引言
近年来，随着我国经济发展水平的不断提高，城市道路建设向着绿色化、低碳化方向发展。照明系统在道路运营周期内耗能耗材较高，如何降低其能耗和生命周期内的成本成为不可忽视的问题。LED光源作为新一代高效绿色光源，在道路照明系统中有着良好的应用前景，但也存在着一些应用难题有待解决。
1城市道路照明现状
当前我国城市道路照明仍然以高压钠灯为主。以某城市为例，道路照明灯基本为400W、250W和150W高压钠灯。由于高压钠灯光衰较大，镇流器的功率因数低，而且整流器耗电量大、均匀度低，所以随着LED灯技术的发展，各地均在大力推广路灯。
2城市道路照明节能遇到的问题
2.1道路照明亮度与配比不当
过高的照明亮度、灯光配比效果不当均属于常见的城市道路照明节能问题。结合实际调研可以发现，不符合国家标准的照明亮度广泛存在于我国很多城市道路中，很多设计单位因过于追求照明亮度而导致设计的照明强度超标，这会影响夜间驾驶者的视觉，在浪费照明资源的同时影响道路行驶安全。灯光配比效果不当同样会影响道路使用效果，如未能全面考虑行人、驾驶员进行灯光配比，道路照明选择往往无法与灯光的实际需求相匹配等，很多问题由此出现。
2.2道路照明缺乏规范性
现阶段，主要基于行业标准和《城市道路照明设计标准》（CJJ 45—2015）进行城市道路照明设计，具体设计时需以照明功能、道路作用、道路规划为依据，包括灯杆造型、灯具颜色、灯杆高度与样式等内容。结合相关数据可以发现，由于道路照明设施要求未能统一，各地存在不同的设计和安装方式，不同城市间的照明设施不统一情况较为常见，部分城市还存在不同地区照明设施不统一的问题，不仅影响城市美观，而且不利于后期维护，必须引起重视。
2.3控制模式不够合理
控制模式不够合理同样属于城市道路照明节能面临的问题，此类问题源于设计时未充分考虑驾驶人员的特性。道路照明中对驾驶人员的考虑可细分为开始、适应、过渡等阶段，具体设计时需考虑人体对光照的适应特征，以及远程控制系统控制带来的影响。而在实际工程中，很多城市未充分考虑驾驶人员的特性，具体照明全程采用最大零度需求的情况仍较为常见，这不仅会造成电力资源浪费，相关安全隐患也可能随之出现。
3解决策略
3.1加速科研速度
一方面，我国必须加速对于LED灯芯片的科研速度，获得LED照明产品的核心技术，将LED产业从中低端产业提升至具有自主产权的全产业链体系，我国LED产品成本将大幅降低。另一方面，我们需要寻找能够替代生产LED照明产品的新型材料，使其在满足LED灯照明性能的同时，降低成本，实现LED产品的经济性。
3.2增加LED光谱中的红光成分
LED照明设备之所以不具有高显色性，是因为光的三原色为红、黄、蓝三种颜色，而现在道路上LED照明设备是由蓝色芯片和黄色荧光粉所制成，LED光谱中缺少红光成分，因此增加LED光谱中的红光成分是解决LED灯显色性不高的根本途径。近年来，大量研究人员致力于研究如何增加光谱中的红光成分，提出可以通过在LED荧光粉中掺入红色有机磷光材料，使得LED光谱中所缺少的红光成分得到补偿。还可以在掺入了红色有机磷光材料的基础上再点一层YAG粉胶层的分层点，从而进一步提高LED照明设备的显色性，并且已通过实验证明用此方法可以显著提高LED照明设备的显色指数。
3.3优化LED散热技术
（1）散热结构优化可以通过设计产品结构，增加产品与空气的对流。由于道路的LED产品设备基本位于室外的空旷处，且路灯的使用时间大多在夜间，与日间平均温度相比较，夜间空气平均温度较低。通过设计产品结构来增强LED照明设备附近的空气流动，将空气作为散热剂，以此降低产品的温度。此外，我们还可以通过产品结构设计，将LED路灯散热器一体化。其是指将LED路灯与散热器紧密结合，使得路灯的热量在产生之时不会发生热量堆积，而是直接通过散热器迅速散热，形成一个边产热边排热的系统整体。
（2）散热材料优化对于道路LED照明设备而言，其散热材料的选择也至关重要。现有的路灯LED照明设备中，散热材料以银、铝以及铝合金材料为主。其中散热性能最优的材料为银，但与此同时也存在着成本较高、硬度较低等缺点。因此现在散热材料使用最为广泛的是铝和铝合金，但其散热性对比银材料较弱。我们现在需要寻找新型材料，来替代传统散热材料，在满足经济性的同时，提高散热性能。
（3）散热性能优化我国地域辽阔，从黑龙江省到海南省，我国纬度跨度有49°之大，跨越了几乎半个北半球，也形成了我国环境和温度差异大的特点。因此我们可以针对不同的地域和气候环境，设计侧重点不同的散热设备。例如，在海南等纬度较低城市，由于常年温度较高，我们可以采用较大功率的散热设备或是使用高性能散热材料；针对东北三省以及其他平均温度较低的城市，我们可以通过设计产品结构，增强空气对流来散热。散热性能的优化，旨在提高散热性能的同时实现产品的经济性。
4城市道路照明节能改造实践
4.1案例概况
为提升研究的实践价值，文章以某地道路节能改造工程为对象展开研究。工程涉及的变压器、灯杆、光源分别为2 201台、171 059基、215 039盏，服务面积为2 350 km 2，工程需要在不改变原有灯杆布局的前提下进行节能改造。
4.2节能改造内容
（1）节能光源改造涉及的无极灯、LED灯数量分别为15 000盏、2 000盏，原有的250 W高压钠灯需等量替换，250 W高压钠灯与125 W无极灯、100 W的LED拥有等同的发光效果。相较于高压钠灯，无极灯、LED灯光源及配套灯具在能耗、光效、显色性、使用寿命等方面均具有显著优势。
（2）智能照明控制系统改造需均匀安装照度监测装置共58台，以实时监测室外环境照度，同时设置“太阳光追踪”模块，道路照明系统的精确化控制可基于监测数据实现。智能控制平台在节能、道路交通安全保障方面均可发挥积极作用。
（3）半夜灯的设置需结合各道路的交通流量、等级，分两级管理半夜灯，一级半夜灯23：00熄灭，二级半夜灯24：00熄灭。前者主要适用于非重点地区和偏远地区且凌晨也不再恢复点亮，后者恢复点亮于早晨熄灯前90 min。
（4）供电线路节能改造围绕400基路灯变压器开展，需要在路灯回路加装智能调压设备，同时结合照明控制平台开展有载调压改造，以监测各回路电压状态。通过耗电量计量、统计报表生产，进而实现节能效果的有效统计。
5结束语
综上所述，城市道路照明节能需关注多方面因素影响。在此基础上，文章涉及的强化设计、优选设备、充分利用客观环境等内容，则提供了可行性较高的城市道路照明节能及改造路径。为更好地实现城市道路照明节能，还应关注基于PPP等合作方式的社会资本吸引、节能效益分配激励方式的应用，以更好地改善照明质量、实现节能减排目标。
参考文献
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