Intelligenta gatubelysningssystem

Alla har länge varit vana vid konstgjord belysning på gatorna och tar det för givet. Lampor placerade på olika stolpar lyser upp motorvägar, vägar, motorvägar, gårdar, lekplatser och andra territorier och föremål. De slås på automatiskt eller manuellt, vid en viss tid på dagen enligt schemat eller efter avsändarens gottfinnande.

På olika platser, beroende på egenskaperna hos det upplysta föremålet, används lyktor med reflektorer, diffusa lyktor eller lyktor med nyanser av olika former. På så sätt är större vägar upplysta med reflektorlampor, sekundära vägar kan också lysas upp med diffusa lampor med diffusa skärmar och parker och gångvägar är ofta upplysta med ett mjukt ljus som avges av sfäriska eller cylindriska skärmar.

SNiP 23-05-95 «Naturlig och artificiell belysning» reglerar driften av gatubelysning, och ändringarna som gjordes av denna standard 2011 innebär nu en omfattande introduktion av LED-teknik.Föreskriften handlar bland annat om att säkerställa säkerheten för väg- och gångtrafik, i samband med vilken värden på lampans effekt och belysningsnivå bestäms för objekt med olika syften.

Trafiksäkerhet kommer först, och här är det viktigt att ta hänsyn till både rörelsehastigheten och terrängens egenskaper, såväl som närvaron av delar av transportinfrastrukturen: broar, korsningar, korsningar, etc.

Sikten för föraren ska vara sådan att den inte bidrar till tidig trötthet. Horisontell belysning på vägar och gator är extremt viktig, vilket definieras i dokumentet av kategorin belysning och trafikintensitet.

Följande typer av lampor används traditionellt för gatubelysning: glödlampor, högtrycks-kvicksilverbågslampor, bågmetallhalogenlamporsamt hög- och lågtrycksnatriumlampor. På senare år har LED-lampor lagts till i detta sortiment.

När det gäller LED-lampor är deras belysningsegenskaper och tekniska egenskaper före andra typer av lampor som traditionellt används för gatubelysning. Lysdioder är mycket ekonomiska, de förbrukar ett minimum av el, de kan direkt, med nästan 90% effektivitet, omvandla elektrisk ström till ljus.

För rättvisans skull noterar vi att vid betydande effekt är LED idag sämre vad gäller effektivitet jämfört med vissa typer av traditionella lampor. Men enligt experternas förutsägelser kommer LED-tekniken under de kommande åren att nå en sådan grad av perfektion att den helt kommer att ersätta gasurladdningslampor inom gatubelysning.

Detta är i princip allt som kan sägas om konventionella gatubelysningssystem. Men låt oss nämna några nackdelar. För det första är det oekonomiskt. El förbrukas oavsett verklighet och det konventionella gatubelysningssystemet är inte flexibelt. Den andra negativa kvaliteten är behovet av underhållskostnader och omöjligheten av kontinuerlig drift, som ett resultat av vilket behovet av att offra säkerheten ett tag i händelse av funktionsfel.

Dessa nackdelar saknar intelligenta gatubelysningssystem. Ett intelligent gatubelysningssystem är inte längre bara lyktor med lampor. Systemet innehåller både en uppsättning gatlyktor och ett nätverk för att utbyta information med ett lokalt centrum (koncentrator), som överför den till en server för vidare bearbetning av mottagna data.

Här förutsätts tvåvägskommunikation, vilket gör att du kan fjärrjustera strålkastarnas ljusstyrka, beroende på väderförhållandena och trafikens karaktär för tillfället. Till exempel, med dimma, bör ljusstyrkan läggas till, och med en ljus måne bör den minskas. Därmed uppnås energibesparingar minst 2 gånger jämfört med konventionella gatubelysningssystem.

Underhåll av intelligenta gatubelysningssystem är snabbare och mer kostnadseffektivt. Kontinuerlig övervakning av lampornas status från mitten gör att du omedelbart kan reagera på ett fel och snabbt eliminera det. Det är inte längre nödvändigt för besättningar att regelbundet gå runt i det kontrollerade området för att ta reda på om en lampa är ur funktion, det räcker med att gå till en tidigare känd lampa och helt enkelt fixa den.

Nyckelelementet i det intelligenta systemet är själva lyktstolpen, som innehåller flera huvudblock: en lampdrivare, en kommunikationsmodul, en uppsättning sensorer. Tack vare föraren drivs lampan av stabiliserad spänning och likström. Digital styrning och dataöverföring utförs av kommunikationsgränssnittsmodulen. Sensorer övervakar vädret, kolonnens position i rymden, graden av transparens i luften. Effektiviteten i belysningshanteringen i städer och motorvägar går alltså till en kvalitativt ny nivå.

Belysningsnivån för föremål i ett visst område övervakas i realtid tack vare en lokal koncentrator som exakt kontrollerar ljusstyrkan, ljusets riktning och till och med dess färg. Beroende på väderförhållanden, trafikintensiteten, närvaron av nederbörd, nivån på artificiell belysning kan ändras automatiskt.

Förstärkning av ljus eller vice versa — dimning — denna process kan styras av intelligent elektronik. Ljusbländning i rätt tid har förresten en gynnsam effekt på livslängden för LED-lampor och hjälper till att spara energi utan att skada andra.

I vissa länder kan man även idag hitta intelligenta system med autonom strömförsörjning, när varje pol har ett separat solbatteri eller vindturbin.

Vindens eller solens energi (under dagen) ackumuleras ständigt i batteriet, men förbrukas av lampan efter behov, med hänsyn till de yttre förhållandena, i ett lämpligt läge. Fördelarna med sådana lösningar är uppenbara. Lyktor kräver praktiskt taget inget underhåll, de är autonoma, ekonomiska och säkra.Om du inte behöver regelbundet torka av lampskärmarna av damm och smuts, särskilt på motorvägar.

En fjärrserver eller zonkontroller styr automatiskt det smarta gatubelysningssystemet. Inledningsvis ställs inställningar och en styralgoritm in, i enlighet med vilka signaler sedan genereras för fjärrstart, avstängning och justering av ljusstyrkan på lyktorna. Signalerna matas till förarnas signalingångar.

Detta uppnår energibesparingar, längre lamplivslängd och ett ekonomiskt belysningssystem som helhet. För signalöverföring används RS-485, radiokanal, Ethernet, GSM, tvinnade par eller till och med kraftledningar som ledare för HF-signalen.

Genom att använda servrar kan du adressera en viss lampa, slå på eller av den genom att skicka motsvarande signal till dess kontrollenhet. I synnerhet, om en radiofrekvenskanal används, tilldelas beacon en IP-adress med hjälp av TCP/IP-protokollet.

Varje beacon, eller snarare beacon-styrenhet, tilldelas initialt en av de många tusen tillgängliga IP-adresserna, och operatören ser varje beacon med dess adress och aktuella status på en datorskärmskarta.

Bland serverns funktioner finns regelbundna undersökningar av lyktor, och en lykta med en specifik fabriksadress är helt enkelt knuten till en plats på territoriet. GSM-kontroll används i undantagsfall på grund av dess höga kostnad.

Smarta gatubelysningssystem har tre kontrollnivåer för enskilda lampor, och även om styrmetoderna skiljer sig från en designer till en annan, förblir principen densamma. Till exempel erbjuder DotVision (Frankrike) följande kontrollalternativ:

• Enskild;

• Zonal med effektreglering;

• Zonal med reglering och telemetri.

Med individuell kontroll säkerställs maximala besparingar, liksom hög servicenoggrannhet för människors komfort och säkerhet. Varje lampa styrs individuellt och regleras med intelligenta förkopplingsdon, transceivers och kontroller.

Zonstyrning med fjärrstyrning av effekt är en kompromiss när det gäller att balansera ekonomi och kapacitet. En effektregulator och telemetrisystem baserat på LonWorks eller Modbus är installerat i zonstyrskåpet, vilket möjliggör tvåvägskommunikation mellan zonstyrenheten och zonservern.

Vid zonstyrning med telemetri är ekonomin liten, men zonstyrningen övervakar tydligt fel, genomför telemetri och fjärrstyr lamporna (tänd och släckt). Tvåvägs datautbyte är tillgängligt mellan servern och styrenheten för överföring av telemetriinformation och styrsignaler.

Naturligtvis, förutom ljussensorer, som är ansvariga för att tända belysningen på kvällen och släcka belysningen på morgonen, finns det andra metoder för automatiserad kontroll. Till exempel ger Stwol (Korea) möjligheten att styra belysningen direkt i enlighet med den aktuella belysningsnivån. Men inte med hjälp av en fotosensor, utan med hjälp av GPS.

De geografiska koordinaterna är förknippade med tidpunkten för soluppgång och solnedgång, — programmet gör beräkningarna — och vid en viss astronomisk tidpunkt vet enheten redan att det blir mörkt om 15 minuter och tänder lamporna i förväg. Eller 10 minuter efter soluppgången, orienterande sig på samma sätt, släcker han lyktorna.En enklare metod är att tända och släcka lamporna enligt ett schema, vid en viss tid på dygnet, beroende på veckodag.