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基于物联网的交通设施能耗监测与节能优化方案1

基于物联网的交通设施能耗监测与节能优化方案

摘要

随着城市化进程的加速和交通基础设施的不断完善，交通设施能耗问题日益凸显。

本报告提出了一套基于物联网技术的交通设施能耗监测与节能优化系统方案，旨在通

过智能化手段实现交通能源的高效利用。报告首先分析了当前交通设施能耗现状及存

在的问题，阐述了物联网技术在能源管理领域的应用潜力。随后，详细介绍了系统的技

术架构、实施方案和预期效益，包括硬件部署、数据采集、分析算法和优化策略等关键

环节。通过在某城市示范区的试点应用，该系统预计可实现交通设施能耗降低1520%，

年节约电费约120万元。报告还讨论了项目实施过程中的风险因素及应对措施，并提出

了分阶段推广建议。本方案为交通管理部门提供了科学、系统的能源管理工具，对推动

绿色交通发展具有重要意义。

关键词：物联网；交通设施；能耗监测；节能优化；智能交通

引言与背景

1.1研究背景

随着我国城市化进程不断加快，城市交通基础设施建设取得了显著成就。截至2022

年底，全国城市道路长度已达54.6万公里，城市道路照明设施超过3000万盏，交通信

号灯超过50万组，隧道照明系统覆盖总长度超过8000公里。这些交通设施在保障城

市运行效率的同时，也产生了巨大的能源消耗。据《中国城市交通能源消耗报告》显示，

交通设施能耗约占城市公共设施总能耗的18%，其中照明系统占比高达65%。

当前，我国正处于”双碳”目标实现的关键期，2020年9月，习近平主席在联合国

大会上宣布中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。交通领域作为能

源消耗和碳排放的重要来源，其节能降碳工作刻不容缓。2021年10月，国务院印发的

《2030年前碳达峰行动方案》明确提出要”推动交通运输工具低碳转型”，“推进绿色交通

基础设施建设”。

1.2研究意义

传统的交通设施能源管理方式存在诸多弊端：一是缺乏精细化监测手段，无法准确

掌握各类设施的实时能耗情况；二是控制策略粗放，常采用”一刀切”的开关控制方式，

造成大量能源浪费；三是运维效率低下，故障发现和处理不及时，影响设施正常运行。

物联网技术的快速发展为解决这些问题提供了新的思路。

通过构建基于物联网的交通设施能耗监测与优化系统，可以实现：1)对各类交通设

施的能耗数据进行实时、精准采集；2)基于大数据分析建立能耗模型，识别节能潜力；

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3)采用智能控制算法实现按需供能；4)建立预警机制，及时发现异常能耗和设备故障。

这不仅能够显著降低交通设施运行成本，还能减少碳排放，推动城市交通向绿色、低碳

方向发展。

1.3国内外研究现状

在国际上，欧盟于2018年启动了”SmartStreetLighting”项目，在多个城市试点应

用物联网技术优化路灯能耗，平均节能率达30%。美国交通部2020年发布的《交通系

统能效提升指南》中，将物联网技术列为交通设施节能的关键技术之一。日本东京都

2021年完成的”智慧隧道照明系统”改造项目，通过动态调光技术实现了隧道照明能耗

降低25%。

国内方面，深圳市于2019年在南山区开展了”智慧路灯”示范项目，部署了5000盏

智能路灯，综合节能率达28%。杭州市2020年实施的”交通信号灯智能控制系统”项目，

通过自适应控制算法使信号灯系统节能15%。然而，这些项目多集中于单一类型设施，

缺乏系统性的交通设施综合能耗管理方案，且数据分析和优化算法的智能化程度有待

提高。

1.4研究内容与结构

本报告提出的方案将涵盖城市主要交通设施类型，包括道路照明、交通信号灯、隧

道照明、可变信息标志等，构建完整的能耗监测与优化体系。报告结构安排如下：第二

章分析交通设施能耗现状及存在问题；第三章阐述物联网技术在能耗管理中的应用理

论基础；第四章详细介绍系统技术架构和实施方案；第五章分析项目的经济效益和社会

效益；第六章讨论项目风险及应对措施；第七章提出推广建议和未来展望。

通过本方案的实施，预计可建立一套科学、高效、智能的交通设施能源管理体系，

为城市交通低碳发展提供技术支撑，同时为其他公共设施的能源管理提供可借鉴的经

验