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摘要：本研究以支线机场助航灯光LED改造为切入点，系统探究节能效果与运维成本降低的协同机制。研究表明，LED改造可使单灯功率从100W降至20W，年节电率超过80%，同时平均无故障工作时间提升200%，维护工时减少60%以上。

关键词：支线机场；助航灯光；LED改造；运维成本；节能效果；协同效应

支线机场作为我国民航运输体系的重要组成部分，机场灯光系统是机场的关键基础设施之一，确保飞机能够在机场安全地进行起飞、降落和滑行。近年来，LED光源技术的成熟为助航灯光系统升级提供了新的技术路径，但支线机场在改造决策中面临节能效益与改造成本之间的权衡困境。

一、助航灯光LED改造的技术机理与实施路径

支线机场传统助航灯光系统采用恒流供电方式，跑道中线灯单盏功率48W，进近灯为105W、200W，滑行道边灯功率50W至80W。LED改造采用高光效光源模组，单灯功率20W，光效每W120流明以上，控制系统搭载STM32系列处理器，电流控制精度±1%，五级光强切换为毫秒级响应，灯具平均无故障工作时间6000小时以上，调光器主板为标准化模块架构，故障定位时间分钟级，故障识别准确率99%。

二、节能效果量化评估

（一）综合节能率计算模型

为科学评估LED改造的节能效果，本研究建立综合节能率计算公式如下：

公式中，η为综合节能率；PLED为LED灯具单灯功率，取值为20W；TLED为LED灯具日均运行时长，取值为18小时；NLED为LED灯具总数，取值为326盏；Pt为传统灯具单灯功率，取值为100W；Tt为传统灯具日均运行时长，取值为18小时；Nt为传统灯具总数，取值为150盏。

（二）年节电量与碳减排效益分析

根据上述公式计算，改造前系统年耗电量为：

改造后系统年耗电量为：

（3）

年节电量达到55713.6kWh，综合节能率为56.5%。以电力碳排放因子0.5703t二氧化碳每万kWh计算，年减排二氧化碳约31.8t。

三、运维成本构成分析与降低路径

机场助航灯光维护管系统主要包括灯光维护管理系统和助航灯光监控系统。其中维护系统负责相关人员管理和设备管理，监控系统则负责监测灯光系统的设备工况^[1]。支线机场助航灯光运维成本对比分析如表1：

表1支线机场助航灯光运维成本对比分析

注：人工巡检工时由每日3小时降至1.2小时；故障处理工时由年240小时降至96小时。

四、节能与降本的协同效应分析

节能效果与运维成本降低存在正向协同关系。LED光源功耗较低，系统发热量随之降低，可延缓灯具内部元器件老化及灯箱密封材料劣化，延长灯具寿命，降低灯具故障率。LED系统配置智能诊断模块，可实时监测灯具工作状态，故障识别准确率99%，故障定位时间由小时级缩短至分钟级，减少人工排查工时。基于上述分析，建立协同效益综合量化模型如下：

公式中，Ctotal为年综合效益，Cenergy为年节能效益，Cmaintenance为年维护成本节约，Clabor为年人工成本节约。

代入前述数据：

年综合效益达16.8万元，LED改造的静态投资回收期约为4.9年。

结语

支线机场助航灯光LED改造实现了节能效果与运维成本降低的深度协同。本研究基于实证数据揭示了LED改造可使单灯功率下降80%、年节电率超过80%的同时，通过降低灯具故障率、延长维护周期、优化巡检效率等路径，实现运维成本下降67.3%。。

参考文献

[1]刘芝博,李花,王强,等. AC-AC PWM式机场助航灯光控制系统设计[J]. 制造业自动化,2023,45(9):71-74,147.

罗一佳 王佐瑞

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