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城市道路照明系统设计的重难点分析

发布时间:2016-08-18 06:18:19    浏览:803

  城市道路照明系统设计的好坏不仅直接关系到居民夜间出行的安全和城市生活的便利,同时也是影响交通安全和环境美化的关键,按照设计环节的不同,可以简单的分为进行光源选择、明确照明方式、选择控制系统、改进灯具整体风格和提升节能水平等几方面,在进行设计的过程中还应坚持维修方便、安全环保和经济科学等基本原则。当然根据道路等级和实际用途的不同,在进行照明系统设计时除了要严格参照相关标准外,还应根据实际需求进行必要的调整,下面就设计中存在的重难点进行深入的分析。

  1、道路照明水平选择

  道路照明水平的选择不仅是决定城市道路夜间照明舒适度的关键,同时也是考验设计人员专业水平的重点,在进行设计的过程中一定要考虑行人和驾驶员对夜间出行或行驶的视觉需求,具体包括清楚地观察道路条件,明确道路或前方是否有障碍物,周围环境中的道路设施情况,以及驾驶室内的指示灯和仪表运行情况等。其设计的难点在于如何在保证路面平均亮度的基础上,综合考虑道路使用、周围环境以及人类视觉需求对照明水平的影响,当然还要尽量避免因照明亮度选择不合理引起的强反射、眩光和视觉疲劳等问题。要想避免上述问题的出现,首先应该对所设计的道路进行分类处理,初步确定基本的路面平均亮度,我国的设计标准中明确规定人行道照明可根据夜间行人流量的大小以及居住区和商业区的不同进行合理的选择,而交通道路照明的标准值确定可以按照道路类型的划分分为次干路、支路和主干路等三种,此外还应最大限度的利用现有光源,减少人工光源或装饰性照明对道路使用人员视线和视觉的影响。

  其次,还应注意对特殊路段照明水平的正确处理,尤其是人行横道段、交会区、连接段和公交站范围段等,其中人行横道段的照明水平应是正常路段的1.5倍,而交会区和公交站范围段不仅覆盖面较大,同时也是夜间行人往来交汇的重点区域,所以在进行照明水平选择过程中应该考虑增加照明功率密度及合理选择照明方式等方法进行调整和改善。连接段应设置过渡照明,保证驾驶员从有照明路段到无照明路段的视觉过渡和缓冲。最后要对照明水平的选择进行科学的评价,其中评价指标包括眩光限制、路面平均亮度、诱导性、照明功率密度和环境比等,每个评价指标的满足是为了更好的确定照明水平选择的准确性,而不断地完善和改进照明水平评价指标与标准才是未来设计的重点。

  2、道路照明光源安排

  照明灯具的型号选择和安装方式的安排是决定设计是否合理以及实际使用经济性的关键,所以如何布设和怎样根据路段的位置及道路等级选择合理的架设方式是光源设计的难点。目前我国城市道路中应用较多的是LED光源,其不仅具有使用寿命长和响应速度快等优点,同时还具有较高的中间视觉和更为自然的光色。要想提升灯具安排的合理性,首先应该关注的是光源和灯具型号的选择,目前较为常见的光源有高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯和节能灯等,对于城市主干道来讲选择透雾性好、寿命长和光效高的白色高压钠灯可以减少维修的次数和提高驾驶员行使过程中环境可视度。当然随着金卤灯显色指数、寿命及高效条件的不断改进,其在城市主干路中的应用范围也在不断扩大。对于住宅小区和人行道来讲,由于行走的速度缓慢,所以通常不会出现眩光问题,光源的选择也可以偏向于小功率的高压钠灯及节能灯。

  其次,是确定科学的路灯间距和对地高度,同照明水平一样,不同等级和用途的城市道路在进行安排的过程中标准也是不同的,其中人行道及城市小区中的道路照明应该选择单侧连续布灯的方式,对地高度为4m-6m,间距在3.5-5m之间,如果夜间行人较少或光源照度较高还可以适当的增大间距,此外路灯的安装地点应尽量远离居民的阳台和卧室窗户,以免产生污染光源,影响居民的正常休息。而对于城市主干道的路灯设计应该依靠车流量大小、车辆类型、平均行车速度和两旁建筑等因素进行综合考虑,其中路灯间距可以安排在25-35m,对地高度则为8.5m左右,值得注意的是灯柱的设计应该以简单实用和稳固便捷为原则。

  最后,还应考虑灯具设计与城市景观及周围环境的协调性,既要保证灯具使用功能的多样性,又要体现和满足设计与应用城市的人文特色和居民观赏需求,对于一些防尘、防水性能优越及接口防护较好的灯具可以在满足使用寿命要求的同时提高安全性。此外节能环保已经成为我国能源利用和环境保护的基本理念,在进行光源设计时尽量减少布灯数量、应用太阳能灯具和选用高频交流电子镇流器等。

  3、道路照明控制系统

  照明控制系统的设计是合理确定路灯开关时间,确保特殊天气道路照明和减少电能损耗的关键,其设计的难点在于如何保证终端系统的集中控制和实时遥控,如何及时反馈路灯故障信息和减少维修人员的定期检查工作量,目前较为常见的控制方式包括照度控制、时间控制、远程控制和手动控制等几种。随着PLC自动控制技术及电子信息技术的不断发展,目前的城市道路路灯控制系统更加趋向于数字化和自动化,首先对于控制方式的选择应该以及时反馈和科学合理为基本原则,就单一控制中的手动控制来讲虽然可以保证路灯使用时间的准确性与合理性,但是随着工作范围的扩大,其亮灯的周期也会越来越长,造成使用的不便和人力的浪费。时间控制虽然能够缩短亮灯周期和减少对资源的浪费,但是其缺点是不能有效适应季节气候变化和恶劣天气的及时响应,光控方式虽然能够实现路灯的实时控制,但是亮灯率不能得到保证,维护费用也较高,所以在实际的设计过程中应该选择时控、光控和手控相结合的方式,以保证控制的准确性和科学性。

  其次,是对于远程监控和控制系统的应用与设计,应该以增进可靠性,确保安全性和经济性为基本原则,目前应用较广的为GPRS无线远程智能控制系统,其主要组成包括GPRS接收器、集中控制器、单灯控制器、监控中心和控制终端设备等。可实现的功能包括自动报警、实时监控与控制、数据存贮与查询、远程维护和扩展等,按照控制方式的不同还可以选择全夜模式、半夜模式、半夜减半等三种,控制范围也可以按照分区、分组和分线路管理等三种。此外该系统还可以通过在不同节点设置远程控制参数,来实现不同节点的灵活控制,这样就在保证道路调光的同时,有效延长了路灯的使用寿命和大幅度的降低了对电能的消耗。

  4、结语

  通过上文对城市道路照明系统设计重难点的简单分析,不仅明确了城市道路照明对城市建设发展、道路交通安全和人们生活出行的影响,同时也更加的认识到想要从根本上提升道路照明系统设计的合理性、科学性和节能性,就要从提升设计人员的专业素质,改进道路照明灯具和光源以及创新道路照明节能措施等角度入手。虽然目前我国城市道路照明系统的设计还存在较多的问题和需要改进的方面,但是随着设计经验的不断积累和相关标准的不断完善,未来的道路照明系统一定会更加合理和便捷。