摘 要 亮灯率是评价城市道路照明质量的一项重要指标，它直接反映了一个城市道路照明维护管理水平。作者总结了北京市道路照明设施的管理的经验，分析了影响道路照明亮灯率的主要因素，并针对关键影响因素，提出了提升亮灯率水平的具体措施。
关键词 道路照明 提升亮灯率 管理措施
城市道路照明作为必不可缺少的市政公用设施之一，直接关系到广大人民群众出行的便利，关系到城市夜间交通安全和治安环境。亮灯率直接反映了道路照明的整体运行状况，是评价道路照明维护管理水平的最直观、最重要的指标之一。
1、 亮灯率指标的由来
1992年建设部颁布的《城市道路照明设施管理规定》（建设部21号令）就提出亮灯率指标要求：“城市建设行政主管部门必须对道路照明设施管理机构建立严格的检查和考核制度，及时督促更换和修复破损的照明设施，使亮灯率不低于95%。”根据2011年住房城乡建设部颁布的《关于印发“十二五”城市绿色照明规划纲要的通知》（建城[2011]178号）要求，应提高城市照明设施建设和维护水平，道路照明主干道的亮灯率应达到98%，次干道、支路的亮灯率应达到96%。随着城市化的升级和城市交通量的增长，对道路照明亮灯率的要求也在不断提高。
2、 影响亮灯率的因素
总体来看，道路照明亮灯率取决于两个方面：一是设备的故障率，二是巡修工作是否到位。具体的数量关系可以通过简单推导来说明。这里主要探讨单灯运行情况和故障情况，不考虑因电源或者线路故障引起的大片灭灯情况。
设路灯总数为N盏，路灯设备的故障率以“平均故障期”评价，即单盏路灯两次故障灭灯之间的平均时间，用n天或T小时表示。在当前普遍采用的路灯定期巡修模式下，设“巡修周期”为r天。
在设备一致性较好的情况下，可认为大部分的路灯都在运行时间约等于平均故障期n天时发生灭灯，在长期的滚动更换后，每天的灭灯数量将趋于稳定，在一个平均故障期n天内所有路灯正好发生一次灭灯，则每天新灭灯的数量为N/n盏。根据r天的巡修周期，把全部路灯按巡视顺序分为r个区域，从第1天到第r天每天完成一个分区的巡视，每天巡视路灯的数量为N/r盏。
由于每天总的新灭灯数量为N/n盏，则对于每个分区来说，每天的新增灭灯数量为N/(n·r)盏。假设每天都能够把巡视到的灭灯全部修复，则以第1天巡修前为例，1-r区的灭灯盏数分别为:
这时对于全部路灯来说，总的灭灯数为:
从而得出，路灯的亮灯率μ可以表示为：
可以看出路灯的亮灯率与巡修周期为负相关，与平均故障期为正相关（见图1、图2）。
图1：亮灯率与巡修周期的关系 图2：亮灯率与平均故障期的关系
当亮灯率μ要从96%提升到98%，或者从98%提升到99%，灭灯率就需要降低到原来的1/2，也就意味着设备的系统可靠运行时间（平均故障期）要翻一倍，或者巡修周期要减少到原来的一半，相当于工作量翻一倍，可以看出亮灯率提升之难。
以上分析了亮灯率的主要制约因素，实际环境中亮灯率还受一些其他一些因素的影响，包括巡修人员的数量、责任心和技能水平，交通拥堵的制约，设备的老化程度等等。此外，由于许多道路路边车辆的乱停乱放，路灯的检修车无法靠近灯杆，造成一些灭灯不能及时修复，也影响着亮灯率的提升。
3、 当前提升亮灯率的主要措施
由于道路照明亮灯率的主要影响因素是平均故障期和巡修周期，因此，提高亮灯率也应当主要从这两方面入手。
（1）延长设备平均故障期
平均故障期是反映设备可靠性的统计指标，也可以理解为路灯单灯的系统平均寿命。对于整灯来说，由于光源、镇流器、触发器等任何一个环节的故障都直接造成系统失效，各部分组成可靠性串联系统，可以用以下方块图表示：
系统整体的可靠性Rs（在运行了某一时长后仍未发生故障的概率）与各环节可靠性的关系为：
在串联系统中，可靠性最差的部分对系统的影响最大。根据实际经验，光源、触发器、镇流器、电容等部件的故障率最高，而系统整体寿命要远低于单个部件的寿命。各部件故障的百分比如图3所示。
图3：路灯各部件故障量的百分比
延长平均故障期需要考虑到几方面：一是灯具各个部件的出厂质量，除了对质量指标、质检报告的检查外，通过产品的抽样试验或使用情况统计数据指导产品采购将有助于质量的控制；二是电气环境，由于光源等器件的寿命对工作电压较为敏感，需要保持供电电压的稳定性，避免后半夜过高电压对设备寿命的影响；三是物理环境，灯具应具有良好的防水防尘等级和散热性能，避免光源腔与电器腔内潮湿、污垢或过热造成器件提前失效；四是安装和维修质量，避免接触不良、配件松动等情况；五是设备选用、更换时需确保各部件参数的匹配性。
（2）缩短巡修周期
提升亮灯率的另一个途径是缩短巡修周期。在现有条件下，提高巡修人员故障查找和维修的技能，合理制定巡修路线，有针对性地研究解决巡修中的疑难问题，能在一定程度上提升效率，缩短巡修周期。但由于目前已经达到较高的亮灯率，在实际巡视中，要寻找一个灭灯往往要花费较多时间。简单地缩短巡修周期将造成工作量的大幅增加，并且收效甚微。
4、 技术和管理变革带来的亮灯率提升方案
长远来看，要更有效地保证亮灯率，可以借助单灯监控新技术的应用，采取有目的巡修和批量更换相结合的方式：
（1）结合单灯监控技术的应用，对路灯进行有目的维修。单灯监控技术的核心价值不在于对单盏路灯的开关控制，而在于两方面：一是对单灯进行分时调光实现节能，尤其是LED路灯无法通过电源端调压进行调光，而需要对单灯进行调光；二是监测单灯运行状态，实现有目的巡修。在单灯监控成熟应用的情况下，每天亮灯后通过系统采集全部路灯的灭灯情况，按区域生成列表，每个区域的巡修人员可以结合交通情况合理地制定当天的路线，直接前往灭灯地点修灯。这种方式能在现有巡修资源下有效提高工作效率，但前提条件是单灯监控设备具有较高的可靠性。若单灯监控设备不可靠，反而会成为系统的故障点，在增加设备维护成本的同时，降低了系统的整体可靠性。
（2）结合资产数据以及巡修记录，对于寿命将尽、故障高发的成批光源进行集中更换。对路灯亮灯率影响最大的是光源。光源平均寿命指的是50%的灯不能再工作时的时间，它取决于光源在寿命周期内的故障率变化。大多数产品的故障率随时间变化的曲线形似浴盆，称为“浴盆曲线”（图4）。
图4：设备故障率的“浴盆曲线”
一般光源在出厂前都经过“老炼”，因此实际应用中早期故障率也较低。但在使用后期，将出现故障率急剧上升，光源成批失效的情况。在当前的巡修模式下，光源成批失效不仅增加了日常维修的工作量，还会大大降低区域的亮灯率。老旧光源即便还在运行，也由于光衰而造成照度不足、照明质量下降，并且因电参数的变化影响其它器件的寿命。因此，对于老旧光源的集中更换，是提高亮灯率和保证照明质量的有效手段。可以结合各个部件不同的故障率，在技术经济论证的基础上，确定各个部件的最优轮换周期，制定综合的定期轮换方案，或以运行状态为依据采取状态检修方案。