浅谈智慧城市夜间照明系统规划设计

王文亚，郭西雅

(陕西科技大学，陕西 西安 710021)

1 引言

从上世纪70年代看，世界范围内的城市问题与日俱增，国际提出了“生态城市”概念，以生态学方面的理论及方法来深化宜居城市生态建设。21世纪社会面临日益严重的城市问题,“城市可持续发展”渐渐成为发展主题。前文献意大利学者帕帕与其同事深论智慧城市，给出创建智慧主要三个导向：技术中心、以人为本以及两者的结合。智慧技术是以城市居民为基础得以实现，建设中更多关注技术与人层面。城市夜间照明是城市居民安全出行的保障，是提升居民生活品质的载体，是智慧城市创建的落脚点。

从一个夜生活中才能感受最独具特色的城市魅力，才会体味出人与城市相交背后的文化与意义，这也是研究城市夜间照明的本质所在。通过实地调研分析城市夜间照明设计体系，可发现这对构建高品质智慧城市有着多方面的积极作用，值得深入研究。

2 来源和定义

“智慧城市”最早是由美国IBM首席执行官彭明盛于2009年1月28日正式提出，但智慧城市和智慧社会建设要早于这个时间。继数字城市、智能城市之后的新概念是智慧城市，是一个将城镇化、信息化及工业化深度融合的观点。当时，由IBM与迪比克市共同宣布启动了美国第一个智慧城市建设。我国正是快速发展阶段，信息化、现代化、和谐化是我国城镇建设转型与发展关键，智慧城市是提升城镇质量、加快城镇现代化的关键途径。

国内相关城市规划专家团队重新定义：“21世纪的智慧城市，即运用信息和通信手段感测、分析、整合城市运行核心系统的关键信息，从而对民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。”强调以人为本和环境的可持续是智慧城市构建的重点，而市民安全出行方面城市照明是其中突出问题。

3 城市夜间照明系统现存问题分析

随着中国城市建设进入理性阶段，城市夜间照明设计发展愈演愈热，不再是追求单一的物质层或精神层，反而是将两者统一。然而，国内二三线或以下城市的照明系统规划中仍然存在一些问题，影响着人类的生活，主要可从构建城市照明体系的三个重要分支进行分析，如图1所示。

3.1 轨道交通照明

3.1.1 轨道交通照明发展

创建智慧城市，轨道交通照明扮演着重要的角色。自21世纪LED的发展不容小觑，其功能性、装饰性、场景性等设计不断提升，不断向着智能化控制和绿色能源发展。现今，绿色智能化照明引领轨道照明方向,其主要照明特点包含高节能、绿色环保、稳定性强等，发展前景宽广，已成为智慧形象对外展示的绝佳窗口。

图1 城市照明系统问题分析模型

3.1.2 主要问题

从照明功能角度分析。其主要包含以下几大问题:其一，光源裸露较多，眩光危害较大；其二，照度普遍偏低，乘坐公交过程中站与站之间存在差异，照明均匀度不高；其三，位于公交站牌处的灯具，有效光通所占比例较小。

从人的出行角度分析。以人的公共活动范围为例，居住与商业结合，公交路线繁多，车辆出行流量大，非机动车和人流量对机动车干扰较大，道路照明复杂于一般干道。照明部分不仅要注意行车问题,还要考虑城区内人流交通安全问题。因此照明规格里半柱面的照度、显色性、色温、光色等要求都应与一般路况有明显区别。目前，这种区别并未重视。

3.2 步行空间照明

3.2.1 步行空间照明发展

城市步行空间的照明主要分为居住区、公园照明、城市广场、滨江地带以及商业街的步道照明五种类型。某一类型可细分为功能照明、树木照明、水景照明、台阶照明、标识照明等几类，并针对每项有相应设计规划处理，可以说面面俱到。过去比现在明显少了区域划分，现市民审美水平提升，赋予照明人性化、情感化、及智能化的设计，在洞察用户需求基础上，挖掘更深层次问题。空间照明性质可分为多种，从纯功能性到戏剧性，从观赏性到趣味性，从机械化到人性化等。一个成熟的空间照明设计是建立在以人为本的基础上，整体氛围不失美观大气，局部功能上也要考虑人的认知或生理特性，两者缺一不可。通过照明来美化城市，在解决人的问题，现仍旧存在不足。

3.2.2 主要问题

从安全性角度分析。照明在步行街、商业街及广场的水平面或垂直面上缺少了一定的光照，若将两种位置分开进行照明，会大大降低了居民夜间出行安全指数。其主要原因与所处的环境关，步行是随意的，任何方向和位置都可能到达，细节照明易被忽视，水平和垂直面的细节光照设置不合理会降低人对周边环境的认知。

从舒适性角度分析。当人们在步行空间小憩片刻之时，应该拥有宁静的氛围，不同照明方式应从整体上给人带来视觉舒适感。但，现公园、人行道及部分广场夜间有部分眩光，对人视觉造成危害，未根据照明需求和人的视觉特性，确定舒适的照度范围，减少眩光。

3.3 城市装饰照明

3.3.1 装饰照明发展

装饰照明设计也是一种艺术。在它付诸实践中，是需要园林学、规划学、城市学、建筑学、美术学、光学等各个学科的共同努力，它是一种艺术形式。装饰照明必须借助视、听、触、嗅等手段来实现人的心理综合感受，从而创造出可感知的视觉艺术和氛围，创造过程的自然、人工、人文等要素是设计考虑的范围。如今，装饰照明不再是传统意义上的单一化照明，其赋予特殊的“语言”、独特艺术、审美及舒适的视觉效果，成为了一种综合性照明。

3.3.2 主要问题

从人的视觉角度分析。目前城市装饰照明使用的光源种类较多，光源的色表、显色性、距离等参数存在差异，所以表现出不同的视觉效果。一般分为公交站牌、路标指示、广告标识这三类夜间文字信息阅读，例如公交站牌的照度和强度不均匀，部分玻璃窗的透光性差，看不清显示的文字信息。

从人的心理角度分析。装饰照明是心情和气氛的心理调节者，有经验的设计师会以此来形成空间特点，能够与人的内心相交互。装饰照明所产生的光、色、阴影、闪烁等干扰性问题较多，如在十字路口和绿化带区域设置的装饰照明，如交叉路口绿化带的照明闪烁亮度盖过路口的红绿灯，且未经系统化处理。同时，这种大大降低了市民夜间出行的心理舒适性，并未满足市民的真正需求。

4 城市夜间照明设计思考

4.1 城市夜间照明系统整体规划构想

运用以小见大的方式构建智慧城市夜间照明系统，主要从点、线、面三大方面入手进行设计，以加强照明的整体性。首先，是面的构想。为建立明暗有序、特征突出的城市夜间形态肌理，形成资源配置合理、结构层次分明的照明系统，讲照明系统定义总目标层。其次，是点的分布。依据城市总体规划周围环境特性和景观建设定义的“三点”分别为城市轨道照明、城市步行空间及城市的装饰照明，再将各个角度问题分析对比，形成主次问题。最后，是线的形成。依据城市总体规划功能特性又将问题对应到重点、次重点、一般重点3个层次的照明区。再将“三点”照明合理的匹配到合理的照明区，准确解决该点上存在的问题。同时，三点照明之间形成相辅相成的关系线，能够让单点的照明问题系统化，就如图2所示城市夜间照明模型构想图。

4.2 城市夜间照明系统局部规划构想

4.2.1 遵循视知觉

心理学中是一种将到达眼睛的可见光信息解释，由眼球接收器官到视觉刺激后，传到大脑接收与辨识的过程。眼对光的视知觉性有三个主要特征：视知觉感光；色光的认知；明度感知。根据视知觉的整体性、选择性、秩序性和恒常性几大特性，对照明系统进行局部规划。

1)基于视知觉整体性和选择性，对城市空间照明设计有局部细节优化的构想。一般人眼接受并反映到大脑中的视觉刺激处于一个连续的动态变化过程，表现特别明亮、快速移动、色彩鲜艳、对比强烈、图案复杂的元素成为突出于背景的特殊元素，这些元素反而更加容易被人阅读、记忆。这种特性用在夜间公交站牌和报刊亭信息显示设计中，可提升人在照明环境下的信息阅读准确性，以解决用户需求。在空间照明设计过程可借鉴智能公交站牌的设计，运用到以上特性。

2)基于视知觉秩序性和恒常性，对城市装饰照明设计提升意义非凡。视知觉是一个探寻环境秩序的过程，具体表现是一直试图从混沌中找到某种、某类组织规律，寻找环境中各种元素的内在联系。夜间照明重要特性表现在对主体的感知需要相关的背景，难以区分图形和背景的关系时，图底关系的不确定性会导致认知上的矛盾和冲突，引起心理的紧张，产生不舒适感。装饰照明设计中必须要考虑，可兼顾到人的情绪化设计，有助于解决用户本质问题。道路照明可依据恒常性来进行相关设计，恒常性中的明度和颜色恒常性对照明有调和性作用。设计好处在于不因照明环境改变对道路照明造成影响，减少夜间交通事故。此外，考虑夜间出行人的疲劳程度是解决夜间安全出行问题的重点。

图2 夜间照明系统规划模型构想

5 结语

智慧城市夜间照明的构建已经成为这个时代或未来的一种流行趋势。规范的夜间照明体系一方面可满足市民夜间生活需求，另一方面可提升城市夜间的美观性。一个城市的智慧性在以轨道交通照明、步行空间照明和城市装饰照明构成的夜间照明系统中体现得淋漓尽致。与此同时，城市夜间照明在三个分支的相互作用下会形成更整体、更合理、更舒适、更生态、更宜居的照明系统，创造性地实现智慧城市的可持续发展。