本文我们将重点讨论局限因素，因为如果公共照明恰当地地利用新光源，则能有效节能并提高系统质量，近些年来我们也看到了很多整体性能低下的照明系统。文章结尾，我们简单讨论了公路隧道中 LED 照明的应用，这是我们发现照明安装的具体应用领域。
局限和机遇
LED 系统能效
必须就其各部分的性能对照明系统的能源影响进行评估，即：
- 光源能效
- 灯具性能
- 系统能效
众所周知，如果正确供电并冷却，LED 可以表现出卓越的效能。在短短几年内，LED 与传统白炽灯、水银灯和高压钠灯达到相同水平，进而超过这些光源。关于光通量，制造商为 LED 提供了不同的驱动电流。可参考谈及温度与流量关系的理论部分
若仅考虑光源，LED 具有积极的优势，但这只是一个良好的开端。从能源角度来看，下一步是评估设备性能，更确切的说是评估光学与电学系统维持光源高性能的能力。为确定设备所有元件的性能，UNI 11356/2010 标准确定通过以下公式来证明整体性能：
其中：
：下半球的光视效率
光源的光通量
W：系统吸收的总电功率
局限与机遇
对光源以及设备进行对比的一个主要障碍就是缺少生产厂商提供的相关数据。
关于 ，只有几家制造商在目录和手册中提及该信息，当然该信息也能很容易技术规范计算软件中获取。对于在与地面垂直的平板上安装 LED 而言，这个值一般很高（接近100）。系统的总功率需要考虑光源的吸收和电源的效能。与传统光源相比，LED 系统只能使用非常高效的电子镇流器。
但使用 LED 光源的最大优势是光束的定性和定量管理。目前，道路照明设备根据光束叠加原理，设计使用固定功率的 LED。每个 LED 都有指定的方向，可以最大程度的覆盖照明表面。如设计精良，LED 系统可在支架位于几何高度/空间关系的位置时，达到与传统光源相同的性能。
在安装方面， LED 系统可灵活调整光通量。依据按需供应的原则，需要时，可在道路行人减少的情况下降低光通量。市场上有“远程”管理系统，可以从远程位置的一个点映射并控制光照，比如控制室。尽管这项技术与传统光源可以兼容，但 LED 确实带来更大优势。调整范围为0%-100%，无论对于新安装的 LED 还是既有 LED，可以在需要时再次启动，非常有利于节能。
光度测定性能
与配有反射器和放电灯不同，LED 没有滑块来调整灯具的焦点，因此，光度值（固体测量系统）不允许改变。
使用 LED 灯具需要根据每个配置实际测量的数据（光度测定），进行精确的设计。很多制造商使用简单的乘法因素检测将被用于各单元的 LED 模组的光度固体，但这并不完全正确。在大部分情况下，这种做法得到的光度值与实际设备的光度值不符。
照明系统设计的新机遇
如今，应用于街道照明和城市灯具的 LED 系统远没有传统光源的应用广泛。
从产品角度来看，两种情况可以应用LED：
- 传统光源系统，也能使用 LED 系统
- 专为 LED 设计的产品
在某些情况下，应用LED 可以规范现有的城市照明设备。与内部产品不同，街道规划并不支持使用与传统放电光源在光量和尺寸方面类似的改造灯具，而是通过专用 LED 模组（所谓的 LED 引擎）来确定光通量。
专为 LED 设计的系统可以达到优越的性能。如，为米兰博维萨大学设计并建造的复杂系统（图1和图5）开发了灯源分裂，产生了一种全新、独特的设计。在由各种枯燥机器构成的空间中，人们对自然元素的渴望十分明显。该系统按照需要将灯杆放在一起，形成三个基本元素，根据不同的组合，使人产生一种自然的感觉。放置带透镜的 LED 的光学外罩是一种便于拆除的灯罩。每个投影仪均配备15个350 mA LED。
该项目中，设计师观念的改变以及产品应用的进程远早于LED光源的发展。几个月后，便会使用融合两种完全不同的光学技术的产品。第一种技术是使用安装在平衡环上的三个18W左右的 LED 模组，为光束定向。第二种技术是安装两个由20个生物凸透镜 LED 组成的模组，使光分布更均匀。
可靠性
从理论上讲，受壳体质量的影响，LED 的使用寿命非常长。但是，市面上的 LED 质量参差不齐，一些劣质产品由于装置构造错误使得 LED 和电源部件无法正常运行。在街道上使用的所有 LED 模组一般位于延伸面上，扩大光线散射的面积，当模组从二极管吸取热量时，可通过周边环境进行扩散。一般而言，路灯和所有户外设备防止固体和液体侵入（IP）的水平都很高。然而与开放装置相比，其系统的通风设备则较少。有些施工人员考虑通过增加装置体积来扩大发散面积，实现对流交换。有人则选择将系统细分为 IP 区，从而使 LED 引擎的散热片与户外空气接触。有人倾向于采用主动通风系统。
在某些情况下需要考虑另一因素，系统电源和配件比 LED 的持续时间更短，因此，最好使用辅助隔热室，市面上有些产品可以更换 LED 引擎，或部分 LED 引擎。
一般而言，目前市场在对所有设备维护的领域还有缺陷，照明系统没有一个共同的标准，维修人员必须向制造商购买配件。然而，也不乏有些制造商承诺为 LED 产品提供的质保长于传统光源的情况。
有些企业联盟正在制定一系列内部标准，规定如何实施正确的售后服务和光源升级政策。如 Zhaga 联盟，这个联盟将国际上一些重要的企业品牌结合在一起，使“LED 引擎”标准化（LED 光引擎）。标准化包括五个方面，即：
- 尺寸和机械结构
- 耗电量和隔热
- 控制
- 光度测定
- 温度管理
万一出现故障，配备多个电源电路的 LED 的性能也优于传统的单灯系统。如果一个或多个二极管出现故障，道路上的照明也不会完全关闭。因此，能为实际运行情况发送信号的远程控制系统进行整合使得该系统更为引人注目。
公路隧道
公路隧道照明设计旨在在汽车日间或夜间穿过隧道时为驾驶员提供恰当的视觉环境。设计隧道照明技术的参考标准为 UNI 11095。系统的质量根据与安全和视觉舒适度相关的因素判断，比如照度水平、路面和墙面的照度均匀度、减少眩光（增加 TI 阙值），以及与管理相关的因素，比如维护和能耗。
为确定系统特点，我们必须首先确定使用条件，对于隧道照明来说，日间和夜间有很大差异。隧道的夜间照明与所在路段的照明基本相同，而在日间，隧道内外侧的光照十分不同，必须考虑人眼逐渐适应环境亮度变化的能力，使用人工照明平衡亮度差异。
照明设计将隧道分为多个标准区域：进入区、入口区、过渡区、内部区、出口区和外侧区。在设计阶段，考虑到外部自然光，必须要确定亮度才能确定在入口区和过渡区提供人工照明系统的水平。为了保证高度灵活性以及满足区域不同要求，系统一般包括永久照明（从入口到出口提供恒定亮度的照明组件），高亮度的补充照明（通过整合永久进入区，有助于适应外部亮度与隧道内亮度）。
隧道 LED 系统的发展
为赋予隧道适当的照明，我们可将隧道分为短隧道（长度在125米之内）和长隧道（长度超过125米）。在短隧道中，为驾驶人员提供视觉环境比较简单，可以根据实际长度（仍不超过125米）和附加变量（比如出口段的能见度和行驶速度）利用一些投射减损。意大利的Crocina Arezzo 是首批使用 LED 的隧道之一，属于短隧道。在该隧道中，使用60 W LED灯具替换传统钠灯 HPS 100 W 系统，并保持原有的系统分布和结构。一旦获得短隧道的可靠数据，公路运营商就可以将 LED 技术扩展利用到长隧道中。
在第一个案例中，LED 灯具被专门设计用于永久性照明，并由传统系统提供补充照明，从而使用混合光源。入口区和过渡区的亮度值并没有因为经济效益采用固态照明。
Vado 隧道总长为1, 128米，共有三个车道。照明系统为双线式，系统间距10米。根据隧道照明方面的现行法律，可以在隧道入口区安装60个 LED 系统，并在中间安装40个 LED 系统提高照度水平。
最后，让我们看看第一个全部采用 LED 的隧道。在 Monte Veilino 隧道中，每个车道安装一排 LED，使用配备光学且功率范围为40W至120W的设备。系统还采用光通量管理的传递波调节系统（使用电流达到700mA的 LED）。隧道运营商提供的数据表明 LED 与原有钠气灯系统相比，无需依靠UNI 12468 的降级标准，补充照明系统可以节约14%，永久照明系统可以节约38%。
隧道管理
由于对全天候高亮度照明条件的需求，隧道照明设计较为繁琐和复杂。在最初的试验中，选择 LED 可降低约40%能耗。如上所述，从节能角度来看，主要是对比 LED 和传统光源的绝对通量和/或光视效率，而实际优势主要体现在照明的利用率比传统光源更高。可安装低功率设备，并达到相同的结果：对隧道照明而言，优质 LED 灯具的光束可更准确地指向地面，同时在垂直墙面上获得均匀光照。
此外，由于不存在热功率恢复问题，我们可借助 LED 光源调整光通量，使其亮度与此处的交通量以及入口的自然光一致，从而可在不降低照明系统质量的前提下减少能耗。
如果想要测量从最高亮度一直到关闭系统后的亮度，我们则需要在距离苍穹一个停车位置距离远的地方放置一个数字亮度计不断测量同等光幕亮度和外部亮度。这种亮度的逐渐降低不仅降低了光通量，还缩短灯具间亮度差异的大小：排列中的灯具相继关闭，从而达到节能效果。
对道路隧道系统进行经济评估时，必须考虑运营成本，特别是普通（清洁和更换照明）和特殊照明设备的维护成本。隧道中的维护工作意味着流通量的减少，这将给行人带来不便，同时对操作人员来说也是一件高风险性的工作。目前为止，对此的应对措施无疑是加快工作人员的工作进程，特别是要加快涉及到众多团队参与的规划领域的工作进程，然而这一切都将意味着成本的增加。
防止设备老化就意味着必须清除影响光束向外扩散的因素。LED 是光学性的设备，而不是紧凑型或防缩性设备，这就意味着它可以使用自动冲洗系统清除这些因素，比如移动的滚筒。根据隧道管理人员所述，对提议的案例的成本分析表明，与高压钠灯相比，LED 照明将在三年内收回投资成本（考虑节能和维护成本）。
结语
现今，固态技术已成为一项可靠、实用的解决方案。根据客户的具体要求，我们可以在道路和隧道照明中使用 LED 并能达到预期效果，同时不夸大新光源所呈现的实际优势。虽然 LED 的引进相对来说是非常迅速的，然而有时一些商业性的因素还是会影响到我们的判断，从而使得其发展势头达不到我们的预期目标，因此，只有对项目的使用材料做合理规划以及初步控制才能确保项目的可靠性。
