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

闫彬

宁波景灯照明系统工程有限公司 浙江省宁波市  315000

摘要：传统路灯系统可满足照明需求，但存在信息化水平低、能源浪费严重等问题。21世纪面对能源紧缺问题，国家提出可持续发展政策，要求各行各业走上节能减排之路。在此背景下，智慧照明管理系统应运而生，其运用智能化技术，实现了城市道路照明灯具的全面升级、集中化管控，促进了运维、照明的智能化、信息化发展。LED智能路灯具有智能调光的优势，可进一步加强智慧照明管理系统的智能化，文章对其进行深入研究，旨在实现LED智能路灯的有效应用，为智慧照明管理系统的建设提供保障。

关键词：不同道路场景；LED照明系统；安装方式

引言

LED光源是新型照明光源，相较于传统光源，其具有定向发光、功率低、驱动性良好、响应速度快、成本费用较低的特点，能够满足不同场景的照明需要。根据LED光源特点，其可以用到不同的照明场景，包括光伏发光、城市夜景照明、蓄电池发电、独立供电发光等。LED光源已经成为我国城乡地区照明的主要设备，且照明技术愈发成熟、成本逐渐降低。相关人员可以根据照明工程实际需要，合理使用LED光源，加强对光源使用场景、安装方式的控制，确保LED光源的应用效果。

1.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。

2.不同场景下道路的LED照明安装方案

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灯功率为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灯功率为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灯功率为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。

3.不同道路场景下LED照明系统安装方式分析

3.1集中控制器和单灯控制器的安装

一般情况下，中央控制器应连接到背面管理平面，并安装在照明控制盒中。它是智能照明管理系统的核心，可通过通信控制网提供用户对应计划，将监控中心与软件系统结合起来，实现按需照明、节能减排，完善管理目标。单灯控制器通常安装在照明电缆的配电端口上，用于记录灯具的地理坐标。通信控制网采用电力线载波通信技术等技术构建，与中央控制器通信。它可以使用相关软件系统和数据中心为用户提供解决方案，实时监控和诊断灯具，从而最大限度地提高照明能效并最大限度地降低维护成本。传统的午夜灯控制方法需要两根电缆分别控制灯，使用一根电缆控制控制线沿线的所有灯可以节省电缆使用量并减少投资。

3.2根据照明场景，控制灯具布置方式和光源的反射角度

以某地区隧道照明为例，这一照明工程属于特殊场景照明，工作人员需根据隧道照明的特殊需求加强对照明角度的控制，调整灯具的安装方式。根据隧道实际情况，可以采用拱顶侧偏单光带的方式布置光源，在中线位置布置大量LED光源，形成中线灯带。根据隧道内与隧道外的光线变化情况，设计二车道隧道中间段亮度，控制亮度≥3.0cd/m2；在过渡段采用与基本照明相同的布灯方式；考虑出口段的照明需求，采用双侧对称的方式布置LED光源。

3.3数据采样和传输功能设计

数据采样功能的实现需要基于FPGA芯片，通过FIFO方式实现对多媒体卡特征输出口数据的全面采集，再由主控制程序对于控制总线中发布的控制指令进行传达，之后由控制芯片完成对数据的变换，最后将数据传输卡发送至远端屏体扫描控制端。数据传输方式则以差动传输为主，根据信号传输要求选择对应的传输模式，以提升信号传输的可靠性。针对那些百米内小于100MHz的信号，可以优先选用以太网传输的方式，主要是借助超五类网线将信号传输至100m范围内LED显示屏的过程。同时，为了降低信号传输过程中的干扰现象，针对传输通路进行了隔离保护和静电保护。尤其是针对控制主机以及显示屏的工作线进行了隔离，使得主机设备运行中很少受到显示屏的干扰影响。在系统中同时设置了热插拔接口，可以解决传统传输模式中远程芯片被击穿，致使传输送线路不稳的问题，显著提升了信号传输的可靠性。针对超出百米以外的信号传输作业时，则可通过设置放大中继器的方式，在百米以外的传输距离可应用添加中继器的方式，而对于千米以上的远程传输要求则可采取光纤传输措施。

3.4公路隧道照明灯具安装

《公路隧道照明设计细则》（JTG/TD70/2-01—2014）是现行最新的照明设计细则，它定义了隧道照明质量的评估标准，主要是路面亮度、路面亮度检测难度系数以及材料材质、吸收光角度、仪器位置等诸多因素的影响，其中一个可能由于微小的变化而导致测量误差较大；照度影响较小，系数变化引起的测量误差不影响试验效果，当前隧道照明验收试验主要基于道路照明测量，以评估隧道照明是否符合标准。因此，本研究主要根据路面的照度和均匀性评价隧道照明质量，根据道路隧道照明设计规则(jtg / td70 / 2-01-2014)，隧道中间设计应为4.5 CD/m2， 且混凝土路面平均亮度与平均照度之间的换算系数应为10lx / ( cd-m-2)，换算后隧道路面平均照度大于45lx时，可满足设计和规范要求； 当总均匀性大于0.4且纵向均匀性约为0.6时，均匀性也符合法规要求。隧道照明的中心段被选为照明仿真段，通过对中间段基本照明灯的高度和安装角度的不同组合进行照明模拟试验，收集了大量关于平均照度、总体路面照度均匀性和道路中间照明纵向均匀性的数据。通过对数据进行比较分析，得出了隧道灯安装的最佳位置和角度:首先，当灯安装高度为5m时，最佳安装角度为30°。二、灯的安装高度为5.5m时，最佳安装角度为30°；三、灯的安装高度为6m时，最佳安装角度为20°；第四，当灯安装在3m处时，道路是最亮的。

结束语

目前，市场中的LED显示屏点间距被逐渐缩短，最小点间距为0.4mm，并且部分高端生产厂家已经实现了0.4mm小间距显示屏的量化生产，且0.9～1.5mm点间距的LED显示屏已经在市场中大范围应用。小间距LED显示屏的应用优势在于可以改善观众观看时的颗粒化效果，提高画面流畅度，同时能够进一步拉近观看距离。与传统的背投显示屏和液晶屏幕相比，LED显示屏在色彩还原度、亮度以及维护成本方面均表现出了突出的应用优势。鉴于此，针对小间距LED集成控制显示系统展开设计和研究对于扩大LED显示屏的应用范围，满足不同应用要求具有积极意义。

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