)在部門之間踢來(lái)踢去。
3．缺乏資金
現(xiàn)接段，建設(shè)資金尤其是市政資金極端緊張，拿不出啟動(dòng)資金，而市場(chǎng)上又沒(méi)有融資租賃的資金可利用，再加上相應(yīng)的法規(guī)、制度不健全，沒(méi)有人敢向節(jié)能領(lǐng)域大力投資，使得路燈節(jié)能推廣異常困難。
4．缺少規(guī)模
前些年，大量中小企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量不過(guò)關(guān)甚至假冒偽劣的產(chǎn)品給人們留下了惡劣印象，使人們對(duì)節(jié)電產(chǎn)品產(chǎn)生懷疑甚至是排斥。
5．節(jié)能思想不正確
由于多年來(lái)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)造成的“吃皇糧”思想作怪，認(rèn)為路燈和電都是國(guó)家的，節(jié)不節(jié)電與自己無(wú)關(guān)，大不了欠電費(fèi)，反正供電部門也是國(guó)家的，或者再嚴(yán)重一點(diǎn)就索性把燈關(guān)了，既省電又省事。
上述這些問(wèn)題集中反映了路燈節(jié)能工作中所遇到的困難，不排除這些困難，大規(guī)模推廣節(jié)電產(chǎn)品就無(wú)從談起。這里面，主管部門的思想轉(zhuǎn)變和打破部門之間的制約至為關(guān)鍵。如何解決好這些問(wèn)題，吉林市的處理方法為我們提供了一個(gè)很好的啟示：由主管城建的副市長(zhǎng)掛帥，協(xié)調(diào)建委、市財(cái)政和路燈處等部門，定具體的實(shí)施細(xì)則。在政策上予以扶持——首先由市財(cái)政列支節(jié)能設(shè)備的先期投人，設(shè)備投人使用后，從第一年節(jié)電效益中返還，從第二年開始，每年節(jié)余部分投入到路燈再建設(shè)的工程中，同時(shí)，路燈部門的維護(hù)費(fèi)用不因電費(fèi)減少而縮減，既推廣了節(jié)能工作，又保障了基層的利益。
四、對(duì)節(jié)能工作的看法和建議
全國(guó)開發(fā)、生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品的企業(yè)，大部分是小企業(yè)和一些大專院校的科研機(jī)構(gòu)。為什么有實(shí)力的機(jī)構(gòu)不愿介入呢?節(jié)能產(chǎn)品利潤(rùn)小、推廣難，因此大型企業(yè)不愿涉足，投入不足致使我國(guó)節(jié)能產(chǎn)品在國(guó)際上處于相對(duì)落后狀況。為什么國(guó)家大力提倡節(jié)能十幾年了，而節(jié)能工作卻一直推而不廣呢?前面提到的政策不配套是一個(gè)重要原因，還有一個(gè)原因就是由于投入不夠，使得許多產(chǎn)品還僅僅是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品時(shí)就匆匆上市，結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)各種復(fù)雜的實(shí)際運(yùn)行工況。產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)硬，也就是造成人們常說(shuō)的節(jié)電不節(jié)錢的情況發(fā)生的重要原因。節(jié)能產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣，是一個(gè)耗力、耗時(shí)、耗錢的系統(tǒng)工程，沒(méi)有大的資本做后盾，市場(chǎng)很難打開，很多好的產(chǎn)品也就半途天折了。如何盡快扭轉(zhuǎn)這一被動(dòng)局面，我們有一個(gè)初步的設(shè)想：首先由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、科委、機(jī)械工業(yè)局牽頭，由國(guó)家投資建立一個(gè)國(guó)家級(jí)節(jié)能實(shí)驗(yàn)室(包括相應(yīng)的中試基地)，主要對(duì)申報(bào)的各類節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行理論評(píng)估，對(duì)通過(guò)評(píng)估的產(chǎn)品進(jìn)行中試和批量規(guī)模應(yīng)用，篩選出真正有推廣價(jià)值的產(chǎn)品。據(jù)我們調(diào)查，許多中小企業(yè)僅憑個(gè)人發(fā)明做一些基本設(shè)計(jì)或原型機(jī)，他們根本無(wú)法也無(wú)力承擔(dān)產(chǎn)品商品化的過(guò)程和批量試驗(yàn)的投人，批量試驗(yàn)是產(chǎn)品投入市場(chǎng)前一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，個(gè)人買不起各種工業(yè)設(shè)備，企業(yè)又不愿用生產(chǎn)設(shè)備去為別人做實(shí)驗(yàn)，因此許多節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)者只好望而卻步了。
從八十年代末開始，國(guó)家也曾推薦過(guò)各種節(jié)能產(chǎn)品，但是許多產(chǎn)品是憑各種文件一級(jí)一級(jí)上報(bào)，中間存在很多虛假成分，造成許多國(guó)家推薦的節(jié)能產(chǎn)品質(zhì)量不好或節(jié)能效果不佳等不良影響。如果有了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室和專家論證組，建立起一個(gè)規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這一問(wèn)題便迎刃而解了。同時(shí)，由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)起，包括金融機(jī)構(gòu)、企業(yè)和個(gè)人成立中國(guó)能源節(jié)約基金(金額5。10億元)，由專業(yè)投資銀行和技術(shù)專家負(fù)責(zé)運(yùn)作，形式上采用國(guó)際通行的融資租賃方式，銷售、推廣各類節(jié)能產(chǎn)品。這項(xiàng)基金既具有某種政府權(quán)威，又具備嚴(yán)格的商業(yè)機(jī)制，對(duì)操作的產(chǎn)品均采用租賃一分期付款方式，加上商業(yè)還款保險(xiǎn)等商業(yè)因素介入，基金的資本安全有了保障。兩個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)作，會(huì)使困擾中國(guó)節(jié)能產(chǎn)品推廣多年的難題一一化解，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)大批的國(guó)產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品走出實(shí)驗(yàn)室，走出國(guó)門。照明電耗雖然只占全國(guó)總電耗的10％—20％，道路照明所占比例更小，但是，從節(jié)能技術(shù)推廣的角度來(lái)看，它可能成為整個(gè)節(jié)能工作的突破口。
第一，整個(gè)路燈行業(yè)總體份額較小，容易操作。據(jù)初步計(jì)算，用三年時(shí)間將全國(guó)現(xiàn)有路燈系統(tǒng)進(jìn)行改造，總體投入不過(guò)6—7億元。如果能采用政府、社會(huì)齊動(dòng)手的戰(zhàn)略，不會(huì)給國(guó)家造成財(cái)政負(fù)擔(dān)。
第二，國(guó)家主管節(jié)能工作的國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和主管道路建設(shè)的建設(shè)部應(yīng)盡快制定相關(guān)的配套政策。據(jù)查，道路照明的設(shè)計(jì)規(guī)范基本上沒(méi)有涉及節(jié)能，所謂‘‘間隔關(guān)燈’’方法不過(guò)是各地在遇到電費(fèi)問(wèn)題時(shí)所采取的“不約而同”的手段而已。而目前采用的設(shè)計(jì)規(guī)范基本上是八十年代制定的，許多內(nèi)容甚至照搬國(guó)外六、七十年代的標(biāo)準(zhǔn)，早已不能適應(yīng)當(dāng)前的實(shí)際狀況，應(yīng)盡快修訂并將節(jié)能內(nèi)容列入其中。
一、我國(guó)路燈照明現(xiàn)狀
據(jù)調(diào)查，我國(guó)小型城市在夜晚9點(diǎn)后，大中城市在午夜12點(diǎn)后，道路上幾乎空無(wú)一人，即便是北京、上海、廣州這樣的繁華都市，凌晨2點(diǎn)以后，道路上也已罕見行人、車輛。從這一時(shí)段直至清晨6點(diǎn)路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒(méi)有必要。城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30％的比例，約439億kWh，以平均電價(jià)0．65元／kWh計(jì)算，一年開支285億元。在市政開支極度緊張的今天，國(guó)內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采用了日本等國(guó)家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，其中的弊病不言而喻——不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對(duì)路燈壽命的減損，因此不能稱做是真正意義上的節(jié)能。當(dāng)發(fā)達(dá)國(guó)家在討論什么是“恰到好處的照度水平”的今天，我們這種控制方法就太落后了。
九十年代以來(lái)，夜景照明建設(shè)成為都市市政設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，各地也取得了相應(yīng)的成績(jī)，但是市政開支普遍緊張與增設(shè)夜景照明形成了很大的矛盾c以沿海某開放城市為例，大批路燈在安裝后迫于財(cái)政緊張的壓力，支付不起沉重的照明電費(fèi)開支，又不得不關(guān)掉近一半的燈，結(jié)果近年新裝的部分路燈形同擺設(shè)，造成變相浪費(fèi)c
如何讓路燈亮起來(lái)，讓城市亮起來(lái)，亮得更科學(xué)，亮得省電省錢?答案是：采用智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)。
二、智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)
1．什么是智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)是國(guó)際上流行的全數(shù)字智能路燈節(jié)能控制技術(shù)。它充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺理論，采用現(xiàn)代控制論中的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈電壓及照度的動(dòng)態(tài)智能化管理，即TPo管理(TIME／PLACE／0CCASl0N)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路就是：在繁忙的時(shí)段，控制路燈保持較強(qiáng)的照度，接近午夜時(shí)分，開始自動(dòng)調(diào)光，在后半夜車稀人少時(shí)，則控制路燈保持較低照度的照明(類似房燈的調(diào)光器，可以隨需要而任意調(diào)光)。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是在調(diào)光的同時(shí)也大幅降低了電耗，節(jié)約有功電耗達(dá)30％以上。房燈調(diào)光已流行多年，主要是因?yàn)槭覂?nèi)燈功率小，容易實(shí)現(xiàn)。而道路照明則完全不同：首先，燈泡功率大，不易控制；其次，使用環(huán)境惡劣，九十年代，電力電子元件技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，調(diào)光技術(shù)有了可靠的質(zhì)量保障，通過(guò)一些地區(qū)的規(guī)模應(yīng)用，其完美的調(diào)光效果和節(jié)電功能得到了一致認(rèn)同，在德國(guó)，美國(guó)這些耗電大國(guó)，此類技術(shù)也得到了政府的大力扶持和推廣‘：智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的控制過(guò)程是：通過(guò)測(cè)取城市道路車輛及行人的“時(shí)間一車輛(人)”統(tǒng)計(jì)規(guī)律，獲取相應(yīng)的照度調(diào)整率，依此來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的控制程序，根據(jù)照度調(diào)整率，從某一時(shí)刻開始，平滑地對(duì)路燈輸入電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使路燈輸入電功率與實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配，不僅節(jié)約了電能，而且穩(wěn)定了電壓，延長(zhǎng)了路燈的使用壽命，達(dá)到了雙重意義上的節(jié)能。
2．開燈比關(guān)燈更省錢前面提到的關(guān)燈節(jié)能方法是以犧牲城市照明和誘發(fā)犯罪率以及交通事故上升為代價(jià)的，而智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)所達(dá)到的節(jié)電率高于30％，由此而言，采用智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)，開燈比關(guān)燈更省錢。
3．算一筆看不見的帳
我國(guó)現(xiàn)有的路燈70％以上使用的都是高壓鈉燈，其設(shè)計(jì)壽命為24000小時(shí)(5年)。但是由于我國(guó)城市電網(wǎng)技術(shù)落后，造成線路的電壓波動(dòng)大大超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多地區(qū)的波動(dòng)甚至超過(guò)額定電壓的左右15％，特別是在后半夜，由于電負(fù)荷減少使得電網(wǎng)電壓有時(shí)接近245V，致使路燈燈泡的實(shí)際使用壽命平均不到一年。現(xiàn)在，可以算這樣一筆帳：以沿海開放城市為例，路燈每年需要更換一次燈泡，更換一只燈泡所需費(fèi)用(含鎮(zhèn)流器損耗、人工、車輛等)為120元，該市共有兩萬(wàn)多只常開的路燈，則每年僅更換路燈燈泡的費(fèi)用就高達(dá)兩百多萬(wàn)元人民幣，如果采用了智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)，路燈燈泡的使用壽命可延長(zhǎng)一倍，僅此一項(xiàng)，一年就可節(jié)約開支兩百多萬(wàn)元，加上節(jié)電30％，一年可節(jié)約七百多萬(wàn)元電費(fèi)，兩項(xiàng)相加就有近千萬(wàn)元之巨。如果450萬(wàn)元作為先期投入，半年內(nèi)所節(jié)約的費(fèi)用即可回收，逐年節(jié)約的資金可以重新投入市政建設(shè)。
據(jù)1999年全國(guó)道路照明專業(yè)委員會(huì)第九屆年會(huì)上得到的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)字，目前國(guó)內(nèi)所有城市道路照明的總燈數(shù)約300萬(wàn)只(套)，工礦企業(yè)、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、高速公路照明等非市政照明燈具約100萬(wàn)只(套)，總數(shù)400多萬(wàn)只，并且每年遞增10％以上。如果及時(shí)采用此項(xiàng)技術(shù)，僅從節(jié)約電費(fèi)、降低燈泡損耗和人工開支三項(xiàng)來(lái)計(jì)算，五年時(shí)間可為國(guó)家節(jié)約近100億元人民幣，可以少建三座裝機(jī)120萬(wàn)kW的火電站，同時(shí)節(jié)約了大批的原煤。
對(duì)于全國(guó)的總耗電量而言，道路照明只占一個(gè)小小的百分?jǐn)?shù)，也正因如此，它才有可能成為推動(dòng)節(jié)能運(yùn)動(dòng)的一個(gè)突破口。從道路照明著手，花兩三年時(shí)間摸索出一套符合中國(guó)國(guó)情的商業(yè)化運(yùn)作模式，然后在全國(guó)各行各業(yè)全面推廣。當(dāng)然，這需要政府下大決心、花大力氣去進(jìn)行推動(dòng)。
4．智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的推廣亟待政府的行政支持
路燈節(jié)能無(wú)疑會(huì)給各地的市政開支節(jié)省大量資金，然而對(duì)路燈管理部門而言，他們的日常開支和經(jīng)常性的維護(hù)費(fèi)用是和路燈電耗及安裝數(shù)量成正比的，電耗越多，下年度的費(fèi)用就同比增長(zhǎng)，也可以這樣說(shuō)，越是節(jié)約用電，對(duì)基層下年度的費(fèi)用預(yù)算就越少，因此，路燈管理部門對(duì)節(jié)電工程大多持消極態(tài)度。這一現(xiàn)象反映出節(jié)能政策在具體操作中和現(xiàn)行體制及利益分配機(jī)制不相匹配，目前各地所執(zhí)行的政策實(shí)際上是在鼓勵(lì)浪費(fèi)!國(guó)家整體的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益和部門短期利益之間存在著很大的矛盾。這一狀況對(duì)節(jié)能工作的深入開展產(chǎn)生了相當(dāng)大的阻力。
三、我國(guó)節(jié)能工作的阻力
1．部門之間的問(wèn)題
在國(guó)內(nèi)，主管節(jié)能工作的行政主管部門是各地經(jīng)委和節(jié)電辦公室，而路燈部門隸屬建設(shè)部門，經(jīng)委只有協(xié)調(diào)功能而不能跨行業(yè)進(jìn)行行政干預(yù)，因此，經(jīng)委在這個(gè)領(lǐng)域中起不了什么作用，而建設(shè)部門在經(jīng)濟(jì)環(huán)境好的時(shí)候大手花錢，節(jié)電似乎無(wú)關(guān)緊要，到了當(dāng)前經(jīng)濟(jì)緊縮時(shí)，又拿不出錢去改造。
2．上下級(jí)之間的問(wèn)題
全國(guó)的路燈部門仍然是執(zhí)行計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，建多少條路，裝多少盞燈，是建委和計(jì)委及財(cái)政的事，路燈部門只負(fù)責(zé)維護(hù)，節(jié)電效益體現(xiàn)不到他們身上，所以他們對(duì)節(jié)能并不感興趣。而主管部門對(duì)實(shí)際運(yùn)行缺乏了解，對(duì)節(jié)能就更是門外漢，因此，一個(gè)項(xiàng)目就會(huì)在部門之間踢來(lái)踢去。
3．缺乏資金
現(xiàn)接段，建設(shè)資金尤其是市政資金極端緊張，拿不出啟動(dòng)資金，而市場(chǎng)上又沒(méi)有融資租賃的資金可利用，再加上相應(yīng)的法規(guī)、制度不健全，沒(méi)有人敢向節(jié)能領(lǐng)域大力投資，使得路燈節(jié)能推廣異常困難。
4．缺少規(guī)模
前些年，大量中小企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量不過(guò)關(guān)甚至假冒偽劣的產(chǎn)品給人們留下了惡劣印象，使人們對(duì)節(jié)電產(chǎn)品產(chǎn)生懷疑甚至是排斥。
5．節(jié)能思想不正確
由于多年來(lái)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)造成的“吃皇糧”思想作怪，認(rèn)為路燈和電都是國(guó)家的，節(jié)不節(jié)電與自己無(wú)關(guān)，大不了欠電費(fèi)，反正供電部門也是國(guó)家的，或者再嚴(yán)重一點(diǎn)就索性把燈關(guān)了，既省電又省事。
上述這些問(wèn)題集中反映了路燈節(jié)能工作中所遇到的困難，不排除這些困難，大規(guī)模推廣節(jié)電產(chǎn)品就無(wú)從談起。這里面，主管部門的思想轉(zhuǎn)變和打破部門之間的制約至為關(guān)鍵。如何解決好這些問(wèn)題，吉林市的處理方法為我們提供了一個(gè)很好的啟示：由主管城建的副市長(zhǎng)掛帥，協(xié)調(diào)建委、市財(cái)政和路燈處等部門，定具體的實(shí)施細(xì)則。在政策上予以扶持——首先由市財(cái)政列支節(jié)能設(shè)備的先期投人，設(shè)備投人使用后，從第一年節(jié)電效益中返還，從第二年開始，每年節(jié)余部分投入到路燈再建設(shè)的工程中，同時(shí)，路燈部門的維護(hù)費(fèi)用不因電費(fèi)減少而縮減，既推廣了節(jié)能工作，又保障了基層的利益。
四、對(duì)節(jié)能工作的看法和建議
全國(guó)開發(fā)、生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品的企業(yè)，大部分是小企業(yè)和一些大專院校的科研機(jī)構(gòu)。為什么有實(shí)力的機(jī)構(gòu)不愿介入呢?節(jié)能產(chǎn)品利潤(rùn)小、推廣難，因此大型企業(yè)不愿涉足，投入不足致使我國(guó)節(jié)能產(chǎn)品在國(guó)際上處于相對(duì)落后狀況。為什么國(guó)家大力提倡節(jié)能十幾年了，而節(jié)能工作卻一直推而不廣呢?前面提到的政策不配套是一個(gè)重要原因，還有一個(gè)原因就是由于投入不夠，使得許多產(chǎn)品還僅僅是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品時(shí)就匆匆上市，結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)各種復(fù)雜的實(shí)際運(yùn)行工況。產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)硬，也就是造成人們常說(shuō)的節(jié)電不節(jié)錢的情況發(fā)生的重要原因。節(jié)能產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣，是一個(gè)耗力、耗時(shí)、耗錢的系統(tǒng)工程，沒(méi)有大的資本做后盾，市場(chǎng)很難打開，很多好的產(chǎn)品也就半途天折了。如何盡快扭轉(zhuǎn)這一被動(dòng)局面，我們有一個(gè)初步的設(shè)想：首先由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、科委、機(jī)械工業(yè)局牽頭，由國(guó)家投資建立一個(gè)國(guó)家級(jí)節(jié)能實(shí)驗(yàn)室(包括相應(yīng)的中試基地)，主要對(duì)申報(bào)的各類節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行理論評(píng)估，對(duì)通過(guò)評(píng)估的產(chǎn)品進(jìn)行中試和批量規(guī)模應(yīng)用，篩選出真正有推廣價(jià)值的產(chǎn)品。據(jù)我們調(diào)查，許多中小企業(yè)僅憑個(gè)人發(fā)明做一些基本設(shè)計(jì)或原型機(jī)，他們根本無(wú)法也無(wú)力承擔(dān)產(chǎn)品商品化的過(guò)程和批量試驗(yàn)的投人，批量試驗(yàn)是產(chǎn)品投入市場(chǎng)前一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，個(gè)人買不起各種工業(yè)設(shè)備，企業(yè)又不愿用生產(chǎn)設(shè)備去為別人做實(shí)驗(yàn)，因此許多節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)者只好望而卻步了。
從八十年代末開始，國(guó)家也曾推薦過(guò)各種節(jié)能產(chǎn)品，但是許多產(chǎn)品是憑各種文件一級(jí)一級(jí)上報(bào)，中間存在很多虛假成分，造成許多國(guó)家推薦的節(jié)能產(chǎn)品質(zhì)量不好或節(jié)能效果不佳等不良影響。如果有了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室和專家論證組，建立起一個(gè)規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這一問(wèn)題便迎刃而解了。同時(shí)，由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)起，包括金融機(jī)構(gòu)、企業(yè)和個(gè)人成立中國(guó)能源節(jié)約基金(金額5。10億元)，由專業(yè)投資銀行和技術(shù)專家負(fù)責(zé)運(yùn)作，形式上采用國(guó)際通行的融資租賃方式，銷售、推廣各類節(jié)能產(chǎn)品。這項(xiàng)基金既具有某種政府權(quán)威，又具備嚴(yán)格的商業(yè)機(jī)制，對(duì)操作的產(chǎn)品均采用租賃一分期付款方式，加上商業(yè)還款保險(xiǎn)等商業(yè)因素介入，基金的資本安全有了保障。兩個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)作，會(huì)使困擾中國(guó)節(jié)能產(chǎn)品推廣多年的難題一一化解，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)大批的國(guó)產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品走出實(shí)驗(yàn)室，走出國(guó)門。照明電耗雖然只占全國(guó)總電耗的10％—20％，道路照明所占比例更小，但是，從節(jié)能技術(shù)推廣的角度來(lái)看，它可能成為整個(gè)節(jié)能工作的突破口。
第一，整個(gè)路燈行業(yè)總體份額較小，容易操作。據(jù)初步計(jì)算，用三年時(shí)間將全國(guó)現(xiàn)有路燈系統(tǒng)進(jìn)行改造，總體投入不過(guò)6—7億元。如果能采用政府、社會(huì)齊動(dòng)手的戰(zhàn)略，不會(huì)給國(guó)家造成財(cái)政負(fù)擔(dān)。
第二，國(guó)家主管節(jié)能工作的國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和主管道路建設(shè)的建設(shè)部應(yīng)盡快制定相關(guān)的配套政策。據(jù)查，道路照明的設(shè)計(jì)規(guī)范基本上沒(méi)有涉及節(jié)能，所謂‘‘間隔關(guān)燈’’方法不過(guò)是各地在遇到電費(fèi)問(wèn)題時(shí)所采取的“不約而同”的手段而已。而目前采用的設(shè)計(jì)規(guī)范基本上是八十年代制定的，許多內(nèi)容甚至照搬國(guó)外六、七十年代的標(biāo)準(zhǔn)，早已不能適應(yīng)當(dāng)前的實(shí)際狀況，應(yīng)盡快修訂并將節(jié)能內(nèi)容列入其中。
（一）聚光性強(qiáng)
我國(guó)LED照明燈采用的都是二極管的機(jī)構(gòu)，使光源發(fā)出的光線都能匯聚到一起，具有非常強(qiáng)大的聚光性。在隧道照明系統(tǒng)開啟的時(shí)候，光源可以集中照射到指定部位，提高了高速公路隧道的安全性。
（二）耗電量低
LED照明燈的使用，電能基本都轉(zhuǎn)化為了隧道照明的光源，使得在一定時(shí)間內(nèi)的照明時(shí)間比一般的節(jié)能燈要長(zhǎng)，耗電量低，大大的提高了電能的利用率。
（三）顯示性強(qiáng)
LED照明燈具有燈光顯示性強(qiáng)的特點(diǎn)，使得高速公路隧道照明的光線與人們?nèi)粘Ｉ畹南嘟粫?huì)導(dǎo)致因?yàn)檫M(jìn)入隧道燈光過(guò)強(qiáng)眼睛受到刺激引起的安全事故的發(fā)生，提高了隧道照明的高效性。
（四）故障問(wèn)題少
由于LED照明燈的結(jié)構(gòu)是二極管的半導(dǎo)體元件，沒(méi)有引發(fā)故障問(wèn)題的敏感部件，所以在高速公路隧道照明系統(tǒng)的使用過(guò)程中，應(yīng)用性非常強(qiáng)，故障問(wèn)題少，從而大大降低了高速公里隧道照明管理工作人員的工作量。
（五）沒(méi)有頻閃
LED照明燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便和快捷，因此，在開啟的時(shí)候電壓非常低，屬于直流電源，在隧道照明過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生頻閃的現(xiàn)象，提高了車輛在隧道行駛的安全性。
（六）單色性單一
LED照明燈在高速公路隧道照明節(jié)能技術(shù)的普遍運(yùn)用還要一個(gè)重要的原因是，LED照明燈的單色性好，非常單一，不會(huì)對(duì)照射物造成污染，使隧道照明更安全和高效。
二、高速公路中隧道LED照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
我國(guó)隧道LED照明節(jié)能技術(shù)的普遍應(yīng)用，與系統(tǒng)控制完美的結(jié)合，大大提高了隧道照明系統(tǒng)的工作效率，有效的保障了高速公路隧道行駛的安全。
（一）LED照明燈的選擇
我國(guó)隧道LED照明節(jié)能技術(shù)中，對(duì)于LED照明燈的選擇非常重要，它關(guān)系著整個(gè)隧道照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行和高速公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1、模塊選擇在進(jìn)行LED照明燈的模塊選擇時(shí)，要根據(jù)隧道的具體情況和照明燈的安裝要求來(lái)執(zhí)行，選擇高質(zhì)量的模塊，保證LED照明燈的正常使用和隧道照明的穩(wěn)定性。2、結(jié)構(gòu)選擇我國(guó)LED技術(shù)的不斷發(fā)展，使高速公路隧道照明變得更有效，一般情況下選擇的都是白色燈源，與自然光相近的光度，以保障車輛在隧道行駛過(guò)程中的安全。
（二）操作模式
我國(guó)高速公路LED照明技能技術(shù)實(shí)行的是運(yùn)用現(xiàn)代的高科技網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)和控制器之間數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)隧道洞內(nèi)和洞外的照明進(jìn)行共同控制的系統(tǒng)控制操作模式。高速公路分為基本段和出入口段，在建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)不同時(shí)間段和不同天氣情況下洞內(nèi)和洞外情況進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)施工前和施工后隧道洞內(nèi)和洞外的亮度，隧道的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)計(jì)LED照明安裝，選擇質(zhì)量高和最合適的LED照明燈，保證隧道LED照明安裝工程的質(zhì)量。LED照明節(jié)能技術(shù)與控制系統(tǒng)相結(jié)合，提高了高速公路隧道照明節(jié)能技術(shù)，保障了隧道照明的安全性、穩(wěn)定性和高效性，以保證高速公路隧道車輛行駛的安全和運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)受到車流量和速度的影響。高速公路隧道LED照明節(jié)能技術(shù)中，合理的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制的有效結(jié)合，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，充分利用率LED照明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，降低了電量耗損率；減少高速公路隧道照明管理工作人員和維修工作人員的工作量，從而保障高速公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高高速公路運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益。
三、結(jié)束語(yǔ)
1、設(shè)計(jì)公路隧道前對(duì)交通量進(jìn)行合理預(yù)測(cè)
合理預(yù)測(cè)交通量是公路隧道照明設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，在設(shè)計(jì)速度一樣的前提條件下，設(shè)計(jì)交通量不同，最后得到公路隧道照明需求也是不一樣。例如：公路隧道設(shè)計(jì)速度為90km/h，小交通量要比大交通量少用能源40%以上，公路隧道設(shè)計(jì)速度為65km/h時(shí)，小交通量要比大交通量少用能源50%以上，從上述也就不難看出，依據(jù)實(shí)際情況合理預(yù)測(cè)公路隧道交通量對(duì)公路隧道照明系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有積極作用。
2、依據(jù)實(shí)際情況，合理布設(shè)燈具位置
從普遍意義上來(lái)說(shuō)，公路隧道基本照明方式可以分為三種：中間單排布燈、兩側(cè)對(duì)稱布燈、兩側(cè)交錯(cuò)布燈等，不同的布設(shè)方式自然而然的所用燈具、檢查維修程度也不一樣，在查閱相關(guān)資料后得知：雙側(cè)布置燈具要比中間布置燈具其效率更高，而雙側(cè)交錯(cuò)布置要比雙側(cè)對(duì)稱布置效率要更高。在布置設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到其高度問(wèn)題，采用合理布燈方式又能夠達(dá)到節(jié)能目的，還能夠減少維修檢查方面的費(fèi)用，這是“低碳經(jīng)濟(jì)”的又一種體現(xiàn)。
3、在公路隧道中應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備
縱觀當(dāng)前公路隧道照明設(shè)計(jì)整個(gè)領(lǐng)域，其大多都是采用路面亮度與長(zhǎng)隧道取值相同的方式。倘若采用LED誘導(dǎo)燈，既能夠節(jié)約建設(shè)成本也能夠減少一些不必要的損耗。LED燈彌補(bǔ)了以往燈具清晰度差的缺點(diǎn)，站在駕駛員的角度出發(fā)能夠降低駕駛員的心理壓力，在保障公路隧道行車安全的基礎(chǔ)上可以依據(jù)行車量降低LED燈的亮度，尤其是在夜間或者晴朗天氣。
4、不定期對(duì)照明燈具進(jìn)行維護(hù)
在實(shí)際中我們不難發(fā)現(xiàn)，公路隧道照明燈具開始使用時(shí)比較明亮，但是使用一段時(shí)間后衰減，造成其根本原因塵埃以及汽車油垢等多種因素降低了光的透射能力，如若長(zhǎng)期沒(méi)有對(duì)燈具進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)，照明強(qiáng)度降低，為行車安全埋下隱患，因此不定期對(duì)照明燈具進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)是非常重要的。
二、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：道路照明;風(fēng)光互補(bǔ);ZigBee;智能控制
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）12-00-03
0 引 言
城市照明的迅速發(fā)展在改善城市環(huán)境、完善城市功能、提高市民的生活素質(zhì)發(fā)揮重要作用的同時(shí)也加大了對(duì)能源的需求和消耗，加劇了城市供用電緊張。據(jù)中國(guó)照明學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，由于線路損耗、夜間超負(fù)荷運(yùn)行等原因，城市道路照明的電能利用率不到65%，耗電總量占中國(guó)發(fā)電總量的2%左右，節(jié)能潛力巨大[1]。除此之外普通城市照明還存在監(jiān)控管理方式落后，安全性能較低等問(wèn)題。
我國(guó)提出的建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的目標(biāo)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的任務(wù)為上述問(wèn)題的解決提供了很多思路。其中風(fēng)力與太陽(yáng)能互補(bǔ)路燈采用風(fēng)能與太陽(yáng)能為能源，無(wú)需開溝埋線，具有不受供電影響，不消耗常規(guī)電網(wǎng)能源，安裝簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保，無(wú)安全隱患等優(yōu)點(diǎn)，是解決上述問(wèn)題的一種重要解決方案，具有極高的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
為了保證路燈的正常使用，使路燈始終工作在最優(yōu)狀態(tài)，管理機(jī)構(gòu)需要對(duì)路燈的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理。但是在目前通常風(fēng)光互補(bǔ)路燈的設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化布線，每個(gè)路燈均為一個(gè)獨(dú)立的光伏系統(tǒng)[2]。圖1所示，每套路燈均由太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、路燈控制器、蓄電池組、路燈燈頭以及架桿組成，各燈之間相互獨(dú)立，沒(méi)有線路連接，無(wú)法以傳統(tǒng)布線的方式對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)路燈的進(jìn)行監(jiān)控和管理。
針對(duì)上述問(wèn)題，論文引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了一種基于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明智能控制系統(tǒng)，通過(guò)在每一盞路燈的控制器安裝ZigBee節(jié)點(diǎn)構(gòu)建ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，并在管理機(jī)構(gòu)搭建路燈智能監(jiān)控管理平臺(tái)，將管理機(jī)構(gòu)與每一桿路燈連接起來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)管理機(jī)構(gòu)（監(jiān)管平臺(tái)）對(duì)每一盞路燈的工作狀況全方位的分布式自動(dòng)/人工監(jiān)視和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明工作狀態(tài)的最優(yōu)化管理。
圖1 傳統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
基于ZigBee的道路照明智能控制系統(tǒng)主要由道路照明設(shè)施、ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、輔助決策系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心等幾部分組成，其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中道路照明設(shè)施與ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為一體化裝置，其ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由眾多接入相應(yīng)風(fēng)光互補(bǔ)路燈智能控制器的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)形成，因此ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可以完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有風(fēng)光互補(bǔ)道路照明設(shè)施工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，完成對(duì)路燈的無(wú)線遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視;無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)也可以向道路照明設(shè)施控制器發(fā)送從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)接收到的監(jiān)控中心相關(guān)控制命令，從而完成對(duì)路燈的無(wú)線遠(yuǎn)程控制。
圖2 道路照明智能控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
輔助決策系統(tǒng)主要由光照度采集傳感器、GPS模塊、溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨雪傳感器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成，主要用作對(duì)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)道路照明設(shè)施控制的決策依據(jù)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將輔助決策數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心根據(jù)當(dāng)前的氣象狀態(tài)數(shù)據(jù)向相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令，從而完成對(duì)路燈工作狀態(tài)的控制。
2 智能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 智能路燈控制器
智能路燈控制器作完成了照明系統(tǒng)的發(fā)電控制、蓄電池供放電控制、路燈照明開閉及亮度控制等，是道路照明智能控制系統(tǒng)的核心部件，對(duì)道路照明系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性作用。考慮到論文設(shè)計(jì)的道路照明智能控制系統(tǒng)的光伏及風(fēng)力發(fā)電的原理、蓄電池充放電工作原理、ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)工作方式和道路照明的實(shí)際需求，論文設(shè)計(jì)了如圖3所示的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制系統(tǒng)，包括了微處理器模塊、發(fā)電設(shè)備發(fā)電/充電控制管理模塊、蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、電源控制管理模塊、負(fù)載狀態(tài)采集模塊和負(fù)載輸出驅(qū)動(dòng)控制模塊等，除此之外風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板、蓄電池組、LED路燈燈頭和無(wú)線通信模塊與控制器相連，最終與燈桿、燈架等設(shè)備組裝后安裝于道路兩側(cè)實(shí)現(xiàn)道路照明功能。
智能路燈控制器能夠完成的具體功能包括：外界氣象條件達(dá)到設(shè)備發(fā)電需求時(shí)，控制發(fā)電設(shè)備發(fā)電，在經(jīng)過(guò)整流、恒壓或升壓后控制向蓄電池組充電或向LED燈頭負(fù)載供電;對(duì)電池板和風(fēng)機(jī)的電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)MPPT算法追蹤其最大輸出功率點(diǎn)，使發(fā)電設(shè)備以最大輸出功率為蓄電池充電;對(duì)蓄電池組進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，并控制完成過(guò)放電保護(hù)、過(guò)充電保護(hù)、短路保護(hù)、反接保護(hù)、極性保護(hù)和風(fēng)機(jī)失速剎車等;控制節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接入路燈ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的路燈系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的控制命令，完成LED 燈頭的開燈、關(guān)燈及亮度調(diào)節(jié)控制，太陽(yáng)能電池板的朝向角度控制;對(duì)蓄電池剩余電量智能檢測(cè)，并根據(jù)風(fēng)機(jī)與太陽(yáng)能板的預(yù)期發(fā)電效率調(diào)整放電時(shí)間及光源亮度，盡可能延長(zhǎng)照明時(shí)間;在發(fā)電設(shè)備發(fā)電量無(wú)法滿足LED 負(fù)載照明時(shí)，控制蓄電池放電，驅(qū)動(dòng)照明。
圖3 道路照明智能控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
其中控制器微處理器采用德州儀器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，支持 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的應(yīng)用，芯片內(nèi)集成了ZigBee無(wú)線模塊，結(jié)合了一個(gè)完全集成的，高性能的RF收發(fā)器與一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型8051MCU，8 KB的RAM， 32/64/128/256 KB閃存[3]。主要控制完成各個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集、太陽(yáng)跟蹤算法的實(shí)現(xiàn)、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)以及相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)送和控制命令的接收等路燈控制器功能。
電力拖動(dòng)模塊采用的步進(jìn)電機(jī)控制電池板在高度角和方位角上進(jìn)行變化，并通過(guò)限位傳感器判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)停止位置。并配置合適的蝸輪蝸桿減速機(jī)，由于蝸桿軸向力較大，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿，防止電池板在大風(fēng)天氣下反向拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
2.2 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)集成了ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)與GPRS網(wǎng)關(guān)模塊（或直接接入有線Internet網(wǎng)絡(luò)），主要作為ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的通信樞紐完成監(jiān)控中心控制命令的下傳和各路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)的上傳等工作，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)主要是通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收太陽(yáng)能板的旋轉(zhuǎn)角度、發(fā)電電壓和蓄電池充放電狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控功能;或者通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)廣播到各路燈控制器節(jié)點(diǎn)，以完成相應(yīng)的控制功能。
其中MCU+ZigBee模塊同樣采用新一代SOC芯片CC2530，E2PROM采用EEPROM24C系列存儲(chǔ)芯片，按鍵與顯示模塊完成人機(jī)交互。GPRS模塊采用HC-GPRS/232/T，該模塊是GPRS透明傳輸終端，內(nèi)置工業(yè)級(jí)GPRS模塊，具有RS 232接口的工業(yè)設(shè)備無(wú)需更改任何軟件即可通過(guò)GPRS無(wú)線聯(lián)網(wǎng)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多通信。
3 智能控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
3.1 太陽(yáng)自動(dòng)追蹤策略
由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的影響，太陽(yáng)的高度角和方位角會(huì)在一年四季內(nèi)按照固定的規(guī)律發(fā)生變化，而太陽(yáng)光在與太陽(yáng)能電池板成垂直角度照射時(shí)，電池板接收光照強(qiáng)度最高，發(fā)電效率最好，因此論文以路燈套件中的電力拖動(dòng)模塊為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了電池板的太陽(yáng)追蹤策略，構(gòu)建太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)，保證太陽(yáng)能板工作時(shí)始終處于較高的發(fā)電效率狀態(tài)[4]。考慮到實(shí)際應(yīng)用需求，論文將太陽(yáng)追蹤策略分為如流程圖3種工作狀態(tài)：
（1）自動(dòng)回位
在日落時(shí)，風(fēng)光互補(bǔ)路燈主要依靠風(fēng)機(jī)發(fā)電，若風(fēng)機(jī)發(fā)電不足則依靠蓄電池組供電照明。此時(shí)需要太陽(yáng)能電池板以限位傳感器為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)到初始垂直位置，等待次日的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）自動(dòng)控制模式
當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)布置于某區(qū)域的輔助決策系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到該區(qū)域當(dāng)前的氣象條件適合電池板正常發(fā)電時(shí)，通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)向該區(qū)域各路燈控制器控制器發(fā)送控制命令，使其切換至自動(dòng)控制模式。
在自動(dòng)控制模式下，各路燈控制器定時(shí)通過(guò)固化于其存儲(chǔ)器中的自動(dòng)控制策略根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥取?dāng)前的日期時(shí)間和太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律公式計(jì)算出任意時(shí)刻的太陽(yáng)高度方位角，然后通過(guò)二維極軸電力拖動(dòng)模塊，控制電池板旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的角度，實(shí)現(xiàn)高度角-方位角的全稱追蹤。
（3）遠(yuǎn)程控制模式
當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)某區(qū)域的輔助決策系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到該區(qū)域當(dāng)前的氣象條件（如陰雨天氣等）無(wú)需電池板進(jìn)行視日追蹤時(shí)，通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)向該區(qū)域各路燈控制器控制器發(fā)送控制命令，使其切換至遠(yuǎn)程控制模式。
此時(shí)路燈控制器根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心管理系統(tǒng)或管理人員發(fā)出的控制命令，使電池板旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的位置，并在氣象條件無(wú)法滿足電池板發(fā)電條件時(shí)使其開路停止發(fā)電。
3.2 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)主要完成路燈ZigBee無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，為了減少GPRS數(shù)據(jù)流量，在路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)則不再實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，而改為查詢方式，即只需要在上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心需要查看當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，上傳相關(guān)數(shù)據(jù)[5]。其軟件流程如圖5所示。
圖5 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件流程圖
4 結(jié) 語(yǔ)
論文設(shè)計(jì)的基于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明智能控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的管理平臺(tái)使城市照明管理機(jī)構(gòu)對(duì)傳統(tǒng)獨(dú)立式安裝的每一盞路燈的工作狀況實(shí)現(xiàn)全方位的分布式自動(dòng)/人工監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明工作狀態(tài)的最優(yōu)化管理，提高了道路照明的智能化程度。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：LED照明，光源，應(yīng)用，現(xiàn)狀，前景
LED發(fā)光二極管，也叫作光發(fā)射二極管（Light EmittingDiode，簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED）。是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件，屬于固態(tài)光源。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中載流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。近年來(lái)隨著LED芯片技術(shù)的提高、價(jià)格的降低以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的成熟，使LED光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。尤其在目前全球范圍能源緊張，中央政府大力提倡“節(jié)能降耗”的宏觀環(huán)境下，大力推廣LED照明必將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.LED光源的優(yōu)點(diǎn)
LED的發(fā)光原理是利用半導(dǎo)體中的電子和電洞結(jié)合而發(fā)出光子，不同于白熾燈絲需要在3000度以上的高溫下工作，也不必像熒光燈需使用高電壓激發(fā)電子束，LED和一般的電子組件相同，只需要2～4伏特(V)的電壓，在常溫下就可以正常動(dòng)作，因此其壽命也比傳統(tǒng)光源來(lái)得更長(zhǎng)，可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上，被稱為長(zhǎng)壽燈。因LED光源工作電壓低，所以安全可靠，人體接觸無(wú)危險(xiǎn)。
LED光效可達(dá)200lm/w，白熾燈的發(fā)光效率是8～15 lm/ W左右，普通T-8鹵素?zé)晒鉄艄庑?0 lm/ W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能很多。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。并且LED還有毫秒級(jí)的通斷時(shí)間，這也是一般傳統(tǒng)光源無(wú)法達(dá)到的。
LED所發(fā)出的顏色，主要取決于電子與電洞結(jié)合所釋放出來(lái)的能量高低，也就是由所用的半導(dǎo)體材料的能隙所決定。同一種材料的波長(zhǎng)都很接近，因此每一顆LED的光色都很純正，其光譜中無(wú)紫外線，故無(wú)熱量，無(wú)輻射損失，不會(huì)形成光污染，是真正環(huán)保的綠色光源。
LED芯片大小可以根據(jù)用途而隨意切割，常用的大小為0.3～1mm左右，跟傳統(tǒng)的白熾燈或熒光燈相比，體積相對(duì)小得多。為了使用方便，LED通常都使用樹脂包裝，做成5mm左右的各種形狀，十分堅(jiān)固耐震。
LED光源方便管理，具有集中控制和分散控制或?qū)c(diǎn)進(jìn)行可調(diào)節(jié)性控制等多種方式。通過(guò)控制電流調(diào)光，不同光色組合以調(diào)色，加上控制電路以達(dá)到多種動(dòng)態(tài)變化效果。
2.LED照明的應(yīng)用現(xiàn)狀
2003年6月，我國(guó)由科技部在“863”計(jì)劃的支持下，在照明領(lǐng)域及時(shí)啟動(dòng)了“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。2004年4月，科技部確定工作重點(diǎn)――發(fā)展新型照明行業(yè)，并確定福建廈門、上海、大連和江西南昌為首批四個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)基地。通過(guò)“863”計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持，我國(guó)已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備、器件封裝集成應(yīng)用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
在剛剛閉幕的2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，科技含量最高的場(chǎng)館――“水立方”外表的絢麗色彩就是來(lái)源于LED照明，僅這一項(xiàng)，就比普通照明節(jié)電60%以上 。國(guó)家863計(jì)劃重大科研課題“國(guó)家游泳中心半導(dǎo)體照明規(guī)模化系統(tǒng)集成技術(shù)研究”和北京市的“LED在國(guó)家游泳中心建筑物景觀照明上的應(yīng)用研究”兩項(xiàng)科研課題，取得的一系列技術(shù)突破，為“水立方”的景觀照明提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。“水立方”采用空腔內(nèi)透光的照明方式，是目前世界上最大的膜結(jié)構(gòu)建筑的LED景觀照明方案。該方案采用單顆1W大功率LED光源，光源具有長(zhǎng)壽命、易集成、快響應(yīng)、利環(huán)保、高節(jié)能、光分布易于控制、色彩豐富等特點(diǎn)。
據(jù)相關(guān)報(bào)道，目前山東省濰坊市實(shí)施了大功率LED照明示范工程,利用自主開發(fā)的新型高效節(jié)能環(huán)保LED路燈,大規(guī)模推廣應(yīng)用城市綠色照明系統(tǒng)。已安裝大功率LED路燈接近11000盞，在維持道路照度相同(或更優(yōu))并滿足建設(shè)部道路照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下顯示了非常顯著的節(jié)能效果,實(shí)測(cè)與高壓鈉燈相比節(jié)電69%,與金鹵燈相比節(jié)電70%以上。LED路燈每天節(jié)電超過(guò)2.4萬(wàn)度,一年節(jié)電超過(guò)890萬(wàn)度,再加上減排的二氧化硫、二氧化碳和粉塵,社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
更多LED照明的相關(guān)資料表明，經(jīng)過(guò)2004-2006年的導(dǎo)入期，中國(guó)現(xiàn)在已有多個(gè)城市正在大力實(shí)施LED城市景觀與道路照明工程，以節(jié)能降耗面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球能源緊缺形勢(shì)。
3. LED照明的應(yīng)用前景
目前，照明消耗約占整個(gè)電力消耗的20%，大大降低照明用電是節(jié)省能源的重要途徑。LED正以其固有的優(yōu)越性吸引著世界的目光。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。 美國(guó)，日本等國(guó)家及臺(tái)灣地區(qū)對(duì)LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測(cè)，美國(guó)55%的白熾燈、日光燈被LED取代，每年可節(jié)省350億美元電費(fèi)，每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%的白熾燈換成LED，可減少1-2座核電站發(fā)電量，每年可節(jié)省10億公升以上原油消耗。臺(tái)灣地區(qū)25%的白熾燈及100%日光燈被LED取代，每年可節(jié)省110億度電。
舉世矚目的2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)都不約而同地以圍繞綠色節(jié)能為主題，這給中國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的歷史機(jī)遇。據(jù)國(guó)內(nèi)知名研究公司馳昂咨詢(Sinotes)近日的預(yù)測(cè)，在奧運(yùn)、世博的強(qiáng)力帶動(dòng)下，中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模將從2007年的48.5億元快速增長(zhǎng)至2010年的98.1億元。
在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的情況下，憑借LED照明技術(shù)的亮度高、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)勢(shì)，伴隨LED技術(shù)的飛速發(fā)展，使LED成為普通照明光源的時(shí)日越來(lái)越近，必將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后新的照明革命。
參考文獻(xiàn)
［1］國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推薦性技術(shù)規(guī)范 LB/T001―2008
［2］《中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展年鑒2006》
［3］《中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2005》
照明是涉及多種學(xué)科和多種技術(shù)領(lǐng)域的綜合性工程技術(shù),人的視覺特性和視覺認(rèn)知決定了對(duì)照明的量和質(zhì)的需求,不但要考慮半導(dǎo)體技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,還要考慮和關(guān)注美學(xué)、藝術(shù)、哲學(xué)、人體工效學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)性問(wèn)題,綜合集成來(lái)滿足人們對(duì)日益增長(zhǎng)的對(duì)生活質(zhì)量的追求。目前的狀況是沒(méi)有一個(gè)權(quán)威、一所大學(xué)、一個(gè)科研機(jī)構(gòu)或一個(gè)企業(yè)能全面了解照明科技的內(nèi)涵,因此,照明是一個(gè)更應(yīng)以人為本、貫徹科學(xué)發(fā)展觀、集成技術(shù)創(chuàng)新的科技領(lǐng)域,從科學(xué)發(fā)展的視角,我們僅列出一些有爭(zhēng)議、概念模糊和需要研究探討的問(wèn)題,供大家研討。
城市道路照明是“十城萬(wàn)盞”的主要應(yīng)用方向嗎?
高壓鈉燈在城市道路照明三十多年的發(fā)展歷程中已是成熟的高效光源,改進(jìn)的有高顯色性高壓鈉燈,新光源除LED外還有PHILIPS低色溫陶瓷金鹵燈和無(wú)極燈等。大部分專業(yè)人士觀點(diǎn)和試驗(yàn)表明:LED在發(fā)光效率、穩(wěn)定性、可靠性、耐熱性、色溫、配光、可維護(hù)性、性價(jià)比等方面不如以上光源,目前LED路燈的整體水平達(dá)不到主干道照明的“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。用LED路燈改造主干道或支路的主要問(wèn)題有:一是穩(wěn)定性差,維修和更換頻率高;二是總光通量不足,達(dá)不到“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”要求;三是市民反映多,特別是郊區(qū)或農(nóng)民反映大,他們說(shuō)城里的路燈換了一茬又一茬,從亮的又換成不亮的,我們什么時(shí)候能裝上路燈就好了。
根據(jù)目前LED路燈的技術(shù)水平,主要用于8米以下的支路、輔道、步行道、居民區(qū)道路,用于農(nóng)村城鎮(zhèn)化、城市郊區(qū)新建道路,用太陽(yáng)能光伏或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電和LED組合的路燈照明系統(tǒng),這樣用納稅人的錢辦社會(huì)和諧的事,又能節(jié)能降耗。
LED道路照明用照度指標(biāo)評(píng)價(jià)還是用亮度指標(biāo)評(píng)價(jià)?
現(xiàn)在每年有關(guān)LED道路照明的論文或演講數(shù)以千計(jì),會(huì)議頻繁,應(yīng)接不暇,其中不乏大腕專家或大企業(yè)總工程師,他們對(duì)駕駛員的視覺作業(yè)特點(diǎn),人的視覺功能和視覺信息的了解甚少,大部分的論文或演講都用路面照度、路面平均照度、照度均勻度等指標(biāo)評(píng)價(jià)LED路燈或LED道路照明設(shè)計(jì),而發(fā)達(dá)國(guó)家自80年代以來(lái)就開始采用“亮度標(biāo)準(zhǔn)”,中國(guó)建筑科學(xué)研究院李鐵楠研究員在他的著作《城市道路照明設(shè)計(jì)》和多次演講中都強(qiáng)調(diào)“根據(jù)視覺作業(yè)來(lái)選擇照明標(biāo)準(zhǔn)”;“道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)(包括視覺功能性和舒適性兩個(gè)方面):路面平均亮度、路面亮度總均勻度、路面亮度縱向均勻度、失能眩光(閾值增量)、環(huán)境比、誘導(dǎo)性等”,這些指標(biāo)已列入:“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ45-2006”中,其目的是照明要提供盡可能明亮的路面,在相對(duì)明亮的背景下,看得見物體的剪影或來(lái)自高反射物體的反射光,只有在某些特殊情況下,無(wú)法用亮度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)道路照明時(shí)采用照度指標(biāo)。同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃院鄒吉平、李麗等,在《重視道路和隧道照明中亮度與照度的關(guān)系》(照明工程學(xué)報(bào)08,2009)文中,對(duì)國(guó)內(nèi)外隧道燈測(cè)試比對(duì),照度相同,而進(jìn)口隧道燈的亮度比國(guó)產(chǎn)燈高80%。我們有些搞“十城萬(wàn)盞”的專家分不清發(fā)光強(qiáng)度、亮度、照度、光通量的概念中哪些是是客觀量,哪些是與人眼有關(guān)的主觀量;90%的專業(yè)書刊將發(fā)光強(qiáng)度定義為:“光源在給定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量”;把亮度與照度簡(jiǎn)單的用比例關(guān)系換算,甚至把亮度誤認(rèn)為照度,在標(biāo)準(zhǔn)中也采用路面照度均勻度來(lái)表征LED路燈的發(fā)光強(qiáng)度。這些不科學(xué)的問(wèn)題也是導(dǎo)致我們的LED路燈不成熟的原因之一,科學(xué)發(fā)展LED路燈任重道遠(yuǎn),有很長(zhǎng)的路要走,不能急功近利。
道路照明要用中問(wèn)視覺光譜光視效率函數(shù)修正嗎?
由于人眼椎體細(xì)胞和桿體細(xì)胞對(duì)不同亮度和光譜的敏感度不同,平均人眼在亮度大于3cd/時(shí),椎體細(xì)胞起作用,稱為明視覺,人眼的椎體細(xì)胞對(duì)555nm波長(zhǎng)的光視效率可達(dá)683lm/w。在亮度小于0.001cd/時(shí)桿體細(xì)胞起作用,稱為暗視覺,人眼桿體細(xì)胞對(duì)507nm波長(zhǎng)最敏感,其光視效率可達(dá)1725lm/w,而亮度范圍在0.001―3 cd/之間稱為中間視覺。我國(guó)城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定機(jī)動(dòng)車路面平均亮度在0.5 cd/-2 cd/之間。處于中間視覺范圍,因此有許多人提出LED偏藍(lán)光成分多,人眼敏感度提高,Led路燈的光效要乘1.6倍,而鈉光燈發(fā)黃光,人眼不敏感,鈉光燈光效要乘0.64,這樣計(jì)算效修正LED的光效就比鈉光燈高了,實(shí)測(cè)結(jié)果是我國(guó)大部分城市機(jī)動(dòng)車主干道的照明都超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),都在明視覺范圍,再加上車燈的亮度疊加,都大于3cd/,即使是0.1cd/,相當(dāng)于無(wú)路燈照明的月光下,與3cd/只差一個(gè)數(shù)量級(jí),光譜光視覺效率函數(shù)曲線移動(dòng)很少,因此即使國(guó)際上每年有許多討論中間視覺的論文,也沒(méi)有結(jié)論要用中間視覺光譜光視效率函數(shù)修正道路照明光源的發(fā)光效率,即使是較暗的照明條件下,提高了光源的顯色性,人的主觀感覺輝度也僅能提高20%―30%,不可能成倍的提高。
LED路燈能帶動(dòng)當(dāng)?shù)豅ED產(chǎn)業(yè)能做大做強(qiáng)嗎?
現(xiàn)在各地政府都以高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè);轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方向;節(jié)能減排、環(huán)保減碳等名義,大上LED路燈,企業(yè)忽悠政府,政府又忽悠企業(yè),認(rèn)為給幾條路做LED示范工程就能扶持一個(gè)產(chǎn)業(yè)起來(lái)。
正如廈門2005年大搞LED夜景工程一樣,從2005到2007年先后有24家企業(yè)參加廈門夜景工程建設(shè),后來(lái)又推廣到全省,廈門的主要骨干企業(yè)也參加了,當(dāng)時(shí)除了美化城市、繁榮經(jīng)濟(jì)外,主要是通過(guò)夜景工程扶持本地產(chǎn)業(yè),做大做強(qiáng),經(jīng)過(guò)近5年的發(fā)展,至今還剩少數(shù)幾家企業(yè)做LED景觀燈,沒(méi)有一家企業(yè)產(chǎn)值過(guò)億元,以此為鑒,許多城市想給幾條路燈做LED工程就能扶持一個(gè)產(chǎn)業(yè)起來(lái)是太理想化了,LED路燈已被炒作為過(guò)度投資過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)的高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè),現(xiàn)在做LED路燈的企業(yè)大部分都很可能成為先烈。
