劉望來(lái)，周 珊

（長(zhǎng)春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春130012）

0 前言

城市照明主要包括功能照明和景觀照明兩類(lèi)。功能照明是指保證人們生活安全、便利所必須的照明；景觀照明是渲染城市、供人們享用和欣賞，有著豐富的物質(zhì)生活和精神生活內(nèi)涵的照明。經(jīng)過(guò)幾年亮化工程的建設(shè)，長(zhǎng)春市的夜晚“高空遠(yuǎn)眺，流光溢彩，火樹(shù)銀花；近處觀景又濃淡相宜，靜動(dòng)結(jié)合，讓人感慨燈光的神奇”［1］。但照明器的大量使用消耗了大量電能，為節(jié)約電能，長(zhǎng)春市《關(guān)于加強(qiáng)城市夜景照明管理的通告》中規(guī)定：每周星期五、星期六和節(jié)假日及重大活動(dòng)期間應(yīng)當(dāng)開(kāi)啟夜景照明設(shè)施，開(kāi)啟時(shí)間與路燈開(kāi)啟時(shí)間相同；關(guān)閉時(shí)間：每年5月1日至9月30日為每日23時(shí)，每年10月1日至次年4月30日為每日22時(shí)。

為了加強(qiáng)對(duì)城市照明的管理，長(zhǎng)春市建成了路燈監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA），逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路照明和景觀照明的遙控、遙測(cè)、遙調(diào)和遙信，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈進(jìn)行功能分組，將照明器管理分成工作日、雙休日、節(jié)假日、重大節(jié)假日和特殊運(yùn)行等多套控制方案，另外，還有故障診斷、自適應(yīng)計(jì)算亮燈率等功能［2］。SCADA的投入提高了城市照明的管理水平，能夠有效地節(jié)約電能。

但在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)城市照明存在著一些問(wèn)題，本文側(cè)重于對(duì)交通照明中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 存在的問(wèn)題

1.1 道路照明工程建設(shè)落后于交通的發(fā)展

隨著城市的發(fā)展，交通流量在快速增長(zhǎng)，城市道路處于滿(mǎn)（超）負(fù)荷承載狀態(tài)，并且這種交通狀態(tài)將成為一種常態(tài)。現(xiàn)在長(zhǎng)春市交通的早高峰已經(jīng)提前到早晨6：40左右，夜間22：00左右依然具有較大的交通流量。城市道路照明已經(jīng)不是只解決主干道就能滿(mǎn)足交通需求的問(wèn)題，在城市三環(huán)路與四環(huán)路之間都具有較大的交通流量。隨著原先的次干路、支路上的交通流量急劇增加，這些道路按原道路等級(jí)設(shè)計(jì)的照明亮度和均勻度明顯已經(jīng)與現(xiàn)在交通的狀況不符，不能滿(mǎn)足功能照明的要求。以繁榮路為例，如圖1所示。人民大街以西路段路燈是單側(cè)架設(shè)，照明的亮度和均勻度很差，駕車(chē)行駛在繁榮路上需要駕駛員注意力高度集中，昏暗的燈光，加上對(duì)面駛過(guò)來(lái)的車(chē)輛開(kāi)啟的車(chē)燈，甚至是一些汽車(chē)開(kāi)啟的遠(yuǎn)光燈，使行人湮沒(méi)在昏暗中，很難被發(fā)現(xiàn)，給交通帶來(lái)極大的安全隱患。而在我們的城市中，像繁榮路這樣的道路還有很多。

圖1 繁榮路照明

1.2 SCADA功能還不完善

長(zhǎng)春市路燈監(jiān)控系統(tǒng)是按照日出日落時(shí)間設(shè)計(jì)的，是比較粗放的。在秋冬季節(jié)，長(zhǎng)春這座北方城市在下午16：00多天就暗了下來(lái)，此時(shí)正值交通晚高峰開(kāi)始，有些路段的路燈還沒(méi)亮，有的剛剛開(kāi)啟，由于高壓鈉燈從啟動(dòng)到達(dá)到最大亮度，在正常工作條件下，約需10min左右，氣溫低時(shí)還會(huì)使啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，所以路面照度不夠，給交通帶來(lái)負(fù)面影響。相反的是冬季早晨6：00多開(kāi)車(chē)上路的人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，有時(shí)天還沒(méi)有完全亮，路燈卻關(guān)閉了。而在一些特殊天氣條件下，如夏天雷雨天氣、秋冬霧霾天氣，路面亮度不夠，路燈也沒(méi)有開(kāi)啟，降低了道路通行能力，影響交通安全。2012年11月4日，長(zhǎng)春出現(xiàn)霧霾天氣，局部地方能見(jiàn)度只有30m，世紀(jì)大街發(fā)生了出租車(chē)與騎自行車(chē)行人相撞致死的交通事故，這就是典型的案例，但并非個(gè)例。

另外，系統(tǒng)的遙測(cè)功能還不完善，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)整條街道路燈不亮或大白天路燈還亮著的情況。

1.3 管理水平不高

長(zhǎng)春是森林城，郁郁蔥蔥的樹(shù)木讓每個(gè)長(zhǎng)春人感到幸福和驕傲。但城市綠化和交通照明需要協(xié)調(diào)好，很多隱藏在樹(shù)枝中的路燈，雖然多了一些詩(shī)情畫(huà)意，但卻降低了路面照明的亮度和均勻度，如圖2所示，浪費(fèi)著電能。也經(jīng)常能夠見(jiàn)到故障的路燈、破損的路燈沒(méi)有及時(shí)維修。

圖2 樹(shù)木中的路燈

1.4 景觀照明對(duì)交通安全產(chǎn)生影響

城市中璀璨的霓虹燈增加了城市的魅力，巨幅的LED顯示屏增加了城市的現(xiàn)代感。但無(wú)規(guī)劃的景觀照明會(huì)對(duì)交通造成不利影響，多彩的燈光會(huì)分散駕駛員的注意力，甚至?xí)绊戱{駛員對(duì)交通紅綠燈的觀察和判斷。筆者就曾經(jīng)被突然出現(xiàn)在頭頂?shù)募t燈嚇了一跳。高亮度的景觀照明浪費(fèi)了大量的電能，同時(shí)造成光污染，影響人們的起居生活。

1.5 高效LED燈應(yīng)用得不多

目前，我市路燈以高壓鈉燈為主，高效LED路燈應(yīng)用得還很少。LED燈具有反應(yīng)速度快，可高頻操作的特點(diǎn)，更適合作為智能道路照明節(jié)電控制終端的控制對(duì)象。而從節(jié)能角度看，110W的LED的亮度及光強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)了現(xiàn)在普遍使用的250W的氣體放電式燈的照明效果，單從更換照明器上看會(huì)獲得近60%的節(jié)電效果。

2 解決措施

上述問(wèn)題是城市發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題，也是需要城市管理者積極面對(duì)的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，課題組提出以下解決建議。

2.1 加快道路照明工程建設(shè)，提高道路照明工程管理水平

眾所周知、機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員觀察路面上的障礙物或目標(biāo)主要是通過(guò)目標(biāo)與其背景（路面）的亮度差別來(lái)進(jìn)行判斷，因此，在合適的照明水平下，使目標(biāo)與其背景形成合適的對(duì)比，就能有效地識(shí)別出目標(biāo)，降低交通事故率。道路照明工程建設(shè)應(yīng)該跟上城市交通的發(fā)展，根據(jù)道路交通的實(shí)際狀況及時(shí)調(diào)整道路照明標(biāo)準(zhǔn)。西南湖大路在單側(cè)路燈改成兩側(cè)路燈后提高了道路的照明水平，提高了道路的通行能力和安全性?，F(xiàn)在長(zhǎng)春市還有很多“黑暗”的道路，如繁榮路前進(jìn)大街以西路段、硅谷大街部分路段、飛躍東路繁榮路以南路段等等，應(yīng)繼續(xù)提高照明水平。

在做好道路照明工程建設(shè)的同時(shí)，要做好對(duì)現(xiàn)有照明燈具的管理和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障路燈，及時(shí)維修，保證照明。同時(shí)，做好照明與綠化的協(xié)調(diào)工作，對(duì)影響照明的樹(shù)木及時(shí)進(jìn)行修剪，去除遮擋，提高了道路照明的亮度，也就節(jié)約了電能。

做好城市照明規(guī)劃工作，協(xié)調(diào)發(fā)展景觀照明與交通照明，在確保不影響交通安全的基礎(chǔ)上，讓我們的城市更美。2013年9月，長(zhǎng)春市城市照明規(guī)劃出爐，未來(lái)長(zhǎng)春市將以“五橫三縱一環(huán)一帶多區(qū)”的中心區(qū)城市照明體系為總體結(jié)構(gòu)，打造一個(gè)最適宜觀賞與居住的城市夜景觀環(huán)境。規(guī)劃指出長(zhǎng)春中心區(qū)夜景照明劃分為4類(lèi)，分別是重點(diǎn)照明區(qū)、次重點(diǎn)照明區(qū)、控制照明區(qū)及限制照明區(qū)。重點(diǎn)景觀照明區(qū)為新民大街景觀軸線(xiàn)、人民大街景觀軸線(xiàn)、解放大路景觀軸線(xiàn)、伊通河兩岸景觀帶、偽滿(mǎn)皇宮歷史區(qū)、南湖公園休閑區(qū)、長(zhǎng)春市體育運(yùn)動(dòng)中心；次重點(diǎn)景觀照明區(qū)為西安大路—長(zhǎng)春大街景觀軸線(xiàn)、工農(nóng)大路—自由大路景觀軸線(xiàn)、南湖大路景觀軸線(xiàn)、衛(wèi)星路景觀軸線(xiàn)、亞泰大街景觀軸線(xiàn)、同志街商業(yè)街、重慶路商業(yè)街、桂林路商業(yè)街、紅旗街商業(yè)街；一般照明區(qū)為前進(jìn)大街—青年路—東盛大街、其余次干道、支路；限制照明區(qū)為動(dòng)植物公園。城市規(guī)劃已經(jīng)制定，希望按照不同照明區(qū)域的照度標(biāo)準(zhǔn)做好城市照明設(shè)計(jì)，并隨著城市道路建設(shè)的陸續(xù)完工，盡快完成照明工程的施工，讓長(zhǎng)春明亮起來(lái)。

2.2 完善SCADA的功能

長(zhǎng)春市SCADA的開(kāi)發(fā)相對(duì)較早，功能設(shè)計(jì)與執(zhí)行方面還存在一定的缺陷，需要盡快對(duì)SCADA進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。課題組設(shè)計(jì)的道路照明控制終端的控制方式示意圖如圖3所示。在按照時(shí)間控制路燈開(kāi)啟和關(guān)閉的控制方式的基礎(chǔ)上，增加按亮度控制路燈開(kāi)啟／關(guān)閉和按照交通流量控制路燈開(kāi)啟／關(guān)閉的功能。

當(dāng)亮度低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低亮度要求時(shí)開(kāi)啟路燈，反之當(dāng)亮度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的亮度要求時(shí)關(guān)閉路燈。按亮度控制路燈的開(kāi)關(guān)，能夠有效解決該亮不亮、該關(guān)不關(guān)及特殊天氣時(shí)道路交通對(duì)亮度的需求，并能夠在按時(shí)間控制的基礎(chǔ)上更有效地節(jié)約電能。課題組建議按亮度控制要比按時(shí)間控制具有更高的優(yōu)先權(quán)。

圖3 控制方式示意圖

隨著以視頻分析處理技術(shù)為基礎(chǔ)的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)器的不斷成熟，利用基于視頻的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)器對(duì)道路照明狀況及交通狀況進(jìn)行檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的更精細(xì)的控制。課題組在智能道路照明節(jié)電控制終端的設(shè)計(jì)過(guò)程中提出按交通流量控制路燈的基本思路：在交通高峰期，為保持足夠的照明亮度要求，將所有的路燈全部開(kāi)啟；在交通的低谷期，路燈采用分時(shí)、間隔關(guān)閉一半路燈，開(kāi)啟和關(guān)閉的路燈按時(shí)間交替改變工作方式。同時(shí)利用傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)街道上行人及汽車(chē)的流量，在有車(chē)通過(guò)時(shí)點(diǎn)亮關(guān)閉的照明燈，提高照明亮度。車(chē)通過(guò)位置的燈在車(chē)通過(guò)后延時(shí)間隔關(guān)閉。檢測(cè)到有車(chē)在路邊停車(chē)等待時(shí)，開(kāi)啟車(chē)所在位置的路燈，其他位置的路燈恢復(fù)間隔點(diǎn)亮工作方式。

為配合城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)更新，應(yīng)該積極推進(jìn)高效LED燈的應(yīng)用。雖然現(xiàn)在LED燈的成本較高，但它具有低功耗、長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)淘汰白熾燈政策和政府補(bǔ)貼LED照明產(chǎn)品推廣政策的推出會(huì)促進(jìn)LED燈的推廣應(yīng)用。在國(guó)家補(bǔ)貼LED照明產(chǎn)品推廣政策的基礎(chǔ)上，高效LED燈的推廣會(huì)很快收回投資成本，并獲得長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 加強(qiáng)景觀照明的規(guī)劃和管理

在做好交通照明規(guī)劃的同時(shí)，城市也要做好園林景觀照明和建筑景觀照明的規(guī)劃。不可否認(rèn)的是近些年長(zhǎng)春市的景觀照明取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但同時(shí)也伴隨著一些問(wèn)題，如一些街道上過(guò)于商業(yè)化的廣告燈箱、樓體或街道上高亮度的顯示屏、人工白晝的商場(chǎng)和酒店的外部照明等。無(wú)規(guī)劃、高亮度的照明形成了光污染，對(duì)人們的正常生活、工作、休息和娛樂(lè)帶來(lái)不利的影響，降低人們觀察物體的能力，引起人體不舒適感和損害人體健康，同時(shí)造成電能的浪費(fèi)。所以，在長(zhǎng)春市人代會(huì)上已經(jīng)有代表提出解決城市光污染的議案，希望長(zhǎng)春市做好城市照明的規(guī)劃和管理，讓長(zhǎng)春更加美麗、環(huán)保、綠色。

長(zhǎng)春市城市照明規(guī)劃中提出：人民大街景觀軸線(xiàn)光色根據(jù)路段性質(zhì)確定，軸上重要建筑允許使用靜態(tài)彩光，禁止大面積動(dòng)態(tài)彩光的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)廣告照明提出相應(yīng)的準(zhǔn)則，營(yíng)造舒適、宜人的環(huán)境。對(duì)軸線(xiàn)上呈現(xiàn)城市形象特色的節(jié)點(diǎn)（站前廣場(chǎng)、人民廣場(chǎng)、衛(wèi)星廣場(chǎng)）采取重點(diǎn)照明手段，以高顯色性的暖白光為主。解放大路景觀軸線(xiàn)上重要商業(yè)建筑允許使用靜態(tài)彩光，禁止大面積動(dòng)態(tài)彩光的應(yīng)用，對(duì)軸線(xiàn)上呈現(xiàn)城市形象特色的節(jié)點(diǎn)采取重點(diǎn)照明手段，以高顯色性的暖白光為主。從規(guī)劃中能夠看出，城市管理者已經(jīng)注意到景觀照明的光污染問(wèn)題，這是可喜的進(jìn)步。

3 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)春市在城市照明方面已經(jīng)做了大量的技術(shù)和法規(guī)方面的工作。長(zhǎng)春是一個(gè)具有較高幸福指數(shù)的城市，人民的幸福感來(lái)源于衣食住行等方方面面。解決好城市照明中存在的問(wèn)題，更方便、安全地出行，會(huì)讓人們體會(huì)到城市的溫暖，提高幸福感。

［1］李長(zhǎng)濤.談長(zhǎng)春市人民大街夜景照明設(shè)計(jì)體會(huì) ［EB／OL］.［2012－08－23］.http：／／www.alighting.cn／re－source／2012／8／23／153543＿51.htm.

［2］張雪松.淺談長(zhǎng)春市路燈和夜景燈無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)［EB／OL］.［2012－08－23］.http：／／zm.shejis.com／zmlw／201208／article＿36123.html.