一、方案背景与政策驱动
1. 政策驱动
2026年，财政部组织开展“政府采购支持公路绿色低碳发展”试点工作，明确要求服务区及收费站的供电系统效率不低于90%。交通运输部等十部门联合发文，全面推进公路基础设施清洁能源开发利用，积极推广柔性输配电技术。在此背景下，高速公路收费站照明系统向智能化、低碳化转型已成为刚性需求。
2. 收费站照明现状痛点
高速收费站包含收费大棚、收费广场、匝道、地下车道等照明区域，传统交流照明存在显著痛点：
- “全灯常亮”模式浪费严重：无论车流大小、光线强弱，灯具整体常亮，照明重叠量大、光照冗余过高，电力资源无效消耗严重。
- 灯光直射刺眼：满铺直射照明导致灯光直射刺眼、行车视觉疲劳，照明方式不够科学。
- 缺乏分区精细管控：无分区精细化调光，无法联动车流、光照自动调节亮度，平峰、夜间长期满功率点亮，电费居高不下。
- 运维成本高：大棚高空设备日晒雨淋故障率高，故障需高空登高检修，占道影响通行，人工巡检成本大。
- 季节更替调控滞后：采用人工开关，常出现“天黑灯未亮，天亮灯未熄”的情况。
二、方案概述
沃思智能专为高速收费站照明节能改造设计，以LoRa单灯控制器为核心执行单元，通过雷达感应器实时捕捉车辆运动信号，结合光照传感器实现环境亮度自适应调光策略。系统经由LoRa网关将数据上传至云平台，实现对收费大棚、收费广场、匝道等区域每盏灯具的精准控制与策略化管理。
核心目标：
- 实现“车来灯亮、车走灯暗”的自动照明场景
- 降低收费站照明综合能耗50%以上
- 支持远程控制、数据统计与故障报警
- 支持光感联动与车道指引联动
- 具备高兼容性，可接入现有照明设施与第三方管理平台
适用区域： 收费大棚顶棚照明、收费广场高杆灯/中杆灯、收费车道照明、匝道照明、地下车道照明。
三、收费站照明分区设计方案
收费站照明与普通道路照明的最大区别在于分区明确、功能多元。本方案按照收费站实际功能分区，分别制定照明策略：
3.1 收费大棚顶棚照明
改造要点：
- 将原有满铺直射照明改为柔和间接照明，优化照射角度，消除强光直射和照明盲区。
- 实行间隔车道交替点亮常态化模式，在完全保障通行安全和作业照明标准的前提下大幅减少灯具开启数量。
- 雷达感应联动：无车通过时维持30%微光值守，车辆进入感应区域后自动调至100%亮度。
设计依据： 收费天棚车道照明照度宜为30～50lx。
3.2 收费广场高杆灯/中杆灯
改造要点：
- 更换高效节能LED智能灯具，搭载智能调光模块，根据车流量实时自动调节明暗。
- 车流高峰时段全功率运行，平峰时段降至60%亮度，深夜低谷时段实行分区控灯、减半亮灯模式。
- 配合光照传感器，日出日落自动开关，阴雨雾天自动提升亮度。
设计依据： 收费广场车道数≥12时宜设高杆灯照明，照度宜为20～40lx，均匀度应大于0.4；收费广场平均照度最小维持值20～50lx，照度总均匀度最小值0.4。
3.3 收费车道照明
改造要点：
- 每车道独立控制，雷达精准识别车辆所在车道，仅点亮对应车道及相邻车道灯具。
- 车道关闭时自动降低亮度或关闭灯具，配合车道智能指引灯带实现“红黄绿”三色联动。
- 收费窗口区域保持基础照度，保障收费人员作业安全。
设计依据： 收费车道平均照度15lx，均匀度>1/3。
3.4 匝道及地下车道照明
改造要点：
- 采用“灯随车亮”动态跟随策略，雷达检测车辆位置，提前逐级点亮前方照明。
- 车辆通过后延迟调暗，实现“伴随式、分段式、按需照明”。
- 地下车道结合光感联动，根据洞内外亮度自动调光，消除“黑白洞效应”。
四、系统架构与核心功能
4.1 系统拓扑
系统由感知层、控制层、网络层、平台层四层架构组成：
- 感知层：雷达传感器（检测车辆）+ 光照传感器（检测环境亮度）+ 可扩展温湿度传感器
- 控制层：LoRa单灯控制器（0-10V调光、开关控制、电能计量）
- 网络层：LoRa网关集控器（LoRa转4G/以太网/WiFi）
- 平台层：云平台 + APP/Web远程管控 + GIS可视化
4.2 核心功能
① 动态感应控制
车辆进入雷达感应区域（20-200米可调），灯具自动调至设定亮度；车辆离开后延迟恢复低亮或关闭。
② 分区分时策略
支持按收费大棚、广场、车道、匝道分区独立控制；预设高峰、平峰、深夜、阴雨多套调光预案，一键切换。
③ 光感联动
根据环境光照强度自动调节灯光亮度，日出日落自动开关，阴雨雾天自动提升亮度。
④ 远程管控
通过APP/Web平台实现远程开关、调光调色温与场景设置，运维人员足不出户即可实时监测灯具运行状态。
⑤ 故障智能预警
实时监测设备状态，涵盖过流欠流、过压欠压、断电报警、通信故障、意外亮灯、灯灭故障、灯杆倾斜、电线断缆等异常报警，系统自动向管理端发送报警信息。
⑥ 数据采集与能耗统计
自动统计用电量、亮灯率等能耗数据，支持拓展环境温湿度数据采集，自动生成月度节能报表。
五、方案优势
5.1 极致节能
- 综合节能率50%～80%（参考实际案例：玉山西收费站每日节约照明电费达70%；两徽高速收费站相比传统照明方式节能70%以上）
- 支持“微光值守”模式（无车时10%～30%亮度）
- 雷达感应响应快、抗干扰，避免误触发与漏检
5.2 无感亮灯
通过雷达感应联动控制，提前触发车辆前方路灯，并在车辆离开后再延迟调暗，让车主察觉不到亮灯痕迹，守护安全行驶。
5.3 车道指引联动（收费站特色功能）
结合车道智能指引灯带，选用“红黄绿”三色配合雨棚灯开闭信息自动切换对应颜色，清晰直观引导车辆进入开放车道或提醒车辆绕开关闭车道。
5.4 双色温调节
可调节灯光冷暖色温（2700K暖白—6500K冷白），结合自动策略定时调控，提升收费区域视觉舒适度和安全系数。
5.5 无线部署，改造便捷
采用LoRa无线通讯，无需额外布线，不改变现有灯具和布线即可实现单灯控制，大幅降低改造施工成本和工期。
5.6 高可靠性
工业级设备，宽温工作（-40°C~85°C），IP67/IP65防护等级，适应收费站露天配电房及灯杆安装环境；通信加密，数据安全可靠。
六、节能测算
以某高速收费站（500盏灯，20W LED）为例进行节能测算：
| 名称 | 传统常亮控制模式 | “灯随车亮”智能控制模式 |
|---|---|---|
| 单盏灯功率 | 20W | 20W |
| 每日净亮灯时间 | 约13小时 | 约4小时(全亮) + 9小时(低亮30%) |
| 日耗电量 | 500×20W×13h = 130kWh | 500×20W×(4h×100%+9h×30%) = 67kWh |
| 年耗电量 | 47,450kWh | 24,455kWh |
| 年节电量 | — | 22,995kWh |
| 节能率 | — | ≈51.5% |
| 年节省电费（1元/kWh） | — | 约2.3万元 |
实际案例参考：
- 京港澳高速***收费站：改造后收费广场照明耗电量降低38%，年节约电量1.4万度，年节约电费1.2万元，使用寿命延长2年以上。
- 陕西***12个收费站：改造后单月用电量较改造前下降36.68兆瓦时，节约电费2.46万元。
- **29个收费所：年均节约电费约35万元。
七、实施步骤
- 现场勘查与方案设计（1-2周）：勘查收费站照明布局、灯具类型、配电回路，制定分区改造方案。
- 设备安装（2-4周）：灯杆抱箍安装雷达感应器，安装LoRa单灯控制器，部署LoRa网关集控器。
- 平台配置与调试（1周）：配置“灯随车亮”策略，如“感应到车辆→亮度100%→延迟30秒→恢复30%亮度”；配置分区分时策略。
- 试运行与验收（2周）：连续监测节能效果，调整优化策略参数，出具节能验收报告。
改造优势： 无需额外布线，不改变现有灯具，施工对收费站通行影响极小，可分批分区实施。
八、公司简介
无锡沃思智能科技有限公司 —— 全栈式智能照明解决方案厂商
- 1500多平方米生产基地，全自动SMT生产车间、全自动波峰焊、老化线
- 专注智能照明行业，10+年技术沉淀
- 全国100+城市业务覆盖
- 积累1000+项目经验
产品矩阵： LoRa单灯控制器、雷达传感器、LoRa网关集控器、云平台软件
核心优势： 研发 & 生产 & 服务一体化，提供从方案设计到产品供应到售后运维的全链条服务。
