Hệ thống đèn đường thông minh

Mọi người từ lâu đã quen với ánh sáng nhân tạo trên đường phố và coi đó là điều hiển nhiên. Đèn được đặt trên các cột khác nhau chiếu sáng đường cao tốc, đường giao thông, đường cao tốc, sân bãi, sân chơi và các khu vực và đồ vật khác. Chúng được bật tự động hoặc thủ công, vào một thời điểm nhất định trong ngày theo lịch trình hoặc theo quyết định của người điều phối.

Ở những nơi khác nhau, tùy thuộc vào đặc điểm của vật thể được chiếu sáng, đèn lồng có gương phản xạ, đèn lồng khuếch tán hoặc đèn lồng có sắc thái của các hình dạng khác nhau được sử dụng. Bằng cách này, các con đường chính được chiếu sáng bằng đèn phản quang, các con đường phụ cũng có thể được chiếu sáng bằng đèn khuếch tán có bóng râm khuếch tán, đồng thời công viên và lối đi bộ thường được chiếu sáng bằng ánh sáng dịu phát ra từ các bóng hình cầu hoặc hình trụ.

SNiP 23-05-95 «Chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo» quy định hoạt động của chiếu sáng đường phố và những thay đổi được thực hiện đối với tiêu chuẩn này vào năm 2011 hiện có nghĩa là sự ra đời rộng rãi của công nghệ LED.Quy định liên quan, trong số những điều khác, đảm bảo an toàn cho giao thông đường bộ và người đi bộ, liên quan đến việc xác định các giá trị của công suất đèn và mức độ chiếu sáng cho các đối tượng với các mục đích khác nhau.

An toàn đường bộ được đặt lên hàng đầu, và ở đây điều quan trọng là phải tính đến cả tốc độ di chuyển và đặc điểm của địa hình, cũng như sự hiện diện của các yếu tố của cơ sở hạ tầng giao thông: cầu, ngã tư, ngã tư, v.v.

Tầm nhìn của người lái xe phải sao cho không gây ra sự mệt mỏi sớm. Chiếu sáng ngang trên đường và đường phố là vô cùng quan trọng, được xác định trong tài liệu theo loại chiếu sáng và cường độ giao thông.

Các loại đèn sau đây thường được sử dụng để chiếu sáng đường phố: đèn sợi đốt, đèn hồ quang thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại hồ quangcũng như đèn natri cao áp và thấp áp. Trong những năm gần đây, đèn LED đã được thêm vào phạm vi này.

Đối với đèn LED, đặc tính chiếu sáng và đặc tính kỹ thuật của chúng vượt trội so với các loại đèn truyền thống được sử dụng để chiếu sáng đường phố. Đèn LED rất kinh tế, chúng tiêu thụ điện năng tối thiểu, có thể trực tiếp chuyển đổi dòng điện thành ánh sáng với hiệu suất gần như 90%.

Để công bằng, chúng tôi lưu ý rằng ở công suất đáng kể, đèn LED ngày nay kém hơn về hiệu quả so với một số loại đèn truyền thống. Nhưng theo dự đoán của các chuyên gia, trong những năm tới công nghệ LED sẽ đạt đến mức hoàn thiện đến mức thay thế hoàn toàn đèn phóng điện khí trong lĩnh vực chiếu sáng đường phố.

Về cơ bản, đây là tất cả những gì có thể nói về hệ thống chiếu sáng đường phố thông thường. Tuy nhiên, hãy đề cập đến một số nhược điểm. Trước hết, nó là không kinh tế. Điện được tiêu thụ bất kể thực tế và hệ thống chiếu sáng đường phố thông thường không linh hoạt. Chất lượng tiêu cực thứ hai là nhu cầu về chi phí bảo trì và không thể hoạt động liên tục, do đó cần phải hy sinh sự an toàn trong một thời gian trong trường hợp trục trặc.

Những nhược điểm này không có ở hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh. Một hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh không còn chỉ là những chiếc đèn lồng có đèn nữa mà hệ thống này bao gồm cả một bộ đèn đường và một mạng trao đổi thông tin với một trung tâm cục bộ (bộ tập trung), truyền nó đến một máy chủ để xử lý thêm dữ liệu nhận được.

Giao tiếp hai chiều được giả định ở đây, cho phép bạn điều chỉnh độ sáng của đèn pha từ xa, tùy thuộc vào điều kiện thời tiết và tính chất giao thông tại thời điểm đó. Ví dụ, với sương mù, nên thêm độ sáng, với trăng sáng, nên giảm bớt. Như vậy, tiết kiệm năng lượng đạt được ít nhất 2 lần so với hệ thống chiếu sáng đường phố thông thường.

Bảo trì hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Theo dõi liên tục trạng thái của đèn từ trung tâm cho phép bạn phản ứng ngay lập tức với sự cố và nhanh chóng loại bỏ nó. Các đội không còn cần thiết phải thường xuyên đi quanh khu vực được kiểm soát để tìm xem đèn có bị hỏng hay không, chỉ cần đi đến đèn đã biết trước đó và chỉ cần sửa nó là đủ.

Yếu tố chính của hệ thống thông minh là bản thân cột đèn, bao gồm một số khối chính: trình điều khiển đèn, mô-đun liên lạc, bộ cảm biến. Nhờ trình điều khiển, đèn được cung cấp điện áp ổn định và dòng điện một chiều. Điều khiển kỹ thuật số và truyền dữ liệu được thực hiện bởi mô-đun giao diện truyền thông. Các cảm biến theo dõi thời tiết, vị trí của cột trong không gian, mức độ trong suốt của không khí. Do đó, hiệu quả quản lý chiếu sáng ở các thành phố và đường cao tốc lên một tầm cao mới về chất lượng.

Mức độ chiếu sáng của các vật thể trong một khu vực nhất định được theo dõi trong thời gian thực nhờ bộ tập trung cục bộ điều khiển chính xác độ sáng, hướng của ánh sáng và thậm chí cả màu sắc của nó. Tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, cường độ giao thông, lượng mưa, mức độ chiếu sáng nhân tạo có thể được thay đổi tự động.

Khuếch đại ánh sáng hoặc ngược lại — làm mờ — quá trình này có thể được điều khiển bằng thiết bị điện tử thông minh. Nhân tiện, việc làm mờ kịp thời có tác dụng có lợi đối với tuổi thọ của đèn LED và giúp tiết kiệm năng lượng mà không gây hại cho người khác.

Ở một số quốc gia, thậm chí ngày nay, bạn có thể tìm thấy các hệ thống thông minh với nguồn điện tự trị, khi mỗi cực có một pin mặt trời hoặc tua-bin gió riêng biệt.

Năng lượng của gió hoặc mặt trời (vào ban ngày) được tích lũy liên tục trong pin, nhưng được đèn tiêu thụ khi cần thiết, có tính đến các điều kiện bên ngoài, ở chế độ phù hợp. Những lợi thế của các giải pháp như vậy là rõ ràng. Đèn lồng thực tế không cần bảo trì, chúng tự chủ, tiết kiệm và an toàn.Trừ khi bạn cần định kỳ lau chụp đèn khỏi bụi bẩn, đặc biệt là trên đường cao tốc.

Một máy chủ từ xa hoặc bộ điều khiển vùng sẽ tự động điều khiển hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh. Ban đầu, các cài đặt và thuật toán điều khiển được thiết lập, theo đó các tín hiệu sau đó được tạo để bật, tắt và điều chỉnh độ sáng của đèn lồng từ xa. Các tín hiệu được đưa đến đầu vào tín hiệu của trình điều khiển.

Điều này giúp tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ bóng đèn dài hơn và toàn bộ hệ thống chiếu sáng kinh tế. Để truyền tín hiệu, RS-485, kênh vô tuyến, Ethernet, GSM, dây xoắn đôi hoặc thậm chí cả đường dây điện được sử dụng làm dây dẫn cho tín hiệu HF.

Việc sử dụng các máy chủ cho phép bạn xác định địa chỉ của một loại đèn nhất định, bật hoặc tắt đèn đó bằng cách gửi tín hiệu tương ứng đến thiết bị điều khiển của nó. Cụ thể, nếu kênh tần số vô tuyến được sử dụng, thì đèn hiệu được gán địa chỉ IP bằng giao thức TCP / IP.

Mỗi đèn hiệu, hay đúng hơn là bộ điều khiển đèn hiệu, ban đầu được gán một trong hàng nghìn địa chỉ IP có sẵn và người vận hành sẽ nhìn thấy từng đèn hiệu cùng với địa chỉ và trạng thái hiện tại của nó trên bản đồ màn hình máy tính.

Trong số các tính năng của máy chủ là các cuộc thăm dò thường xuyên về đèn lồng và đèn lồng có địa chỉ nhà máy cụ thể chỉ được gắn với một địa điểm trên lãnh thổ. Điều khiển GSM được sử dụng trong những trường hợp ngoại lệ do chi phí cao.

Hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh có ba cấp độ điều khiển cho từng loại đèn và mặc dù các phương pháp điều khiển khác nhau giữa các nhà thiết kế nhưng nguyên tắc vẫn giống nhau. Ví dụ: DotVision (Pháp) cung cấp các tùy chọn kiểm soát sau:

• Cá nhân;

• Khu vực với quy định quyền lực;

• Khu vực với quy định và đo từ xa.

Với sự kiểm soát riêng lẻ, tiết kiệm tối đa được đảm bảo, cũng như độ chính xác cao của dịch vụ vì sự thoải mái và an toàn của con người. Mỗi đèn được điều khiển và điều chỉnh riêng với chấn lưu, bộ thu phát và bộ điều khiển thông minh.

Kiểm soát khu vực với điều chỉnh năng lượng từ xa là một sự thỏa hiệp về mặt cân bằng kinh tế và khả năng. Một bộ điều chỉnh công suất và hệ thống đo từ xa dựa trên LonWorks hoặc Modbus được lắp đặt trong tủ điều khiển vùng, cho phép giao tiếp hai chiều giữa bộ điều khiển vùng và máy chủ vùng.

Trong điều khiển vùng bằng đo từ xa, tính kinh tế nhỏ, nhưng bộ điều khiển vùng giám sát rõ ràng các lỗi, tiến hành đo từ xa và điều khiển đèn (bật và tắt) từ xa. Trao đổi dữ liệu hai chiều có sẵn giữa máy chủ và bộ điều khiển để truyền thông tin đo từ xa và tín hiệu điều khiển.

Tất nhiên, ngoài các cảm biến ánh sáng chịu trách nhiệm bật đèn vào buổi tối và tắt đèn vào buổi sáng, còn có các phương pháp điều khiển tự động khác. Chẳng hạn, Stwol (Hàn Quốc) cung cấp khả năng điều khiển ánh sáng trực tiếp phù hợp với mức độ chiếu sáng hiện tại. Nhưng không phải với sự trợ giúp của cảm biến ảnh mà với sự trợ giúp của GPS.

Các tọa độ địa lý được liên kết với thời gian mặt trời mọc và lặn, — chương trình thực hiện các phép tính — và tại một thời điểm thiên văn nhất định, thiết bị đã biết rằng trời sẽ tối sau 15 phút và bật đèn trước. Hoặc 10 phút sau khi mặt trời mọc, định hướng theo cách tương tự, anh ta dập tắt những chiếc đèn lồng.Một phương pháp đơn giản hơn là bật và tắt đèn theo lịch trình, vào một thời điểm nhất định trong ngày, tùy thuộc vào ngày trong tuần.