Zastosowanie inteligentnych latarni ulicznych w oświetleniu dróg miejskich

 

Inteligentne latarnie uliczne łączą-energooszczędne źródła światła LED, czujniki IoT i inteligentne technologie sterowania. Mogą automatycznie regulować jasność oświetlenia i być zdalnie sterowane. Oparte na inteligentnej technologii przyciemniania, te latarnie uliczne automatycznie regulują jasność w zależności od czasu pracy i natężenia ruchu drogowego, oszczędzając w ten sposób energię i zmniejszając jej zużycie.

 

Inteligentne oświetlenie wykorzystuje technologię IoT, aby umożliwić monitorowanie-w czasie rzeczywistym i automatyczne alarmowanie o usterkach, skracając czas potrzebny do wykrycia i naprawy usterek oraz poprawiając wydajność operacyjną i stabilność systemu oświetleniowego. Ponadto inteligentne światła są skalowalne. Mogą pełnić funkcję węzłów sensorycznych w inteligentnych miastach i integrować różne moduły funkcjonalne. Nie tylko zaspokajają potrzeby oświetleniowe dróg miejskich, ale także zapewniają wsparcie danych dla zarządzania ruchem, monitorowania bezpieczeństwa publicznego, monitorowania meteorologicznego, usług rządowych i innych funkcji.

 

1. Skład systemu inteligentnych latarni ulicznych

System sprzętowy jest podstawowym nośnikiem realizacji różnych funkcji, a jego ogólna struktura jest modułowa i zintegrowana. Składa się głównie z pięciu podstawowych elementów: modułu źródła światła, modułu czujnika, modułu komunikacyjnego, modułu sterującego i modułu zasilania.

 

 

• W module źródła światła zastosowano komponenty źródła światła LED charakteryzujące się wysoką skutecznością świetlną i długą żywotnością. Bezpośrednio przejmuje podstawowe zadanie oświetlenia drogowego i może zapewnić stabilną moc wyjściową zgodnie z wymogami jasności różnych odcinków dróg.
• Moduł czujnika integruje różne urządzenia, takie jak monitorowanie przepływu ruchu, monitorowanie meteorologiczne i sprzęt do monitorowania środowiska, i może zbierać w czasie rzeczywistym parametry środowiskowe, takie jak natężenie ruchu drogowego, temperatura i wilgotność oraz jakość powietrza.
• Za transmisję danych odpowiada moduł komunikacyjny. Wysyła do centrum sterowania wszelkiego rodzaju informacje zebrane przez czujniki w czasie rzeczywistym i odbiera polecenia sterujące z centrum sterowania.
• Moduł sterujący jest sercem całego systemu sprzętowego. Łączy i koordynuje pracę wszystkich modułów oraz realizuje odpowiednie operacje według zadanych programów i instrukcji. Moduł zasilający wykorzystuje głównie energię miejską, uzupełnioną nowymi źródłami energii, aby zapewnić zasilanie wszystkich modułów.

 

2. Funkcje Systemu Oprogramowania Smart Streetlight

Inteligentny system sterowania oświetleniem ulicznym opiera się na praktyczności, inteligencji i kompatybilności. Jest to klucz do zapewnienia sprawnego działania systemu sprzętowego. Składa się głównie z czterech podstawowych warstw: warstwy gromadzenia danych, warstwy analizy danych, warstwy wykonywania instrukcji i warstwy interakcji użytkownika.

 

• Podstawową funkcją warstwy gromadzenia danych jest zbieranie danych z modułów czujnikowych w systemie sprzętowym w czasie rzeczywistym. Gromadzi dane, takie jak stan oświetlenia, natężenie ruchu drogowego i parametry środowiskowe, z ustaloną częstotliwością, aby zapewnić aktualność danych.
• Warstwa analizy danych dogłębnie przetwarza dane zebrane przez warstwę zbierającą i wykorzystuje skonstruowany model operacyjny do określenia aktualnego stanu pracy systemu oświetleniowego. Automatycznie generuje także plany ściemniania na podstawie zmian w przepływie ruchu, analizuje dane dotyczące działania sprzętu, terminowo identyfikuje potencjalne usterki i generuje wczesne ostrzeżenia.
• Warstwa wykonywania instrukcji konwertuje plany i instrukcje wygenerowane przez warstwę analizy danych na konkretne operacje. Wysyła bezpośrednio polecenia, takie jak przyciemnianie i włączanie oświetlenia, do modułu sterującego systemu sprzętowego, zgłaszając w ten sposób i lokalizując informacje o usterkach.
• Warstwa interakcji użytkownika zapewnia personelowi wizualny interfejs operacyjny. Pracownicy mogą za pomocą komputerów, terminali mobilnych i innych urządzeń końcowych przeglądać stan pracy latarni na każdym odcinku drogi, ręcznie wydawać polecenia sterujące i dostosowywać parametry pracy systemu do rzeczywistych potrzeb.

 

 

3. Funkcje inteligentnych latarni ulicznych

Podstawowe funkcje oświetleniowe lamp to oświetlenie-zależne od zapotrzebowania i oświetlenie stabilne. Cały proces nie wymaga interwencji człowieka i jest realizowany automatycznie przez system sterowania. Podczas codziennej pracy system sterowania automatycznie włącza i wyłącza latarnie uliczne w oparciu o zaprogramowane punkty czasowe i dane z czujników światła, zapewniając, że latarnie będą włączane i wyłączane w nocy zgodnie z harmonogramem. Na odcinkach dróg, na których występują duże zmiany w organizacji ruchu, system wykorzystuje urządzenia monitorujące przepływ ruchu, które zbierają dane o natężeniu ruchu w czasie rzeczywistym. W godzinach szczytu automatycznie dostosowuje jasność latarni do wartości standardowej, aby zapewnić dobrą widoczność na drodze. Gdy natężenie ruchu jest małe lub poza-okresami szczytu, automatycznie przyciemnia światła, aby zaoszczędzić energię.

 

System monitoruje stan pracy latarni w czasie rzeczywistym. W przypadku wystąpienia usterek, takich jak nienormalna jasność lub przerwy w dostawie prądu, natychmiast identyfikuje punkt awarii i wysyła informację do urządzeń końcowych personelu konserwacyjnego. Personel zajmujący się konserwacją może następnie udać się bezpośrednio na miejsce naprawy w oparciu o podaną lokalizację usterki, skracając czas usuwania usterek oraz poprawiając stabilność i ciągłość oświetlenia dróg miejskich.

 

 

4. Scenariusze zastosowania inteligentnych latarni ulicznych w oświetleniu dróg miejskich

Energooszczędne zastosowania na drogach głównych

Głównymi arteriami ruchu miejskiego są arterie komunikacyjne, charakteryzujące się dużym natężeniem ruchu i długimi godzinami pracy. Inteligentne światła mają w tym scenariuszu wyraźne zalety. Mogą przyjmować schematy przyciemniania oparte-czasowo i-z czujnikiem światła w zależności od wzorców przepływu ruchu. W godzinach szczytu porannego i wieczornego system automatycznie dostosowuje jasność latarni do 100%, aby zapewnić bezpieczeństwo jazdy. W normalnych okresach ruchu dostosowuje jasność do 70–80% zgodnie z-rzeczywistymi zmianami natężenia ruchu. W okresach małego-natężenia ruchu, od późnej nocy do wczesnego ranka, natężenie ruchu znacznie spada, a system automatycznie zmniejsza jasność oświetlenia do 50%, aby zaspokoić podstawowe potrzeby oświetleniowe niewielkiej liczby pojazdów.

 

Gdy naturalne światło jest niewystarczające, na przykład w pochmurne lub deszczowe dni, inteligentne oświetlenie współpracuje z czujnikami światła, aby automatycznie włączać się lub rozjaśniać z wyprzedzeniem. Gdy w słoneczne dni wystarcza naturalne światło, system odpowiednio opóźnia aktywację, aby zmniejszyć zużycie energii. Ten schemat przyciemniania zużywa ponad 40% mniej energii niż tradycyjne latarnie uliczne. Posiada także funkcję monitorowania usterek w czasie rzeczywistym-, która pozwala szybko zlokalizować uszkodzone latarnie i skrócić czas konserwacji.

 

 

Inteligentne zastosowania na drogach drugorzędnych i rozgałęzionych

Ruch na drogach drugorzędnych ma charakter pływowy, przy czym występują znaczne różnice pomiędzy różnymi odcinkami dróg. Inteligentna technologia sterowania inteligentnych latarni ulicznych może dostosować się do tych cech. W przypadku dróg drugorzędnych i odgałęzień w pobliżu obszarów mieszkalnych system dokonuje odpowiednich korekt w zależności od schematu podróżowania mieszkańców, utrzymując stosunkowo wysoką jasność wieczorem. Aby silne światło nie zakłócało wypoczynku mieszkańców, po godzinie 23:00 oświetlenie zostaje automatycznie przyciemnione. Na drogach drugorzędnych wokół dzielnic handlowych jasność jest dostosowywana do godzin otwarcia obszaru handlowego. Po zamknięciu dzielnicy handlowej jasność oświetlenia jest stopniowo zmniejszana, a czas świecenia ulega skróceniu.

 

 

W przypadku dróg odjazdowych w pobliżu szkół i szpitali system automatycznie zwiększa jasność oświetlenia w godzinach szczytu dojazdów do pracy, aby zapewnić bezpieczeństwo pieszych. Inteligentne latarnie uliczne instalowane na drogach drugorzędnych i odgałęzionych również mają funkcję regulacji jednym-dotknięciem. W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych, np. tymczasowej kontroli ruchu czy akcji ratowniczej, urządzenia końcowe mogą służyć do zdalnego sterowania oświetleniem na wyznaczonych odcinkach dróg, zapewniając płynny przebieg prac ratowniczych.