Inteligentne systemy oświetlenia ulicznego

Wszyscy od dawna są przyzwyczajeni do sztucznego oświetlenia na ulicach i uważają to za coś oczywistego. Lampy umieszczone na różnych słupach oświetlają autostrady, drogi, autostrady, podwórka, place zabaw oraz inne tereny i obiekty. Włączane są automatycznie lub ręcznie, o określonej porze dnia zgodnie z harmonogramem lub według uznania dyspozytora.

W różnych miejscach, w zależności od charakterystyki oświetlanego obiektu, stosuje się latarnie z odbłyśnikami, latarnie dyfuzyjne lub latarnie z kloszami o różnych kształtach. W ten sposób główne drogi są oświetlane lampami odblaskowymi, drogi drugorzędne mogą być również oświetlane lampami rozproszonymi z rozproszonymi kloszami, a parki i chodniki są często oświetlane miękkim światłem emitowanym przez kuliste lub cylindryczne klosze.

SNiP 23-05-95 „Oświetlenie naturalne i sztuczne” reguluje działanie oświetlenia ulicznego, a zmiany wprowadzone w tej normie w 2011 r. Oznaczają obecnie powszechne wprowadzenie technologii LED.Rozporządzenie dotyczy między innymi zapewnienia bezpieczeństwa ruchu drogowego i pieszego, w związku z czym określa się wartości mocy lamp oraz poziom oświetlenia dla obiektów o różnym przeznaczeniu.

Bezpieczeństwo ruchu drogowego jest na pierwszym miejscu i tutaj ważne jest uwzględnienie zarówno prędkości poruszania się, jak i cech terenu, a także obecności elementów infrastruktury transportowej: mostów, skrzyżowań, skrzyżowań itp.

Widoczność dla kierowcy musi być taka, aby nie przyczyniała się do wczesnego zmęczenia. Niezwykle istotne jest oświetlenie poziome na drogach i ulicach, które określa się w dokumencie kategorią oświetlenia i natężenia ruchu.

Tradycyjnie do oświetlenia ulicznego stosuje się następujące rodzaje lamp: żarówki, wysokoprężne rtęciowe lampy łukowe, łukowe lampy metalohalogenkowea także wysoko i niskoprężne lampy sodowe. W ostatnich latach do tej gamy dołączyły lampy LED.

Jeśli chodzi o lampy LED, ich właściwości świetlne i parametry techniczne wyprzedzają inne rodzaje lamp tradycyjnie stosowanych do oświetlenia ulicznego. Diody LED są bardzo ekonomiczne, zużywają minimum energii elektrycznej, potrafią bezpośrednio, z prawie 90% sprawnością, przetwarzać prąd elektryczny na światło.

Ze względu na uczciwość zauważamy, że przy znacznych mocach dzisiejsze diody LED są gorsze pod względem wydajności od niektórych rodzajów tradycyjnych lamp. Ale zgodnie z przewidywaniami ekspertów, w najbliższych latach technologia LED osiągnie taki stopień doskonałości, że całkowicie zastąpi lampy wyładowcze w dziedzinie oświetlenia ulicznego.

To w zasadzie wszystko, co można powiedzieć o konwencjonalnych systemach oświetlenia ulicznego. Wspomnijmy jednak o kilku wadach. Przede wszystkim jest to nieekonomiczne. Energia elektryczna jest zużywana niezależnie od rzeczywistości, a konwencjonalny system oświetlenia ulicznego nie jest elastyczny. Drugą negatywną cechą jest konieczność ponoszenia kosztów utrzymania i niemożność ciągłej pracy, co skutkuje koniecznością poświęcenia na jakiś czas bezpieczeństwa w przypadku awarii.

Tych wad pozbawione są inteligentne systemy oświetlenia ulicznego. Inteligentny system oświetlenia ulicznego to już nie tylko latarnie z lampami.System obejmuje zarówno zestaw lamp ulicznych, jak i sieć do wymiany informacji z lokalnym centrum (koncentratorem), przekazując je do serwera w celu dalszego przetwarzania otrzymanych danych.

Zakłada się tutaj dwukierunkową komunikację, która pozwala zdalnie regulować jasność reflektorów, w zależności od warunków pogodowych i charakteru ruchu w danym momencie. Na przykład przy mgle należy dodać jasność, a przy jasnym księżycu należy ją zmniejszyć. W ten sposób oszczędności energii są osiągane co najmniej 2 razy w porównaniu z konwencjonalnymi systemami oświetlenia ulicznego.

Konserwacja inteligentnych systemów oświetlenia ulicznego jest szybsza i tańsza. Ciągłe monitorowanie stanu lamp z centrum pozwala natychmiast zareagować na awarię i szybko ją wyeliminować. Załogi nie muszą już regularnie chodzić po kontrolowanym obszarze, aby dowiedzieć się, czy lampa nie działa, wystarczy podejść do znanej wcześniej lampy i po prostu ją naprawić.

Kluczowym elementem inteligentnego systemu jest sama latarnia, na którą składa się kilka głównych bloków: sterownik lampy, moduł komunikacyjny, zestaw czujników. Dzięki zasilaczowi lampa zasilana jest napięciem stabilizowanym oraz prądem stałym. Cyfrowe sterowanie i transmisja danych realizowane jest przez moduł interfejsu komunikacyjnego. Czujniki monitorują pogodę, położenie kolumny w przestrzeni, stopień przezroczystości powietrza. Tym samym efektywność zarządzania oświetleniem w miastach i autostradach wkracza na jakościowo nowy poziom.

Poziom oświetlenia obiektów na danym obszarze jest monitorowany w czasie rzeczywistym dzięki lokalnemu koncentratorowi, który precyzyjnie steruje jasnością, kierunkiem światła, a nawet jego barwą. W zależności od warunków pogodowych, natężenia ruchu, obecności opadów, poziom sztucznego oświetlenia może być zmieniany automatycznie.

Wzmocnienie światła lub odwrotnie — ściemnianie — tym procesem może sterować inteligentna elektronika. Nawiasem mówiąc, terminowe ściemnianie ma korzystny wpływ na żywotność lamp LED i pomaga oszczędzać energię bez szkody dla innych.

W niektórych krajach do dziś można spotkać inteligentne systemy z autonomicznym zasilaniem, gdzie każdy biegun ma oddzielną baterię słoneczną lub turbinę wiatrową.

Energia wiatru lub słońca (w ciągu dnia) jest stale gromadzona w akumulatorze, ale jest zużywana przez lampę w miarę potrzeb, z uwzględnieniem warunków zewnętrznych, w odpowiednim trybie. Zalety takich rozwiązań są oczywiste. Latarnie praktycznie nie wymagają konserwacji, są autonomiczne, ekonomiczne i bezpieczne.Chyba że trzeba okresowo wycierać abażury z kurzu i brudu, zwłaszcza na autostradach.

Zdalny serwer lub sterownik strefowy automatycznie steruje inteligentnym systemem oświetlenia ulicznego. Wstępnie ustawiane są ustawienia i algorytm sterowania, zgodnie z którymi następnie generowane są sygnały do ​​zdalnego włączania, wyłączania i regulacji jasności lampionów. Sygnały podawane są na wejścia sygnałowe sterowników.

Osiąga to oszczędność energii, dłuższą żywotność lampy i ekonomiczny system oświetleniowy jako całość. Do transmisji sygnału jako przewodnik dla sygnału HF wykorzystuje się RS-485, kanał radiowy, Ethernet, GSM, skrętkę, a nawet linie energetyczne.

Korzystanie z serwerów pozwala zaadresować określoną lampę, włączyć ją lub wyłączyć, wysyłając odpowiedni sygnał do jej jednostki sterującej. W szczególności, jeśli używany jest kanał częstotliwości radiowej, wówczas beaconowi przypisywany jest adres IP za pomocą protokołu TCP / IP.

Każdemu beaconowi, a raczej jednostce sterującej beaconem, przydzielany jest początkowo jeden z wielu tysięcy dostępnych adresów IP, a operator widzi każdy beacon wraz z jego adresem i aktualnym stanem na mapie monitora komputera.

Wśród funkcji serwera są regularne ankiety dotyczące lampionów, a latarnia z określonym adresem fabrycznym jest po prostu przywiązana do miejsca na terytorium. Sterowanie GSM jest stosowane w wyjątkowych przypadkach ze względu na jego wysoki koszt.

Inteligentne systemy oświetlenia ulicznego mają trzy poziomy sterowania poszczególnymi lampami i chociaż metody sterowania różnią się w zależności od projektanta, zasada pozostaje taka sama. Na przykład DotVision (Francja) oferuje następujące opcje sterowania:

• Indywidualny;

• Strefowy z regulacją mocy;

• Strefowy z regulacją i telemetrią.

Dzięki indywidualnemu sterowaniu zapewnione są maksymalne oszczędności, a także wysoka dokładność obsługi dla komfortu i bezpieczeństwa ludzi. Każda lampa jest indywidualnie sterowana i regulowana za pomocą inteligentnych stateczników, nadajników-odbiorników i kontrolerów.

Sterowanie strefowe ze zdalną regulacją mocy to kompromis w kwestii bilansowania ekonomii i możliwości. W strefowej szafie sterowniczej zainstalowany jest regulator mocy oraz system telemetrii oparty na LonWorks lub Modbus, który umożliwia dwukierunkową komunikację pomiędzy sterownikiem strefowym a serwerem strefowym.

W sterowaniu strefowym telemetrią oszczędność jest niewielka, ale sterownik strefowy wyraźnie monitoruje awarie, prowadzi telemetrię i zdalnie steruje lampami (włączanie i wyłączanie). Dostępna jest dwukierunkowa wymiana danych między serwerem a kontrolerem w celu przesyłania informacji telemetrycznych i sygnałów sterujących.

Oczywiście oprócz czujników światła, które odpowiadają za włączanie światła wieczorem i wyłączanie światła rano, istnieją inne metody automatycznego sterowania. Na przykład Stwol (Korea) zapewnia możliwość sterowania oświetleniem bezpośrednio zgodnie z aktualnym poziomem oświetlenia. Ale nie za pomocą czujnika fotograficznego, ale za pomocą GPS.

Współrzędne geograficzne są powiązane z czasem wschodu i zachodu słońca — program wykonuje obliczenia — a o określonej godzinie astronomicznej urządzenie już wie, że za 15 minut będzie ciemno i z wyprzedzeniem włącza światła. Lub 10 minut po wschodzie słońca, ustawiając się w ten sam sposób, gasi latarnie.Prostszą metodą jest włączanie i wyłączanie światła zgodnie z harmonogramem, o określonej porze dnia, w zależności od dnia tygodnia.