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一、校園路燈的常見問題：
1.問題背景；路燈已成為夜晚比不可少的工具，不管是在街道，還是在哪里；
2.主要問題；經(jīng)過對校園內(nèi)幾條道路的路燈設(shè)計的觀察，對校園整體；
（1）校園路燈分布規(guī)劃：在照明強度的要求已知時；
（2）校園路燈開放時間優(yōu)化；
（3）校園路燈維護(hù)優(yōu)化；
3.問題研究的意義；
通過對路燈問題的研究，找到一種安置方案，優(yōu)化現(xiàn)有路燈布局，使路燈能耗降低，以節(jié)省經(jīng)濟(jì)投入。
二、問題分析：
要使能耗最小，在路燈功率一定的情況下，只能減少路燈的使用量。因此，在滿足最低照明功率的前提下，通過改變路燈的高度來使路燈之間的距離達(dá)到最優(yōu)是本問題的一個解決方案。
三、模型假設(shè)
(1)所有校園路燈都緊靠在路的邊界線上，且照明效果都相同。光源是點光源。在單個光源照射下，距光源L的點的光照強度為C=f(L)；在多光源照射下，某一點的光照強度為各光源對該點光照強度的代數(shù)和。道路處處等寬，路面上每一點的光照強度至少要達(dá)到C0。
(2)假設(shè)路燈為完全規(guī)范的，即處處等寬，一排路燈的寬度為 ，兩排路燈的寬度為 。
四、變量說明
1. 照度定律：點光源O的發(fā)光強度是，則距點光源O為的點的照度為
2. 參量變量說明：
（1）設(shè)路燈的高度：h ，路的寬度：
（2）經(jīng)過實際考察，路燈的功率：
（3）路燈的間距： =2200W
（4）查閱資料可知，使物體可見的最低照明強度：=20W/m2
五、模型建立與求解
1.單排路燈平直道路的路燈優(yōu)化問題 首先考慮直路上只安裝一排路燈時的最優(yōu)化方案，目的是通過調(diào)整路燈的高度和間距，使路燈的間距盡可能大，以減少路燈數(shù)量，節(jié)約成本。忽略相鄰的四盞路燈之外路燈對該點的影響。坐標(biāo)系，不難發(fā)現(xiàn)路面上光強最弱的點分布在路的另一邊界。
2.兩排路燈直路的優(yōu)化問題
兩排路燈安置有對稱和非對稱兩種形式，考慮美觀，本方案針對對稱安置優(yōu)化問題進(jìn)行討論。
中研究方法，試圖尋找路面光照度最小點，使其不小于c0即可。易得，八盞路燈構(gòu)成的平行四邊形中心為光強最弱點。則在滿足照度最低要求下h與的關(guān)系式，同樣利用C程序求解，解得當(dāng)h=7.4時，的值最大，
3.十字路口的路燈安置
根據(jù)兩排路燈直路的討論，滿足照度要求的路燈最大間距為25米。那么兩條7米寬的路交叉，可看作在一條道路相臨兩盞燈之間插入一條道路，即不改變當(dāng)前路燈分布是完全可行的。若考慮美觀，可將路燈對稱地排在十字路口的四個角上。
4.丁字路口的路燈安置
丁字路與十字路類似，亦可看作在一條道路的一側(cè)相臨兩盞燈之間插入一條道路，不改變當(dāng)前路燈分布也是完全可行的。此時若考慮路口安全問題，可在支路所對方向安置一盞燈。
六、解決方案：
1.設(shè)置路燈的作用是為了校園的美觀，更是為了方便廣大學(xué)生的出行，根據(jù)天氣的具體情況，靈活機(jī)動地開啟或者關(guān)閉路燈，可以使路燈切實發(fā)揮自身的作用。
2.路燈開關(guān)的時間應(yīng)該根據(jù)天氣的實際情況來決定，靈活機(jī)動一些，不能墨守成規(guī)。如果天氣狀況不好，到了規(guī)定的關(guān)閉時間，天空陰暗，能見度很低，就應(yīng)該適當(dāng)?shù)匮娱L；如果天氣很好，即使沒有到了關(guān)閉時間也應(yīng)該立即關(guān)閉，可以盡可能地節(jié)省能源，降低路燈使用的成本。天氣狀況很好，能見度很高，路燈還亮著，浪費能源。
3.維修優(yōu)化在校園，常可見壞了的路燈，而無人管理。針對目前校園路燈維護(hù)方式的不合理性，為了廣大師生出行的方便，以及盡可能的節(jié)約能源和節(jié)省經(jīng)費，制定出合理的維修方式是很有必要的。
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