在智慧城市建設(shè)浪潮中，城市照明作為基礎(chǔ)民生工程，其管理模式正從 “被動(dòng)運(yùn)維” 向 “主動(dòng)控制” 轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)路燈控制依賴人工開關(guān)、定時(shí)回路等簡單方式，存在控制精度低、能耗浪費(fèi)嚴(yán)重、故障響應(yīng)滯后等問題。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融入，讓智慧路燈控制實(shí)現(xiàn)了 “按需調(diào)光、精準(zhǔn)管控、高效運(yùn)維” 的突破，構(gòu)建一套完整的智能控制解決方案，為城市照明管理降本增效提供技術(shù)支撐。

一、控制需求：破解傳統(tǒng)路燈控制的四大痛點(diǎn)

1. 控制精度低，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重

傳統(tǒng)路燈多采用 “統(tǒng)一開關(guān)” 或 “分時(shí)段固定回路” 控制，無法根據(jù)實(shí)際場景動(dòng)態(tài)調(diào)整。例如，凌晨道路人流量、車流量驟減時(shí)，路燈仍保持全功率運(yùn)行;陰天、雨天光照不足時(shí)，無法提前開啟或增強(qiáng)亮度，既造成能源浪費(fèi)，又影響通行安全。

2. 控制方式單一，靈活性不足

依賴人工現(xiàn)場操作或固定時(shí)間設(shè)定，無法遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)整控制策略。遇到突發(fā)情況(如夜間臨時(shí)交通管制、應(yīng)急救援)，需運(yùn)維人員趕赴現(xiàn)場開關(guān)路燈，響應(yīng)效率低;不同路段(如主干道、支路、景區(qū)道路)的照明需求差異大，傳統(tǒng)控制無法實(shí)現(xiàn) “一路一策” 的個(gè)性化調(diào)節(jié)。

3. 狀態(tài)感知缺失，故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)

缺乏對路燈運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，無法感知路燈的亮度、電流、電壓等參數(shù)，燈具損壞、線路故障等問題只能通過人工巡檢發(fā)現(xiàn)，故障識別周期長，部分偏遠(yuǎn)路段故障甚至長期未被察覺，存在安全隱患。

4. 數(shù)據(jù)孤立，控制策略無數(shù)據(jù)支撐

傳統(tǒng)控制無數(shù)據(jù)積累與分析能力，無法基于歷史能耗、車流量、天氣等數(shù)據(jù)優(yōu)化控制策略。例如，無法通過分析某路段的車流量變化規(guī)律，制定 “車來燈亮、車走燈暗” 的自適應(yīng)控制方案，控制決策缺乏科學(xué)性。

針對上述痛點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)智慧路燈控制解決方案以 實(shí)時(shí)感知、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能優(yōu)化 為核心，通過軟硬件協(xié)同，實(shí)現(xiàn)路燈控制的全鏈路智能化。

二、控制架構(gòu)：三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)感知 - 傳輸 - 控制閉環(huán)

物聯(lián)網(wǎng)智慧路燈控制解決方案采用 終端控制層、通信傳輸層、平臺(tái)控制層 三層架構(gòu)，各層級分工明確、協(xié)同聯(lián)動(dòng)，確?？刂浦噶罹珳?zhǔn)下達(dá)、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋，形成完整的控制閉環(huán)。

1. 終端控制層：路燈控制的 “執(zhí)行終端”

終端控制層是控制指令的最終執(zhí)行者，負(fù)責(zé)采集路燈運(yùn)行數(shù)據(jù)并執(zhí)行平臺(tái)下發(fā)的控制指令，核心設(shè)備包括 “智能控制器”“LED 調(diào)光驅(qū)動(dòng)” 及輔助感知模塊，構(gòu)成路燈控制的 “最小功能單元”。

智能控制器：終端控制的 “核心大腦，具備數(shù)據(jù)采集、控制執(zhí)行等功能。

與智能控制器配套的 LED 調(diào)光驅(qū)動(dòng)，支持 0-100% 線性調(diào)光，根據(jù)控制器下發(fā)的指令精準(zhǔn)調(diào)整 LED 光源亮度。

為實(shí)現(xiàn) “場景自適應(yīng)控制”，終端控制層可搭載輔助感知模塊，采集環(huán)境與交通數(shù)據(jù)，為控制策略提供依據(jù)：

光照傳感器：實(shí)時(shí)檢測環(huán)境光照強(qiáng)度(范圍 0-200000lux)，當(dāng)光照低于閾值(如傍晚光照≤50lux)時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)開燈指令，避免人工判斷延遲;

車流量 / 人流量傳感器：采用人體紅外或視頻識別技術(shù)，檢測道路車流量(精度≥95%)、人流量，為 “按需調(diào)光” 提供數(shù)據(jù)支撐;

雨量傳感器：檢測降雨量，雨天自動(dòng)提升路燈亮度(如從 50% 調(diào)至 80%)，增強(qiáng)路面辨識度，保障行車安全。

2. 通信傳輸層：控制指令與數(shù)據(jù)的 “傳輸通道”

通信傳輸層是連接 “終端控制層” 與 “平臺(tái)控制層” 的橋梁，負(fù)責(zé)將平臺(tái)的控制指令可靠下發(fā)至終端，同時(shí)將終端采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)，需滿足 “低延遲、高可靠、廣覆蓋” 的傳輸需求。根據(jù)應(yīng)用場景差異，采用 “無線為主、有線為輔” 的混合傳輸方案：

LoRa 傳輸：適用于遠(yuǎn)距離、低功耗場景(如郊區(qū)道路、工業(yè)園區(qū))，傳輸距離可達(dá) 1-10 公里，單網(wǎng)關(guān)可接入 500-1000 個(gè)終端，功耗低(控制器待機(jī)電流≤10mA)，無需布線，部署成本低;

NB-IoT 傳輸：適用于廣覆蓋、低速率場景(如城市主干道、老城區(qū))，依托運(yùn)營商基站覆蓋，無需自建網(wǎng)關(guān)，傳輸穩(wěn)定，支持海量終端接入(單小區(qū)可接入 10 萬個(gè)終端)，適合大規(guī)模部署;

4G/5G 傳輸：適用于需實(shí)時(shí)傳輸高清數(shù)據(jù)(如視頻車流量檢測)或?qū)刂蒲舆t要求高的場景(如應(yīng)急救援路段)，傳輸速率快(4G 下行速率≥100Mbps)、延遲低(5G 延遲≤1ms)，確保控制指令實(shí)時(shí)下達(dá)。

在城市核心商圈、政務(wù)中心等對控制可靠性要求極高的區(qū)域，采用以太網(wǎng)(光纖 / 網(wǎng)線)有線傳輸，具備高帶寬(千兆以上)、低丟包率(≤0.1%)、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢，可保障控制指令與數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對穩(wěn)定，避免無線信號受遮擋、干擾導(dǎo)致的傳輸中斷。

三、平臺(tái)控制層：路燈控制的 “指揮中樞”

平臺(tái)控制層是智慧路燈控制的核心，基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建，具備 “遠(yuǎn)程控制、策略管理、狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析” 四大功能，支持 PC 端、移動(dòng)端(APP / 小程序)訪問，實(shí)現(xiàn)對路燈的集中化、精細(xì)化控制。

1. 遠(yuǎn)程控制：實(shí)時(shí)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，告別現(xiàn)場操作

平臺(tái)支持 “單燈控制、分組控制、區(qū)域控制” 三種遠(yuǎn)程控制模式，滿足不同場景需求：

單燈控制：可對單盞路燈進(jìn)行獨(dú)立開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)(0-100% 任意設(shè)置)、參數(shù)查詢(如當(dāng)前功率、亮度、溫度)，適用于故障排查或特殊需求(如某盞路燈需臨時(shí)關(guān)閉維修);

分組控制：將同類型路段的路燈分組(如 “主干道組”“支路組”“景區(qū)夜景組”)，可對整組路燈批量下發(fā)控制指令，例如將 “支路組” 路燈在 22:00 后統(tǒng)一調(diào)至 50% 亮度;

區(qū)域控制：基于 GIS 地圖，框選特定區(qū)域(如 “商業(yè)中心區(qū)域”“火車站周邊區(qū)域”)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)所有路燈的一鍵控制，如應(yīng)急救援時(shí)，一鍵開啟區(qū)域內(nèi)所有路燈至 100% 亮度。

控制指令下發(fā)后，平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示指令執(zhí)行狀態(tài)(“已下發(fā)”“已接收”“已執(zhí)行”)，并反饋路燈調(diào)整后的運(yùn)行參數(shù)，確?？刂菩Ч勺匪?。

2. 策略管理：自定義控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn) “無人值守”

平臺(tái)支持用戶自定義控制策略，通過 “時(shí)間、場景、數(shù)據(jù)” 三要素觸發(fā)控制指令，實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)化控制，減少人工干預(yù)：

(1)時(shí)間觸發(fā)策略：基于時(shí)段的固定控制

用戶可設(shè)置多時(shí)段調(diào)光參數(shù)，例如：

7:00-17:30(白天)：亮度 30%(利用自然光，降低能耗);

17:30-22:00(夜間高峰)：亮度 100%(滿足人車通行需求);

22:00-6:00(凌晨低峰)：亮度 50%(兼顧安全與節(jié)能);

6:00-7:00(清晨)：亮度 80%(應(yīng)對早高峰前的低光照)。

策略支持按工作日、周末、節(jié)假日區(qū)分，例如節(jié)假日景區(qū)道路可延長 100% 亮度時(shí)長至 24:00。

(2)場景觸發(fā)策略：基于環(huán)境與交通的自適應(yīng)控制

結(jié)合終端感知模塊采集的數(shù)據(jù)，設(shè)置場景觸發(fā)條件，實(shí)現(xiàn) “按需調(diào)光”：

光照觸發(fā)：當(dāng)光照傳感器檢測到環(huán)境光照≤50lux 時(shí)，自動(dòng)開啟路燈;光照≥200lux 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉或調(diào)至 30% 亮度;

車流量觸發(fā)：微波雷達(dá)檢測到路段車流量≥5 輛 / 分鐘時(shí)，亮度調(diào)至 100%;車流量<2 輛 / 分鐘時(shí)，亮度調(diào)至 50%，車輛接近時(shí)(距離 50 米)自動(dòng)提升亮度，車輛離開后 1 分鐘恢復(fù)低亮度;

天氣觸發(fā)：雨量傳感器檢測到降雨量≥5mm/h 時(shí)，亮度自動(dòng)提升至 80%;霧霾天氣(PM2.5≥200μg/m3)時(shí)，開啟路燈的 “防霧模式”，增強(qiáng)穿透力。

(3)應(yīng)急觸發(fā)策略：基于突發(fā)情況的快速響應(yīng)控制

平臺(tái)支持手動(dòng)或自動(dòng)觸發(fā)應(yīng)急控制策略，應(yīng)對突發(fā)場景：

應(yīng)急救援觸發(fā)：接收到消防、交警的應(yīng)急指令后，一鍵開啟救援路線上的所有路燈至 100% 亮度，并保持常亮，直至救援結(jié)束;

故障聯(lián)動(dòng)觸發(fā)：當(dāng)某盞路燈檢測到線路故障時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)周邊 3 盞路燈提升至 100% 亮度，彌補(bǔ)故障路燈的照明空缺，同時(shí)推送故障報(bào)警至運(yùn)維人員。

3. 狀態(tài)監(jiān)測：實(shí)時(shí)掌控路燈運(yùn)行，故障主動(dòng)預(yù)警

平臺(tái)通過 GIS 地圖直觀展示所有路燈的分布與運(yùn)行狀態(tài)，以不同顏色標(biāo)注路燈狀態(tài)：

綠色：正常運(yùn)行(亮度、功率、溫度均在正常范圍);

黃色：預(yù)警狀態(tài)(如溫度≥60℃、功率偏差≥10%，可能存在潛在故障);

紅色：故障狀態(tài)(如燈具不亮、電流為 0、通信中斷)。

點(diǎn)擊單盞路燈圖標(biāo)，可查看實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)(功率、亮度、電壓、電流、溫度)及歷史數(shù)據(jù)曲線(近 24 小時(shí)、近 7 天)。當(dāng)檢測到參數(shù)超出閾值時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)推送報(bào)警信息(短信、APP 推送)至運(yùn)維人員。

4. 數(shù)據(jù)分析：基于數(shù)據(jù)優(yōu)化控制，降本增效

平臺(tái)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析功能，通過挖掘歷史數(shù)據(jù)價(jià)值，為控制策略優(yōu)化提供依據(jù)：

能耗分析：統(tǒng)計(jì)單燈、路段、區(qū)域的日 / 周 / 月能耗數(shù)據(jù)，生成能耗排名與節(jié)能報(bào)表，分析高能耗路段的原因(如控制策略不合理、燈具老化)，例如發(fā)現(xiàn)某支路凌晨能耗過高，可調(diào)整該路段凌晨亮度至 40%;

控制效果分析：對比不同控制策略的能耗與照明效果，例如分析 “車流量自適應(yīng)控制” 與 “固定時(shí)段控制” 的能耗差異，若前者比后者節(jié)能 25%，則在全路段推廣該策略;

設(shè)備壽命預(yù)測：通過分析路燈功率衰減趨勢(如功率從 100W 降至 70W)、溫度變化規(guī)律，預(yù)測燈具的剩余壽命，提前制定更換計(jì)劃，避免突發(fā)故障。

四、核心控制功能亮點(diǎn)：四大創(chuàng)新，提升控制價(jià)值

1. 單燈級精細(xì)化控制，能耗降至最低

區(qū)別于傳統(tǒng)的 “回路控制”，方案實(shí)現(xiàn) “單燈獨(dú)立控制”，可針對每盞路燈的實(shí)際需求調(diào)整亮度與開關(guān)時(shí)間。例如，道路兩側(cè)的路燈可根據(jù)人行道與車行道的照明需求差異，分別設(shè)置亮度(車行道側(cè) 100%，人行道側(cè) 70%);靠近小區(qū)的路燈可在 22:00 后調(diào)至 40% 亮度，避免影響居民休息。

2. 離線控制保障，避免通信依賴

終端智能控制器支持本地緩存控制策略，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)(如基站故障、光纖損壞)，自動(dòng)執(zhí)行預(yù)存的控制指令，確保路燈正常運(yùn)行。

3. 多維度數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，控制策略動(dòng)態(tài)優(yōu)化

平臺(tái)整合路燈運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)(光照、雨量、PM2.5)、交通數(shù)據(jù)(車流量、人流量)、天氣數(shù)據(jù)(天氣預(yù)報(bào))，通過大數(shù)據(jù)算法動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制策略。例如，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)的 “明日陰天” 信息，提前調(diào)整次日的開燈時(shí)間(比晴天提前 30 分鐘);通過分析某路段近 3 個(gè)月的車流量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該路段周末凌晨車流量極少，將周末凌晨亮度從 50% 降至 30%，進(jìn)一步節(jié)能。

4. 移動(dòng)端便捷控制，管理隨時(shí)隨地

配套的移動(dòng)端 APP 支持運(yùn)維人員、管理人員隨時(shí)隨地控制路燈：

運(yùn)維人員可通過 APP 接收故障報(bào)警，導(dǎo)航至故障地點(diǎn)，維修完成后在 APP 上標(biāo)記 “故障修復(fù)”，更新路燈狀態(tài);

管理人員可通過 APP 查看實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)、亮燈率報(bào)表，臨時(shí)調(diào)整控制策略(如臨時(shí)開啟某路段路燈)，無需在 PC 端操作，提升管理靈活性。

五、應(yīng)用場景落地：從 “理論” 到 “實(shí)踐” 的應(yīng)用案例

1. 城市主干道控制場景

主干道車流量大、通行時(shí)間長，需保障夜間照明亮度，同時(shí)避免凌晨低峰期能耗浪費(fèi)。采用 “車流量自適應(yīng) + 時(shí)間觸發(fā)” 雙重控制：17:30-22:00(高峰時(shí)段)，亮度 100%;22:00-6:00(低峰時(shí)段)，基于微波雷達(dá)檢測車流量，車來燈亮(100%)、車走燈暗(50%);6:00-7:00，亮度 80%;

配套光照傳感器與雨量傳感器，陰天提前 15 分鐘開燈，雨天亮度提升至 80%。

2. 景區(qū)道路控制場景

景區(qū)道路白天需兼顧游客步行照明，夜間需營造 “夜景氛圍”，同時(shí)避免過度照明影響生態(tài)。分時(shí)段 + 場景控制：8:00-18:00(游客高峰)，亮度 50%(滿足步行需求，避免強(qiáng)光刺眼);18:00-22:00(夜景時(shí)段)，采用 “漸變調(diào)光”(從 50% 緩慢升至 80%，再緩慢降至 30%)，營造柔和夜景;22:00 后，亮度降至 20%(僅保障安全照明，減少生態(tài)影響);

節(jié)假日調(diào)整：節(jié)假日延長夜景時(shí)段至 24:00，增加 “節(jié)日模式”(路燈按固定頻率輕微閃爍，營造節(jié)日氛圍)。

審核編輯 黃宇