周華安，鄭瑤，何湘桂

（1.湖南大學(xué) 機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410082；2.湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410082；3.中津沛科建設(shè)股份有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410014；）

近三十年來，我國(guó)城市道路建設(shè)飛速發(fā)展，作為保障行車安全的道路照明燈具數(shù)量和用電量迅速增加，成為了我國(guó)電能消耗的主要形式.大多數(shù)城市現(xiàn)有的道路照明控制系統(tǒng)主要采用回路集中控制方式，在設(shè)定時(shí)刻開燈與關(guān)燈，由于季節(jié)變化或天氣變化的隨機(jī)性，不可避免地存在過早或過晚開燈與關(guān)燈現(xiàn)象，且照明功率不能隨車流量的變化而實(shí)時(shí)改變，導(dǎo)致早、晚高峰期行車不安全或產(chǎn)生巨大的電能浪費(fèi).目前我國(guó)現(xiàn)有城市道路路燈照明系統(tǒng)至少存在不小于35%的節(jié)能空間[1]，已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市道路綠色節(jié)能照明要求.因此，亟需研究與開發(fā)新型路燈照明節(jié)能控制技術(shù)與系統(tǒng).

研究現(xiàn)有文獻(xiàn)可知，采用主從結(jié)構(gòu)通信方式的道路照明控制系統(tǒng)已成為業(yè)界高度重視的發(fā)展方向.主要的通信方式有電力線載波和無線GPRS、Zig－Bee、LoRa 等.這些方法容易擴(kuò)展，其使用和維護(hù)便捷高效，不需要鋪設(shè)專用通信電纜.在無線技術(shù)中，LoRa 具有遠(yuǎn)距離、小功耗、低成本、大容量等優(yōu)點(diǎn)[2]，在道路照明控制中尤顯生命力.文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)了一種由監(jiān)控管理平臺(tái)、網(wǎng)關(guān)集中器、路燈控制器組成的LoRa 無線通信路燈控制系統(tǒng).文獻(xiàn)[4]研究與設(shè)計(jì)了一種隧道照明與機(jī)電設(shè)備LoRa 無線智能監(jiān)控系統(tǒng).智能型道路照明控制系統(tǒng)大多數(shù)使用日出日落算法計(jì)算開關(guān)燈時(shí)間[5]，通過某種算法或方式調(diào)整開關(guān)燈時(shí)間或者路燈的照明亮度.文獻(xiàn)[6]使用大量傳感器，在檢測(cè)到夜間有車輛和行人時(shí)滿功率亮燈，否則關(guān)燈，雖然可明顯節(jié)能，但沒有考慮氣候變化對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確度和開燈關(guān)燈時(shí)間的影響.文獻(xiàn)[7]使用歷史光照度、天氣預(yù)報(bào)信息和日出日落時(shí)間等數(shù)據(jù)，建模預(yù)測(cè)路燈的開燈關(guān)燈時(shí)間，難以準(zhǔn)確反映天氣變化的影響，且沒有考慮車流量變化，也沒有給出應(yīng)用效果.文獻(xiàn)[8]根據(jù)雨、雪、霧、霾等氣象數(shù)據(jù)和燈具照明數(shù)據(jù)控制路燈的開燈關(guān)燈時(shí)間與照明亮度，也未考慮車流量對(duì)道路安全照明的影響.文獻(xiàn)[9]提出在6：00和18：30 左右的固定時(shí)刻檢測(cè)光照度值，實(shí)現(xiàn)路燈開啟或者關(guān)閉，采集道路噪聲實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，未考慮季節(jié)變化對(duì)開燈關(guān)燈時(shí)刻的影響.文獻(xiàn)[10]通過每盞路燈的光強(qiáng)度傳感器檢測(cè)光強(qiáng)度，在光強(qiáng)度低于或者高于設(shè)定閾值區(qū)間時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，若區(qū)域內(nèi)報(bào)警路燈超過70%，則實(shí)施該區(qū)域內(nèi)路燈的開燈或者關(guān)燈操作，可滿足異常天氣情況路燈開關(guān)燈問題，但沒有考慮節(jié)能.顯然，上述文獻(xiàn)沒有合理地解決天氣與車流量變化對(duì)開燈關(guān)燈時(shí)間和照明亮度的影響.

本文提出了一種由路面實(shí)時(shí)平均亮度反饋的路燈開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法和基于道路統(tǒng)計(jì)小時(shí)平均車流量的路燈亮度分時(shí)段調(diào)光控制策略構(gòu)成的道路照明自適應(yīng)節(jié)能控制算法，設(shè)計(jì)了一種城市道路照明無線監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用主站、子站方式，使用LoRa 無線通信技術(shù)構(gòu)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城市道路路燈的監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理，保障行車安全.實(shí)際運(yùn)行效果表明，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)約39.3%的節(jié)能.

1 開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法

該算法依據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 45—2015）[11]，使用日出日落算法計(jì)算每天的日出日落時(shí)間，在日落時(shí)間前后，實(shí)時(shí)檢測(cè)路面自然光平均亮度，通過與設(shè)定的道路最大平均亮度比較來調(diào)整開燈時(shí)間；在日出時(shí)間前后，實(shí)時(shí)檢測(cè)路面自然光平均亮度，通過與設(shè)定的道路最小平均亮度比較來調(diào)整關(guān)燈時(shí)間.

1.1 日出日落算法

日出日落算法[5]采用系統(tǒng)所在地的經(jīng)緯度等參數(shù)，根據(jù)式（1）～（12）計(jì)算日出時(shí)間TC、日落時(shí)間TL，分別作為關(guān)閉和開啟路燈的基準(zhǔn)時(shí)刻.

1）計(jì)算日與2000 年1 月1 日之間的天數(shù)d.2）計(jì)算日到2000 年1 月1 日之間的世紀(jì)數(shù)t：

式中：tC、tL分別為日出時(shí)間和日落時(shí)間的計(jì)算值，其初值按角度計(jì)算，即時(shí)間角，均取180°.

3）系統(tǒng)所在地的平近點(diǎn)角G、平黃徑P 和地球傾角ε 為：

4）系統(tǒng)所在地的黃道經(jīng)度λ 為：

5）系統(tǒng)所在地的太陽偏差δ 為：

6）系統(tǒng)所在地的太陽時(shí)間角Gha為：

7）修正值e 為：

式中：Glat為系統(tǒng)所在地緯度.

8）日出、日落時(shí)間Ti（i=C，L）修正：

式中：Long為系統(tǒng)所在地經(jīng)度.

9）Ti精度判斷，若|Ti-ti|＞0.1，則將Ti作為新的日出日落時(shí)間值代入ti，返回第2 步；反之，輸出日出日落時(shí)間為：

式中：Zone為系統(tǒng)所在地時(shí)區(qū).

1.2 開關(guān)燈時(shí)間的自適應(yīng)調(diào)整

日出日落算法沒有考慮系統(tǒng)所在地天氣條件的影響，在計(jì)算出來的日出日落時(shí)間關(guān)燈和開燈，不可避免地存在路面亮度過高或過低的情況，導(dǎo)致過早或過晚開燈關(guān)燈.過早開燈與過晚關(guān)燈產(chǎn)生電能浪費(fèi)，過晚開燈和過早關(guān)燈影響行車安全.因此，需要根據(jù)不同天氣條件下的路面實(shí)時(shí)亮度，自適應(yīng)地調(diào)整實(shí)際的開關(guān)燈時(shí)間.

圖1 給出了日出日落時(shí)段路面亮度變化曲線，圖中上偏移曲線表示自然亮度值過高情況下的路面平均亮度，理想曲線表示自然亮度值正常條件下的路面平均亮度，下偏移曲線表示雨雪、陰天等天氣使得自然亮度值偏低情況下的路面平均亮度.在日落時(shí)間TL開燈照明，對(duì)應(yīng)道路路面平均亮度為L(zhǎng)avmax，在日出時(shí)間TC時(shí)刻關(guān)燈，對(duì)應(yīng)道路路面平均亮度為L(zhǎng)avmin，如圖1 中的實(shí)線所示.Lavmax、Lavmin根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 45—2015）[11]設(shè)計(jì)，機(jī)動(dòng)車道路亮度標(biāo)準(zhǔn)值如表1 所示.

表1 機(jī)動(dòng)車道路亮度標(biāo)準(zhǔn)值Tab.1 Standard value of road lighting for motor vehicles

圖1 日落日出時(shí)段道路路面平均亮度變化曲線Fig.1 Change curve of average brightness of road surface from sunset to sunrise

顯然，在TL時(shí)刻，若在實(shí)際亮度L ≥Lavmax條件下開燈會(huì)造成電能浪費(fèi)，在實(shí)際亮度L ≤Lavmax條件下開燈會(huì)影響行車安全；在TC時(shí)刻，若在實(shí)際亮度L≥Lavmin條件下關(guān)燈會(huì)造成電能浪費(fèi)，在實(shí)際亮度L≤Lavmin條件下關(guān)燈會(huì)影響行車安全.

因此，需在TL前的ΔT 時(shí)間（ΔT≥Δt1）啟動(dòng)日落開燈時(shí)刻自適應(yīng)調(diào)整算法.算法步驟如下：

1）讀取系統(tǒng)時(shí)間t，并與TL-ΔT 比較；

2）若t≥TL-ΔT，則連續(xù)采樣N 次路面亮度Li，否則，返回步驟1；

3）求N 次路面亮度Li的平均值L；

4）若L≤Lavmax-Δ（Δ 為設(shè)定的亮度經(jīng)驗(yàn)閾值），則開燈，并進(jìn)入夜間分時(shí)段調(diào)光控制，記開燈時(shí)刻的實(shí)際開燈時(shí)間小時(shí)數(shù)為hk.否則，返回步驟2.

在分時(shí)段調(diào)光控制過程中，判斷系統(tǒng)時(shí)間t 的小時(shí)數(shù)h.若h<10，即已經(jīng)進(jìn)入凌晨，需在TC前的ΔT時(shí)間（ΔT≥Δt3）啟動(dòng)日出關(guān)燈時(shí)刻自適應(yīng)調(diào)整算法.算法步驟如下：

1）讀取系統(tǒng)時(shí)間t，與TC-ΔT 比較；

2）若t≤TC-ΔT，繼續(xù)執(zhí)行夜間分時(shí)段調(diào)光控制.否則，采樣N 次路面亮度Li；

3）求N 次路面亮度Li的平均值L；

4）若L≥Lavmin+Δ，則關(guān)燈，否則，返回步驟1.

上述算法根據(jù)路面實(shí)際平均亮度自適應(yīng)調(diào)整開關(guān)燈時(shí)間，既能保障行車安全，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能.

開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法流程如圖2 所示.

圖2 開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法流程圖Fig.2 Flow chart of adaptive adjustment algorithm for turn-on and turn-off time

2 分段調(diào)光控制策略

道路的夜間車流量與所處城市位置及周邊環(huán)境緊密相關(guān)，不同區(qū)域的車流量差異很大，且在不同的時(shí)間段，同一條道路的車流量變化也很大.若在整個(gè)夜間照明時(shí)間內(nèi)采用恒定功率照明，較大的照明功率可保障行車安全，但必然會(huì)產(chǎn)生較大的電能浪費(fèi)；較小的照明功率可降低電能消耗，但不能保障高峰期的行車安全.這也是現(xiàn)有城市道路照明控制方式所存在的明顯缺陷.當(dāng)然，若按照道路夜間實(shí)時(shí)車流量不停地調(diào)節(jié)照明功率，雖然可實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能，但這種控制方式的實(shí)現(xiàn)難度較大，且會(huì)使得路面亮度產(chǎn)生明顯的突變與頻閃，嚴(yán)重影響行車安全.

事實(shí)上，對(duì)于已成型的城市結(jié)構(gòu)，在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的夜間道路車流量變化具有一定的規(guī)律，一般情況下可用小時(shí)統(tǒng)計(jì)平均車流量表征，即每天夜間同一時(shí)段的平均車流量變化，在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，所以，可以采用前期一定日期內(nèi)統(tǒng)計(jì)得到的小時(shí)車流量推算小時(shí)統(tǒng)計(jì)平均車流量.根據(jù)道路的小時(shí)統(tǒng)計(jì)平均車流量大小，從開燈時(shí)刻開始，對(duì)道路照明按小時(shí)進(jìn)行分時(shí)段調(diào)光控制，不同車流量時(shí)段的照明亮度不同.

依據(jù)道路類型和等級(jí)，由《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—2012）[12]確定道路允許最大車流通行能力Nmax，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定道路的最小車流量Nmin，Nmax和Nmin分別對(duì)應(yīng)于表1 所示的路面平均亮度最大值Lavmax和最小值Lavmin.每小時(shí)的實(shí)際照明亮度Lavi和車流量N 之間的函數(shù)關(guān)系可按圖3 推導(dǎo)得到.

圖3 車流量和照明亮度的線性關(guān)系圖Fig.3 Linear relationship diagram between traffic flow and lighting brightness

記日出時(shí)間TC的小時(shí)數(shù)為hC，日落時(shí)間TL的小時(shí)數(shù)為hL，按照小時(shí)統(tǒng)計(jì)平均車流量N（Nmin≤N ≤Nmax）計(jì)算hC-hL+24 之間每小時(shí)所需要的照明亮度Lavi：

依據(jù)計(jì)算出的Lavi可得到夜間照明期間每小時(shí)的燈具亮度表或者照明功率表.

從hk開始，由系統(tǒng)從燈具亮度值表中獲取每小時(shí)的燈具亮度Lavi，通過LoRa 無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到燈控制器，實(shí)現(xiàn)分時(shí)段調(diào)光控制.

查表與分時(shí)段調(diào)光控制實(shí)現(xiàn)方式如下：

1）若hk≤hL，則從表中取hL小時(shí)的Lavi值，通過LoRa 無線網(wǎng)絡(luò)控制回路送電，調(diào)節(jié)燈具亮度.

2）讀取系統(tǒng)時(shí)間t 的小時(shí)數(shù)h，若h≥10，則取h-hL小時(shí)的Lavi值；若h＜10，即處于凌晨時(shí)段，則取h-hL+24 小時(shí)的Lavi值.通過LoRa 無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)燈具亮度.

分時(shí)段調(diào)光控制流程是由開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法調(diào)用的子流程，如圖4 所示.

圖4 分時(shí)段調(diào)光控制流程圖Fig.4 Time period dimming control flow chart

3 道路照明自適應(yīng)控制算法實(shí)現(xiàn)步驟

道路照明自適應(yīng)控制算法由開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法和分段調(diào)光控制策略構(gòu)成，其實(shí)現(xiàn)原理與步驟如下：

1）依據(jù)CJJ 45—2015 和CJJ 37—2012，根據(jù)道路類型與等級(jí)確定Lavmax、Lavmin和Nmax、Nmin；

2）在系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行模式中，主控制器在系統(tǒng)初始化、參數(shù)修改后，或者在每天關(guān)燈期間的固定時(shí)刻（如每天12：00），調(diào)用日出日落算法計(jì)算當(dāng)天日出日落時(shí)間TC、TL及其小時(shí)數(shù)hC、hL；

3）基于統(tǒng)計(jì)小時(shí)車流量N 和上述參數(shù)，運(yùn)行式（13）計(jì)算hC-hL+24 小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的路燈亮度值Lavi；

4）在每天TL-ΔT 時(shí)間，運(yùn)行開燈自適應(yīng)調(diào)整算法，得到實(shí)際開燈時(shí)間的小時(shí)數(shù)hk；

5）以hk為基準(zhǔn)，查詢每小時(shí)的路燈亮度值Lavi，運(yùn)行夜間照明分時(shí)段調(diào)光策略；

6）若進(jìn)入凌晨時(shí)段，在每天TC-ΔT 時(shí)刻，運(yùn)行關(guān)燈自適應(yīng)調(diào)整算法.

道路照明自適應(yīng)控制算法實(shí)現(xiàn)流程如圖5所示.

圖5 道路照明自適應(yīng)控制算法實(shí)現(xiàn)程序流程圖Fig.5 Program flow chart of adaptive control algorithm for road lighting

4 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

根據(jù)城市道路照明供配電系統(tǒng)的構(gòu)成，以一個(gè)供配電系統(tǒng)為單元形成監(jiān)控子系統(tǒng)，每個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)配置一個(gè)控制器.采用工控機(jī)或者PLC 作為控制器的子系統(tǒng)運(yùn)行日出日落算法、開關(guān)燈時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整算法和分時(shí)段調(diào)光控制策略，完成對(duì)整個(gè)路燈的開關(guān)燈與調(diào)光控制、系統(tǒng)的管理等功能，稱為主站.其他子系統(tǒng)的控制器均采用LoRa 無線數(shù)據(jù)采集器作為控制器，稱為子站.系統(tǒng)的所有被監(jiān)控路燈均使用LoRa 無線燈控制器完成燈電源的開關(guān)與調(diào)光控制.LoRa 無線數(shù)據(jù)采集器和燈控制器作為L(zhǎng)oRa 無線網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)，通過主站的LoRa 無線協(xié)調(diào)器組網(wǎng)，構(gòu)成城市道路照明LoRa 無線自適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng).

主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6 所示，由主控制器、LoRa無線協(xié)調(diào)器、亮度儀、4G 模塊、路燈回路控制模塊、智能電表和LoRa 燈控制器及燈具構(gòu)成.

圖6 主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Master station system structure diagram

主控制器與主站內(nèi)部模塊之間通過RS485 總線通信，從亮度儀獲取路面平均亮度，讀取智能電表數(shù)據(jù)，通過回路控制模塊控制路燈供電回路的通斷；通過LoRa 無線協(xié)調(diào)器，發(fā)送子站的回路開關(guān)、智能電表數(shù)據(jù)采集、燈具故障檢測(cè)命令給各數(shù)據(jù)采集器，發(fā)送子站路燈調(diào)光、電源開關(guān)命令給各燈控制器；通過4G/5G 模塊與其他系統(tǒng)組建以太網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)路燈監(jiān)控信息的平臺(tái)共享與服務(wù).

子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7 所示，由LoRa 無線數(shù)據(jù)采集器、路燈回路控制模塊、智能電表和LoRa 燈控制器及燈具構(gòu)成.

圖7 子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Substation system structure diagram

LoRa 無線數(shù)據(jù)采集器接收主站LoRa 無線協(xié)調(diào)器發(fā)布的路燈供電回路控制、智能電表數(shù)據(jù)讀取等命令，并上傳智能電表的數(shù)據(jù)，通過RS485 總線通信完成本站路燈供電回路的開關(guān)控制，采集回路電表數(shù)據(jù).

智能電表和回路控制模塊是具有RS485 通信功能的路燈供配電系統(tǒng)通用設(shè)備.從智能電表可獲得路燈回路的用電量、電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù).回路控制模塊以路燈回路為單元進(jìn)行供配電控制，實(shí)現(xiàn)一組路燈電源的整體送電與斷電.LoRa 無線協(xié)調(diào)器和LoRa 無線燈控制器是作者團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)的專利產(chǎn)品，其原理、功能與軟硬件設(shè)計(jì)在文獻(xiàn)[3] 中有詳細(xì)探討.LoRa 無線數(shù)據(jù)采集器具有RS485 串口數(shù)據(jù)透?jìng)?、開關(guān)量輸入輸出、4～20 mA 電流采集、0～10 V 電壓采集、ID 配置等功能.

5 測(cè)試結(jié)果

該系統(tǒng)已在湖南省某四車道的一段長(zhǎng)約3 km的路段進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試運(yùn)行.該路段共有100 盞功率為120 W 的路燈，由一個(gè)主站和一個(gè)子站構(gòu)成，依據(jù)表1 和CJJ 45—2015 標(biāo)準(zhǔn)，選擇道路最大、最小路面平均亮度分別為2.0 cd/m2、1.5 cd/m2，允許車輛最大通行能力為5 600 pcu/h，道路的經(jīng)緯度分別為E112.58°和N28.11°，系統(tǒng)所在時(shí)區(qū)為東八區(qū).

該路段2020 年6 月2 日—16 日的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)：每日的開關(guān)燈時(shí)間、調(diào)光時(shí)長(zhǎng)、每日用電量如表2 所示.在日落提前時(shí)段，通過亮度儀檢測(cè)自然亮度值，若小于2.0 cd/m2則進(jìn)行開燈操作.根據(jù)小時(shí)車流量確定該小時(shí)時(shí)間段內(nèi)的亮度值，系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光操作，并在日出提前時(shí)段檢測(cè)自然亮度值，若大于1.5 cd/m2則進(jìn)行關(guān)燈操作.6 月2 日—3 日、7 日—8日、15 日—16 日的開關(guān)燈時(shí)間和調(diào)光值百分比變化值如圖8 所示.

圖8 系統(tǒng)的開關(guān)燈時(shí)間和調(diào)光值百分比Fig.8 The system’s switch light time and dimming value percentage

表2 自適應(yīng)系統(tǒng)照明用電量和開關(guān)燈時(shí)間表Tab.2 Adaptive system lighting energy consumption and light switch schedule

為了驗(yàn)證本文系統(tǒng)的節(jié)能效果，選取同一條道路的另外3 km 路段作為比較路段.兩路段的路燈盞數(shù)、功率相同，但比較路段使用原有路燈控制系統(tǒng)，在計(jì)算出的日出日落時(shí)間開關(guān)燈，照明時(shí)間段的路燈照明功率均為燈具的滿功率，相應(yīng)的每日開關(guān)燈時(shí)間、照明時(shí)長(zhǎng)、每日用電量如表3 所示.在保障道路安全行車的條件下，本文系統(tǒng)的每日平均用電量為73.8 kW·h，比較路段的每日平均用電量為121.6 kW·h，本文系統(tǒng)在夏季相同的天氣條件和時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了約39.3%的節(jié)能.

表3 6 月傳統(tǒng)模式調(diào)光數(shù)據(jù)Tab.3 Traditional mode dimming data in June

6 結(jié)論

1）為解決道路照明開關(guān)燈時(shí)間過早過晚問題，提出一種實(shí)時(shí)檢測(cè)路面平均亮度調(diào)整開關(guān)路燈時(shí)間的自適應(yīng)算法，在保障行車安全的同時(shí)，更為精準(zhǔn)地控制路燈開關(guān)燈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能.

2）為解決夜間照明亮度不能根據(jù)車流量變化造成巨大能耗的問題，依據(jù)城市道路小時(shí)車流量變化存在明顯統(tǒng)計(jì)規(guī)律的特征，提出一種依據(jù)道路小時(shí)統(tǒng)計(jì)車流量實(shí)現(xiàn)分段調(diào)光控制策略，在車流量大的時(shí)段路燈亮度高，在車流量小的時(shí)段路燈亮度低，既能保障行車安全，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能.

3）提出且設(shè)計(jì)了城市道路照明LoRa 無線物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)構(gòu)架與功能.

4）系統(tǒng)通過湖南省某條干道的運(yùn)行，驗(yàn)證了本文算法的有效性，提出的自適應(yīng)控制系統(tǒng)根據(jù)控制策略實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)、調(diào)光等功能，在夏季時(shí)段相同的天氣條件和時(shí)間內(nèi)，對(duì)比傳統(tǒng)控制方式的系統(tǒng)節(jié)能率高達(dá)39.3%.