作者：Sanjay Manney，Vijay Dhingra

東北集團的市場研究人員估計，目前全球有超過2.8億盞路燈，到2025年將有近3.4億盞。每盞路燈使用600至1，000千瓦時/年的能源，這意味著每年的電力成本為70至125美元（假設全球平均能源成本為每千瓦時0.12美元）。此外，每盞路燈每年產生330至1，500公斤的CO2，導致全球氣候變化。

城市面臨著復雜和多方面的街道照明控制挑戰，包括在何處以及如何實施有線和無線通信。在某些地方，由于建筑物，樹木和隧道等損傷，無線通信很困難或不可能。另一方面，有線電力線通信（PLC）在變壓器周圍遇到困難，并且在某些情況下可能成本過高。城市和市政當局通常不得不滿足于不太完整的街道照明控制覆蓋范圍，或者管理拼湊的街道照明控制系統，其中一些是無線的，另一些是有線的。使用先進的基于標準的照明控制技術，世界各地的城市正在獲得集成有線/無線路燈控制的管理效率和成本效益。

戶外照明控制在智慧城市中的重要性

為照明系統添加控制裝置（通常與轉換為節能 LED 照明結合使用，但也不添加 LED 轉換）可通過自適應照明實現節能。此外，室外照明控制可以通過更高效的維護和基于使用情況、故障分析和及時訪問數據的更好調度來幫助城市節省運營成本。此外，智能照明控制系統可以作為其他智能城市應用的平臺，例如用于安全或交通管理的應用。

除了這些廣泛適用的在室外照明系統中增加控制網絡的理由之外，其他地理或特定情況的好處還可以包括峰值能量管理 - 例如，在夏季晚上7點左右發生在美國東海岸，當時建筑物仍在使用空調，而路燈開始亮起;改善公共安全，基于研究表明，50%的車禍發生在黃昏時分的三小時內;和能源優化，這允許城市為相同的能源使用量添加更多的燈。

通過自適應照明實現節能

城市通常將其總能源預算的35%至40%用于街道照明。轉換為更節能的照明光源（如LED）可以將能源支出減少30%至50%。添加智能控制裝置可額外節省 15% 至 30% 的能源，超出燈具本身的貢獻。

在世界發達地區，城市更有可能將節省下來的能源成本重新應用于城市預算的其他部分。在發展中地區，缺乏能源資源來為他們所需的所有路燈供電的城市更有可能將節省的瓦特視為一瓦特。使用更少的能量為給定數量的路燈供電，可以釋放能量來部署更多的燈或為其他生產資產供電。

自適應照明 - 根據需求，現實世界照明條件或其他參數改變照明的輸出或持續時間 - 是控制網絡如何提高戶外照明能效的一個重要方面。自適應照明節省的結果是：

恒定流明輸出。為了補償隨著時間的推移而惡化，大多數照明燈具最初被高估了20%到25%。CLO對燈進行自動調整，以在燈年輕時降低流明，這通常會導致燈具使用壽命期間能耗減少10%，燈壽命延長20%。

流明在路上 。。燈泡以低調的功率提供。然而，很少有特定道路的條件要求每個夾具精確地達到150 W或250 W。四舍五入道路照明的風險;四舍五入到最接近的瓦數意味著過度照明和過度支付能源使用費用。使用LOR有選擇地降低功率可以節省10%的街道照明系統的整體能源成本。

更好的日程安排。戶外照明所有者通過使用天文鐘安排打開和關閉燈，可以額外節省5%的能源;使用光電（PE）單元覆蓋時間表，該電池根據實際可用的環境光調整流明;并調節和報告PE細胞在白天是否顯示像差。

程序化和動態調光。在非高峰時段調光燈光可節省20%的能源;動態調光 - 也稱為“跟隨我”照明 - 可以節省15%以上。

總而言之，自適應照明方法貢獻了大約一半的能源節約，這歸因于增加控制網絡。

選擇有線或無線控件

基于有線電力線（PL）的照明控制易于安裝，可靠，并且可以跨越長距離，支持每個變壓器段的大量燈。基于無線射頻 （RF） 的照明控制具有獨立于配電系統的優點。它可以通過基于最近定義的ANSI標準插座（ANSI 136.41）的插件架構輕松安裝，該架構使任何供應商的RF戶外照明控制器都可以插入光電管插座以添加控件。RF 和 PL 控制均無需新電線。由于各種歷史和其他原因，歐洲和亞洲主要依靠PL通信進行戶外照明，而北美傳統上更喜歡更多的RF通信。

然而，無論地理位置如何，城市都有某些用例，在這些用例中，只有一種或另一種方法有效。

例如，在以下情況下，射頻控制照明是不可能的或理想的：

隧道。射頻信號無法穿越隧道。

停車場結構。混凝土會阻礙射頻信號，使其不適合停車庫或地下停車結構。

偏遠的高速公路。建立射頻連接是不切實際的。

歷史或裝飾性燈具。缺少光電管插座但出于美學原因需要保持在原位的燈具不能通過射頻進入控制網絡。

關鍵任務照明情況。PL比RF更堅固可靠，因此它是照明出于安全或其他原因必須完美運行的情況的首選介質。

傳統上，照明控制系統僅使用一種或另一種方法構建。因此，希望通過有線和無線照明系統實現全面覆蓋的城市不得不在單獨的管理下混合和匹配來自不同控制網絡提供商的解決方案，從而增加了復雜性并增加了運營成本。

混合有線/無線照明控制

最近，先進的基于標準的照明控制技術使城市能夠實施混合有線/無線戶外照明控制，以包括其所有燈具。這種混合系統的組件包括：

具有 PL 和 RF 邊界路由的分段控制器

射頻-無線網橋

PL 和射頻光點控制器

管理軟件

混合方法的關鍵是系統的所有組件都基于標準，以便它們可以彼此之間以及與來自一系列供應商的燈具和傳感器進行互操作。

支持混合有線/無線戶外照明控制的最重要標準是 ISO 14908，這是一個開放、經過驗證的多供應商標準。其標準功能包括開，關和調光命令;燈反饋監測;故障識別;電氣測量（包括 U、I 和連續體物理、E）;以及能源和運行小時數計量。

重要的是，ISO 14908標準支持有線和無線通信。

另一個對混合有線/無線戶外照明控制具有重要意義的新興標準是TALQ，用于將細分市場集成到中央管理系統。TALQ是一個聯盟，而不是一個標準本身，旨在指定通過IT標準進行通信的網關標準;通用數據庫和數據集;和多個網關供應商的單一用戶界面。

控制網絡和基于PL的戶外照明控制解決方案公司Echelon Corporation增加了基于RF的產品，并開發了符合ISO 14908生態系統的基于標準的混合有線/無線戶外照明控制解決方案。通過這種混合方法，開始實施互聯/智慧城市計劃的城市不再需要滿足于拼湊的戶外照明解決方案以及PL和RF系統的單獨管理。相反，他們可以使用PL和RF方法，每種方法都最合適的方法，并獲得單個室外照明控制系統的管理效率和成本效益，而不必在網絡控制方面妥協或讓一些燈具“處于黑暗中”。

審核編輯：郭婷