解读国内高速路灯的创新蜕变

2021-06-15 照明小编 www.gdzrlj.com
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  近日,全国高速公路建设又传来喜讯,连接首都北京和河北雄安新区的京雄高速公路河北段正式通车,成为了京冀地区经济快速联动的又一大动脉。在这个长达75公里的高速路段上,全线设置的3700余根智慧路灯(杆)尤其引人瞩目。

解读国内高速路灯的创新蜕变
新开通的京雄高速公路河北段 图片来源:三思LED

  以往,在社会大众眼中,路灯在普通的地方公路上普遍存在,但在穿州过省的高速公路上,路灯的存在感并不强。可近年来,随着照明智能化技术的日趋成熟与普及与智慧城市建设的热切需求,由普通路灯升级而成的智慧路灯逐渐在高速公路的应用中有了一席之地。

  那么,在过往的高速公路照明中,路灯的存在感为何如此之低?在当前的社会大环境中,智慧路灯在高速公路的应用现状与前景又如何?针对这一系列疑问,中国照明网一一去探讨与解读。

  传统路灯:功能短板明显,应用需求受限

  对于大部分习惯了穿梭于夜间明亮的城市道路的司乘人员来说,在入夜的高速公路里驾乘车辆明显会感觉到在一片黑暗中前行,车灯只照亮车前不大的区域,只能依靠道路标志和路面上的反光材料辨别路况。似乎,在高速公路上大规模安装路灯,更能为司乘人员带来良好的视觉感受。

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没有安装路灯的高速公路 图片来源:南国早报

  然而,权威专家给出了相反的说法。2019年初,交通运输部公路科学研究院道路交通安全研究中心高级工程师陈宏云曾向央视财经频道《是真的吗》介绍到,路灯照明实际上很难做到完全均匀,如果在高速公路上设置路灯,在长时间高速行驶状态下,其不均匀的灯光对驾驶人的视觉与心理都会造成一定程度的不良影响。

  除了功能性照明缺陷造成的视觉障碍,建造与维护成本成为了以往路灯在高速公路上难以得到大范围应用的另一因素。截至2020年底,我国高速公路通车历程达到了16.10万公里,如果全路段都安装路灯,采购、安装、用电等成本都是一笔相当大的费用。另一方面,高速公路都是大部分路段都是在人烟稀少的乡间和山野间穿行,道路设施管线被盗会时有发生,管理难度大,如果大面积安装路灯,管理成本也是一笔相当大的费用。

  正因如此,虽然全国高速公路建设如火如荼中,可路灯多年来却难以在高速公路基建中找到大范围“容身”之由。突破此应用之困,需要超乎想象的科技力量。

  智慧路灯:照明随心所欲,运维毫无死角

  最近几年,随着照明科技智能化普及和智慧城市建设热潮的到来,智慧路灯在道路照明中逐渐取代传统路灯,并开始在多个应用领域发挥能动性的作用,包括传统路灯应用“瓶颈”的高速公路照明领域。凭借着其智能照明 跨界式的功能性特点,智慧路灯让以往传统路灯在高速公路上无法实现的应用短板成为了现实。

  灯光舒适性是传统路灯无法在高速公路大范围应用的最大短板,智慧路灯通过在光源极具灵活性光学设计的基础上,采用LoRa物联网技术,接入无线通讯网络,实现对每一盏路灯进行远程调光,在保证照明需求的基础上,根据不同时间、不同路段以及不同车流量等预设路灯运行方案。

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京雄高速上的智慧路灯(杆) 图片来源:三思LED

  在京雄高速公路河北段,由上海三思等企业供应的智慧路灯(杆)通过传感器技术,自动识别环境光照度、车流量等数据,从而判断照明模式,并根据天气和车流量状况进行自动调节亮度与色温,以保障行车安全。

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大兴机场高速上的智慧路灯

  在北京大兴机场高速,智慧路灯通过可对每一盏路灯进行单独无极调光,在保证照明需求的前提下,可根据不同路段、不同时段、不同车流量设定路灯运行方案,灵活应对突发天气、季节更替等原因造成的照明需求变化,将色温和亮度调节到接近自然光数值,从而带给司乘人员良好的视觉感受。

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原佛山一环高速改造路段上安全、舒适的照明环境

  在原广东佛山一环高速公路改造路段,中筑天佑等建设、施工参与方根据该高速路段主道 辅导双向同行的特点,运用截光型、半截光型LED灯和5G灯杆等智慧路灯(杆),为主辅道车辆驾乘人员均提供安全、舒适、科技感十足的照明环境。

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  在“车来灯亮、车走灯灭”式按需照明的基础上,智慧路灯在高速公路运营的能耗中将扮演中一个重要的角色。

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花莞高速上的实现高效节能减排的智慧路灯

  在广东花莞高速公路广州增城区宁西街段,装有路灯智慧照明系统的智慧路灯于该路段得到应用。根据测算,该路段将实现年节约耗能约13972千瓦时、减少碳排放量约13930千克的节能减排目标。

  北京大兴机场高速公路的智慧路灯自去年2019年7月投用以来,至2020年6月已累计节约用电约40万度,综合节能率达30%。

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  在节能减耗的带动下,参与高速公路智慧路灯建设的产品供应厂家、工程公司也能从EMC、BOT、PPP等不同的合作模式中获得收益,形成了业主方、参与方乃至用户多方合作共赢的应用格局。

  通过灯杆上搭载的监控与感应设备,高速公路上的智慧路灯不仅提升了自身的运维管理效率,降低运维管理成本,还为车辆的通行、道路的疏导与维护等方面带来更多跨界式应用解决方案。

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广深沿江高速上的多功能智能杆

  在广东广深沿江高速公路,93根多功能智能杆在智慧照明的基础上,分别搭载交通监控、应急广播、气象监测等智能硬件,融合5G、边缘计算、云边端等新基建属性的智慧高速示范应用,创新5G全息动态数字公路实践,实现全要素路网监测、精细化道路养护及运维、全流程应急指挥优化、实时交通在线仿真、全通道全路网协同诱导管控及智慧信息服务等场景化功能。

  北京大兴机场高速公路的智慧路灯通过其监控系统中的GIS地图技术,实时在线了解全部路灯运行状态,实现路灯自动巡检和故障自动报警,指导运维人员进行主动运维和定向维修,改变了以往主要依靠人工巡检、热线报修的低效运维方式。

  京雄高速河北段的智慧路灯(杆)则整合了能见度检测仪、边缘计算设备、智慧专用摄像机、路面状态检测器等新型智能设备,并利用北斗高精度定位、高精度数字地图、可变信息标志和车路通信系统等手段,为道路运营、管理方提供车路通信、高精度导航和合流区预警等服务,实现该高速路段智能运维车路协同、路域经济协同的创新管理模式。

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  凭借着源于照明又超越照明的多功能应用特点,智慧路灯打破了传统路灯与高速公路应用环境与需求难以契合的局面,并为高速公路上的车辆行驶安全、各类基础设施的运作与管理提供更多智能化、人性化的手段,让社会大众感受到了照明科技跨界创新的强大力量。

  未来展望

  从固定功能模式的短板,到多功能模式的全面开启,当前高速公路上路灯应用模式的拓展不断丰富着业态关注者的“小宇宙”。

  早在2018年,国外设计师设计师Hyun Yeol Shin就设计出一种应用于高速公路上的智能感应路灯。该款路灯除了为当今智慧路灯车辆感应照明提供构思外,还利用灯杆上搭载的风能发电机持续不断地为灯具运作提供可再生能源。这种能源应用模式一旦在国内高速公路路灯上得以应用,将为道路管理部门实现照明与更多电器设备零能耗提供可能。

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激光投影功能智慧路灯 图片来源:EXC爱克

  今年4月,在湖北恩施巴东县野三关沪蓉大道上,爱克莱特生产的激光投影功能智慧路灯正式“上岗”,为所在路段驾乘人员与行人营造如灯光秀般的多彩化、动态化视觉效果。假以时日,在高速公路隧道景观照明应用推广的带动下,投影功能类智慧路灯凭借着缓解视觉疲劳的灯光效果,在高速公路桥梁、急弯、立交、出入口等特殊路段必将有其广阔的应有空间。

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  从“弃儿”到“宠儿”,跨界式的创新科技不仅提升了路灯之于高速公路照明中应用地位,还优化了国内道路照明的特色基因。未来,照明产业界乃至社会大众有理由相信,高速路灯的智慧化创新应用的不断延伸,将开拓出一条有中华特色照明科技强国之路。

来源:中国照明网原创

作者:严志祥