Застосування розумних вуличних ліхтарів в міському освітленні доріг

 

Розумні вуличні ліхтарі об’єднують-енергозберігаючі світлодіодні джерела світла, сенсорні пристрої Інтернету речей і інтелектуальні технології керування. Вони можуть автоматично регулювати яскравість освітлення та дистанційно керувати ними. На основі технології інтелектуального затемнення ці вуличні ліхтарі автоматично регулюють яскравість відповідно до часу роботи та інтенсивності дорожнього руху, тим самим заощаджуючи енергію та зменшуючи споживання.

 

Інтелектуальні світильники використовують технологію IoT, щоб забезпечити-моніторинг у реальному часі та автоматичні сигнали про несправності, скорочуючи час, необхідний для виявлення й усунення несправностей, а також підвищуючи ефективність роботи та стабільність системи освітлення. Крім того, розумні світильники можна масштабувати. Вони можуть служити вузлами зондування в розумних містах і інтегрувати різні функціональні модулі. Вони не тільки задовольняють потреби в освітленні міських доріг, але й забезпечують підтримку даних для управління дорожнім рухом, моніторингу громадської безпеки, метеорологічного моніторингу, державних послуг та інших функцій.

 

1. Склад системи розумних вуличних ліхтарів

Апаратна система є базовим носієм для реалізації різних функцій, а її загальна структура є модульною та інтегрованою. В основному він складається з п’яти основних компонентів: модуля джерела світла, модуля датчика, модуля зв’язку, модуля керування та модуля живлення.

 

 

• Модуль джерела світла використовує світлодіодні компоненти джерела світла з високою світловою ефективністю та тривалим терміном служби. Він безпосередньо виконує основне завдання освітлення доріг і може забезпечувати стабільний вихід відповідно до вимог до яскравості різних ділянок дороги.
• Сенсорний модуль об’єднує різні пристрої, такі як моніторинг транспортних потоків, метеорологічний моніторинг і обладнання для моніторингу навколишнього середовища, і може збирати такі параметри навколишнього середовища, як інтенсивність дорожнього руху, температура та вологість, а також якість повітря в режимі реального часу.
• За передачу даних відповідає модуль зв'язку. Він надсилає всі типи інформації, зібраної датчиками, до центру керування в режимі реального часу та отримує команди керування від центру керування.
• Модуль управління є ядром усієї апаратної системи. Він з'єднує та координує роботу всіх модулів і виконує відповідні операції згідно з попередньо встановленими програмами та інструкціями. Модуль живлення в основному використовує муніципальну енергію, доповнену новими джерелами енергії, для забезпечення живлення всіх модулів.

 

2. Функції програмної системи Smart Streetlight

Програмна система керування розумним вуличним освітленням побудована навколо практичності, інтелекту та сумісності. Це ключ до забезпечення ефективної роботи апаратної системи. В основному він складається з чотирьох основних рівнів: рівня збору даних, рівня аналізу даних, рівня виконання інструкцій і рівня взаємодії з користувачем.

 

• Основною функцією рівня збору даних є збір даних із сенсорних модулів апаратної системи в реальному часі. Він збирає такі дані, як стан освітлення, потік дорожнього руху та параметри навколишнього середовища з заданою частотою, щоб забезпечити своєчасність даних.
• Рівень аналізу даних глибоко обробляє дані, зібрані рівнем збору, і використовує побудовану операційну модель для визначення поточного робочого стану системи освітлення. Він також автоматично створює плани затемнення на основі змін у транспортному потокі, аналізує дані про роботу обладнання, своєчасно визначає потенційні несправності та видає ранні попередження.
• Рівень виконання інструкцій перетворює плани та інструкції, створені на рівні аналізу даних, у конкретні операції. Він безпосередньо надсилає такі команди, як затемнення та ввімкнення світла, до модуля керування апаратної системи, таким чином повідомляючи та виявляючи інформацію про несправності.
• Рівень взаємодії з користувачем надає персоналу візуальний інтерфейс роботи. Персонал може використовувати комп’ютери, мобільні термінали та інші термінальні пристрої для перегляду стану роботи вуличних ліхтарів на кожній ділянці дороги, вручну видавати команди керування та регулювати робочі параметри системи відповідно до фактичних потреб.

 

 

3. Функції розумних ліхтарів

Основними функціями освітлення світильників є освітлення-на основі вимог і стабільне освітлення. Весь процес не вимагає втручання людини і виконується автоматично системою керування. Під час щоденної роботи система керування автоматично вмикає та вимикає вуличні ліхтарі на основі попередньо встановлених часових проміжків і даних від датчиків освітлення, забезпечуючи вмикання та вимикання вуличних ліхтарів за розкладом уночі. Для ділянок доріг із великими змінами транспортного потоку система використовує пристрої моніторингу транспортного потоку для збору даних про обсяг транспортного потоку в режимі реального часу. У години пік він автоматично регулює яскравість вуличного освітлення до стандартного значення, щоб забезпечити чітку видимість дороги. Коли інтенсивність трафіку низька або під час-пікових періодів, освітлення автоматично вимикається для досягнення економії енергії.

 

Система контролює стан роботи вуличних ліхтарів у режимі реального часу. Коли виникають такі несправності, як ненормальна яскравість або перебої в електропостачанні, він негайно визначає точку несправності та надсилає інформацію на термінальні пристрої обслуговуючого персоналу. Тоді обслуговуючий персонал може виїхати безпосередньо на місце для ремонту на основі наданого місця несправності, скорочуючи час усунення несправностей і покращуючи стабільність і безперервність міського освітлення доріг.

 

 

4. Сценарії застосування розумних вуличних ліхтарів в міському освітленні доріг

Програми-збереження енергії на магістральних дорогах

Магістральні дороги є основними артеріями міського руху, з інтенсивним транспортним потоком і тривалим часом експлуатації. Розумні світильники мають явні переваги в цьому сценарії. Вони можуть використовувати схеми затемнення-на основі-і світла-відповідно до схем руху. У ранкові та вечірні години пік система автоматично налаштовує яскравість вуличного освітлення на 100%, щоб забезпечити безпеку водіння. У звичайні періоди заторів він регулює яскравість до 70%–80% відповідно до-змін руху в реальному часі. Під час-періодів низького трафіку з пізньої ночі до раннього ранку інтенсивність руху значно падає, і система автоматично зменшує яскравість освітлення до 50%, щоб задовольнити основні потреби в освітленні невеликої кількості транспортних засобів.

 

Коли природного освітлення недостатньо, наприклад у похмурі або дощові дні, розумні ліхтарі працюють разом із датчиками освітлення, щоб автоматично вмикатися або освітлюватися заздалегідь. Коли в сонячні дні достатньо природного освітлення, система відповідно відкладає активацію, щоб зменшити споживання електроенергії. Ця схема затемнення споживає на 40% менше енергії, ніж традиційні вуличні ліхтарі. Він також має -функцію моніторингу несправностей у реальному часі, яка може швидко знайти несправні вуличні ліхтарі та скоротити час на технічне обслуговування.

 

 

Інтелектуальні програми на другорядних дорогах і відгалуженнях

Транспортний потік на другорядних дорогах має припливні характеристики зі значними відмінностями між різними ділянками дороги. Технологія інтелектуального керування розумними вуличними ліхтарями може адаптуватися до цих характеристик. Для другорядних доріг і доріг-відгалужень поблизу житлових районів система вносить відповідні коригування відповідно до моделей подорожей мешканців, підтримуючи відносно високу яскравість у вечірній час. Щоб яскраве світло не впливало на відпочинок мешканців, після 23:00 світло автоматично приглушується. На другорядних дорогах навколо комерційних районів яскравість регулюється відповідно до робочого часу торгового району. Коли комерційний район закривається, яскравість освітлення поступово зменшується, а тривалість освітлення скорочується.

 

 

Для розгалужень доріг поблизу шкіл і лікарень система автоматично збільшує яскравість освітлення в години пік, щоб забезпечити безпеку пішоходів. Розумні вуличні ліхтарі, встановлені на другорядних дорогах і розгалуженнях, також мають-функцію налаштування одним дотиком. У разі надзвичайних ситуацій, таких як тимчасове регулювання дорожнього руху або аварійно-рятувальні роботи, термінальні пристрої можна використовувати для дистанційного керування вуличними ліхтарями на визначених ділянках доріг, забезпечуючи плавний хід аварійно-рятувальних робіт.